أهمية وحدة التغذية ذات المئزر في معدات المناجم.

بعد نشر عدد أكتوبر من مجلة التعدين الدولية، وتحديداً الميزة السنوية المتعلقة بالتكسير والنقل داخل الحفرة، ألقينا نظرة فاحصة على أحد العناصر الأساسية التي تشكل هذه الأنظمة، وهو وحدة التغذية ذات المئزر.
في مجال التعدين،مغذيات المئزرتلعب هذه التقنيات دورًا هامًا في ضمان سلاسة التشغيل وزيادة وقت التشغيل. وتتنوع تطبيقاتها في دوائر معالجة المعادن بشكل كبير؛ إلا أن قدراتها الكاملة غير معروفة جيدًا في جميع أنحاء الصناعة، مما يثير العديد من التساؤلات.
يجيب مارتن يستر، مسؤول الدعم العالمي للمنتجات في شركة ميتسو للمنتجات السائبة، على بعض الأسئلة الأكثر أهمية.
بعبارات بسيطة، فإن مغذي المئزر (المعروف أيضًا باسم مغذي المقلاة) هو نوع ميكانيكي من المغذيات المستخدمة في عمليات مناولة المواد لنقل (تغذية) المواد إلى معدات أخرى أو من مخزون التخزين أو الصندوق أو القادوس لاستخراج المواد (الخام / الصخور) بمعدل متحكم فيه.
يمكن استخدام هذه المغذيات في مجموعة متنوعة من التطبيقات في عمليات المعالجة الأولية والثانوية والثالثية (الاستخلاص).
تشير مغذيات سلسلة الجرارات إلى سلاسل الهيكل السفلي والبكرات والعجلات الخلفية المستخدمة أيضًا في الجرافات والحفارات. يهيمن هذا النوع من المغذيات على الصناعات التي تتطلب مغذيات قادرة على استخراج مواد ذات خصائص مختلفة. تمنع موانع التسرب المصنوعة من البولي يوريثان في السلسلة دخول المواد الكاشطة إلى المسامير والبطانات الداخلية، مما يقلل من التآكل ويطيل عمر المعدات مقارنةً بالسلاسل الجافة. كما تُقلل مغذيات سلسلة الجرارات من التلوث الضوضائي لتشغيل أكثر هدوءًا. تخضع حلقات السلسلة للمعالجة الحرارية لزيادة عمرها.
بشكل عام، تشمل الفوائد زيادة الموثوقية، وتقليل قطع الغيار، وتقليل الصيانة، وتحسين التحكم في التغذية. في المقابل، تزيد هذه الفوائد من الإنتاجية مع الحد الأدنى من الاختناقات في أي حلقة لمعالجة المعادن.
اعتقاد شائع حولمغذيات المئزريُشترط تركيبها أفقيًا. ولكن على عكس الاعتقاد السائد، يُمكن تركيبها على الأسطح المائلة! وهذا يُوفر العديد من المزايا والخصائص الإضافية. عند تركيب وحدة تغذية ذات حزام على سطح مائل، تقل المساحة المطلوبة إجمالًا - فالميل لا يُقلل مساحة الأرضية فحسب، بل يُقلل أيضًا من ارتفاع قادوس الاستقبال. تُعد وحدات التغذية ذات الحزام المائل أكثر مرونة عند التعامل مع قطع المواد الكبيرة، وبشكل عام، ستزيد من حجم القادوس وتقلل من أوقات دورة شاحنات النقل.
ضع في اعتبارك أن هناك بعض العوامل التي يجب مراعاتها عند تركيب وحدة تغذية على منحدر لتحسين العملية. يُعد تصميم القادوس بشكل صحيح، وزاوية الميل، وتصميم الهيكل الداعم، ونظام الممرات والسلالم حول وحدة التغذية، كلها عوامل رئيسية.
من المفاهيم الخاطئة الشائعة حول تشغيل أي جهاز: "كلما كان ذلك أسرع كان أفضل". لكن هذا ليس صحيحًا فيما يتعلق بمغذيات المئزر. فالسرعة المثلى تتحقق من خلال إيجاد توازن بين الكفاءة وسرعة الشحن. صحيح أنها تعمل أبطأ من مغذيات الحزام، ولكن لسبب وجيه.
عادةً، تكون السرعة المثلى لمغذي المئزر 0.05-0.40 م/ث. إذا كان الخام غير كاشط، فيمكن زيادة السرعة إلى ما يزيد عن 0.30 م/ث بسبب إمكانية تقليل التآكل.
تؤدي السرعات العالية إلى إعاقة التشغيل: إذا كانت سرعاتك عالية جدًا، فإنك تخاطر بتسارع تآكل المكونات. كما تنخفض كفاءة الطاقة بسبب زيادة الطلب على الطاقة.
من الأمور الأخرى التي يجب مراعاتها عند تشغيل وحدة التغذية ذات الحزام بسرعة عالية، زيادة احتمالية تكوّن الجزيئات الدقيقة. قد تحدث احتكاكات بين المادة واللوحة. ونظرًا لاحتمالية وجود غبار متطاير في الهواء، فإن تكوّن هذه الجزيئات الدقيقة لا يُسبب مشاكل إضافية فحسب، بل يُؤدي أيضًا إلى خلق بيئة عمل أكثر خطورة على جميع العاملين. لذلك، يُعدّ إيجاد السرعة المثلى أمرًا بالغ الأهمية لإنتاجية المصنع وسلامة التشغيل.
تُعاني مغذيات المئزر من قيود فيما يتعلق بحجم ونوع الخام. تختلف هذه القيود، ولكن لا ينبغي أبدًا إلقاء المواد بشكل عشوائي على المغذي. يجب مراعاة ليس فقط التطبيق الذي ستستخدم فيه المغذي، بل أيضًا موقعه في العملية.
بشكل عام، تنص القاعدة الصناعية المتبعة فيما يتعلق بأحجام مغذيات المئزر على أن يكون عرض الصينية (الحافة الداخلية) ضعف حجم أكبر قطعة من المواد. قد تؤثر عوامل أخرى، مثل تصميم قادوس مفتوح مناسب مع استخدام "لوحة قلب صخرية"، على حجم الصينية، ولكن هذا الأمر لا يكون ذا صلة إلا في حالات معينة.
ليس من غير المألوف استخراج 1500 مم من المواد إذا تم استخدام مغذي بعرض 3000 مم. عادةً ما يتم استخراج المواد التي يقل قطرها عن 300 مم من أكوام خام الكسارة أو صناديق التخزين/الخلط باستخدام مغذي ذي حزام لتغذية الكسارة الثانوية.
عند تحديد حجم وحدة التغذية ذات الحزام ونظام القيادة المقابل (المحرك)، كما هو الحال مع العديد من المعدات في صناعة التعدين، فإن الخبرة والمعرفة بالعملية بأكملها لا تقدر بثمن. يتطلب تحديد حجم وحدة التغذية ذات الحزام معرفة أساسية ببيانات المصنع لملء المعايير المطلوبة بدقة من قبل "ورقة بيانات التطبيق" الخاصة بالمورد (أو يتلقى المورد معلوماتهم).
تشمل المعايير الأساسية التي ينبغي مراعاتها معدل التغذية (الذروة والعادي)، وخصائص المواد (مثل الرطوبة والتدرج والشكل)، والحد الأقصى لحجم كتلة الخام/الصخر، والكثافة الظاهرية للخام/الصخر (الحد الأقصى والحد الأدنى) وظروف التغذية والمخرج.
مع ذلك، قد تُضاف أحيانًا متغيرات إلى عملية تحديد حجم وحدة التغذية ذات الحزام، والتي ينبغي أخذها في الاعتبار. ومن أهم هذه المتغيرات الإضافية التي ينبغي على الموردين الاستفسار عنها هو تصميم القادوس. تحديدًا، تقع فتحة طول القطع في القادوس (L2) مباشرةً فوق وحدة التغذية ذات الحزام. وعند الاقتضاء، يُعد هذا معيارًا أساسيًا ليس فقط لتحديد الحجم الصحيح لوحدة التغذية ذات الحزام، بل أيضًا لنظام التشغيل.
كما ذُكر سابقًا، تُعدّ الكثافة الظاهرية للخام/الصخر أحد المتطلبات القياسية الأساسية، ويجب أن تشمل حجم وحدة التغذية الفعّالة. الكثافة هي وزن المادة في حجم مُحدد، وعادةً ما تُقاس الكثافة الظاهرية بالطن لكل متر مكعب (طن/م³) أو بالرطل لكل قدم مكعب (رطل/قدم³). تجدر الإشارة إلى أن الكثافة الظاهرية تُستخدم لوحدات التغذية ذات الحزام، وليس لكثافة المواد الصلبة كما هو الحال في معدات معالجة المعادن الأخرى.
لماذا تُعدّ الكثافة الظاهرية مهمة للغاية؟ تُعتبر مغذيات المئزر مغذيات حجمية، مما يعني أن الكثافة الظاهرية تُستخدم لتحديد السرعة والطاقة اللازمتين لاستخراج كمية معينة من المواد في الساعة. تُستخدم أقل كثافة ظاهرية لتحديد السرعة، بينما تُستخدم أعلى كثافة ظاهرية لتحديد الطاقة (العزم) المطلوب من المغذي.
باختصار، من المهم استخدام الكثافة "الإجمالية" الصحيحة بدلاً من الكثافة "الصلبة" لتحديد حجم وحدة التغذية ذات الحزام. إذا كانت هذه الحسابات غير صحيحة، فقد يتأثر معدل التغذية النهائي للعملية اللاحقة.
يُعدّ تحديد طول القص في القادوس عنصرًا أساسيًا في تحديد واختيار وحدة التغذية ذات الحزام ونظام القيادة (المحرك) بشكل صحيح. ولكن كيف يُمكن التأكد من ذلك؟ طول القص في القادوس هو المسافة من اللوحة الخلفية للقادوس المُغطاة إلى قضيب القص عند مخرج القادوس. قد يبدو الأمر بسيطًا، ولكن من المهم ملاحظة أنه لا ينبغي الخلط بينه وبين حجم الجزء العلوي من القادوس الذي يحتوي على المواد.
يهدف قياس طول القص في القادوس إلى تحديد خط القص الفعلي للمادة، ونقطة انفصالها (قصها) عن المادة (L2) في القادوس. تُقدّر مقاومة القص للمادة عادةً بنسبة تتراوح بين 50% و70% من إجمالي القوة/الطاقة. وينتج عن حساب طول القص إما نقص في الطاقة (خسارة في الإنتاج) أو زيادة في الطاقة (زيادة في النفقات التشغيلية).
يُعدّ تباعد المعدات أمرًا بالغ الأهمية لأي مصنع. وكما ذُكر سابقًا، يمكن تركيب وحدة التغذية على المنحدرات لتوفير المساحة. إن اختيار الطول المناسب لوحدة التغذية لا يُقلل فقط من النفقات الرأسمالية، بل يُقلل أيضًا من استهلاك الطاقة وتكاليف التشغيل.
لكن كيف يتم تحديد الطول الأمثل؟ الطول الأمثل لوحدة التغذية ذات المئزر هو الطول الذي يفي بالغرض المطلوب بأقصر طول ممكن. ومع ذلك، في بعض الحالات، قد يستغرق اختيار وحدة التغذية وقتًا أطول لنقل المواد إلى المعدات اللاحقة، مما يقلل من نقاط النقل (والتكاليف غير الضرورية).
لتحديد أقصر وأفضل وحدة تغذية ممكنة، يجب وضع وحدة التغذية ذات المئزر بمرونة أسفل القادوس (L2). بعد تحديد طول القص وعمق الطبقة، يمكن تقليل الطول الإجمالي لمنع ما يسمى "التنظيف الذاتي" عند طرف التفريغ عندما تكون وحدة التغذية في وضع الخمول.
يعتمد اختيار نظام القيادة المناسب لوحدة التغذية ذات الحزام على تشغيلها وأهدافها. صُممت وحدات التغذية ذات الحزام للعمل بسرعات متغيرة لاستخراج المواد من المخزن وتغذيتها إلى المصب بمعدل مُتحكم به لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة. قد تختلف المواد تبعًا لعوامل مثل فصل السنة، ونوع الخام، وأنماط التفجير والخلط.
هناك نوعان من المحركات المناسبة للسرعة المتغيرة وهما المحركات الميكانيكية التي تستخدم مخفضات التروس، والمحركات ذات التردد المتغير، ومحركات التردد المتغير (VFDs)، أو المحركات الهيدروليكية ووحدات الطاقة المزودة بمضخات إزاحة متغيرة. وقد أثبتت المحركات الميكانيكية ذات السرعة المتغيرة اليوم أنها نظام القيادة المفضل نظرًا للتقدم التكنولوجي ومزايا الإنفاق الرأسمالي.
أنظمة القيادة الهيدروليكية لها مكانتها، لكنها لا تعتبر مثالية بين نظامي القيادة المتغيرين.