『International Mining』誌 10 月号、特に毎年恒例の坑内破砕および搬送特集の発行に続き、私たちはこれらのシステムを構成する中核要素の 1 つであるエプロン フィーダーを詳しく調べました。
鉱業では、エプロンフィーダー円滑な運転を確保し、稼働時間を向上させる上で重要な役割を果たします。鉱物処理回路におけるその用途は非常に多岐にわたりますが、その全能力は業界全体で十分に理解されておらず、多くの疑問が生じています。
Metso Bulk Products のグローバル製品サポート担当 Martin Yester が、いくつかの重要な質問に答えます。
簡単に言えば、エプロン フィーダー (パン フィーダーとも呼ばれる) は、制御された速度で材料 (鉱石/岩石) を抽出するために、材料処理操作で使用される機械式のフィーダーであり、材料を他の機器に転送 (供給) したり、保管在庫、ボックス、ホッパーから材料を転送 (供給) したりするために使用されます。
これらのフィーダーは、一次、二次、三次（回収）操作のさまざまな用途に使用できます。
トラクター チェーン エプロン フィーダーとは、ブルドーザーや掘削機にも使用される足回りチェーン、ローラー、および尾輪を指します。このタイプのフィーダーは、さまざまな特性を持つ材料を抽出できるフィーダーを必要とする業界で主流となっています。チェーン内のポリウレタン シールにより、内部のピンやブッシングに研磨材が入り込むのを防ぎ、ドライ チェーンに比べて摩耗が軽減され、機器の寿命が延びます。トラクター チェーン エプロン フィーダーは騒音公害も軽減し、静かな動作を実現します。チェーンのリンクは熱処理されているため、寿命が延びます。
全体として、利点としては、信頼性の向上、スペアパーツの削減、メンテナンスの低減、および供給制御の改善が挙げられます。その結果、これらの利点により、鉱物処理ループのボトルネックが最小限に抑えられ、生産性が向上します。
よくある思い込みエプロンフィーダー問題は、水平に設置する必要があることです。しかし、一般に考えられていることとは異なり、傾斜面にも設置できます。これにより、多くの追加の利点と機能がもたらされます。エプロン フィーダーを傾斜面に設置すると、必要なスペースが全体的に少なくなります。傾斜によって床面積が制限されるだけでなく、受け入れホッパーの高さも低くなります。傾斜したエプロン フィーダーは、材料の塊が大きい場合により寛容であり、全体的にホッパー内の容量が増加し、運搬トラックのサイクル時間が短縮されます。
プロセスを最適化するために、傾斜面にパンフィーダーを設置する際には、注意すべき要素がいくつかあることに留意してください。適切に設計されたホッパー、傾斜角度、サポート構造の設計、フィーダー周囲の通路と階段のシステムはすべて重要な要素です。
あらゆるデバイスの操作に関してよくある誤解は、「早ければ早いほど良い」というものです。しかし、エプロン フィーダーに関しては、これは当てはまりません。最適な速度は、効率と搬送速度のバランスを見つけることで決まります。ベルト フィーダーよりも動作速度は遅くなりますが、それには十分な理由があります。
通常、エプロン フィーダーの最適速度は 0.05 ～ 0.40 m/s です。鉱石が摩耗しないものであれば、摩耗が軽減される可能性があるため、速度を 0.30 m/s 以上に上げることができます。
速度が速くなると動作に支障をきたします。速度が速すぎると、コンポーネントの摩耗が加速するリスクがあります。また、エネルギー需要の増加によりエネルギー効率も低下します。
エプロンフィーダーを高速で稼働させる際に留意すべきもう 1 つの問題は、微粒子の発生可能性が高くなることです。材料とプレートの間に研磨作用が生じる可能性があります。空気中に飛散する粉塵が存在する可能性があるため、微粒子の発生はより多くの問題を引き起こすだけでなく、従業員全体にとってより危険な作業環境を作り出します。したがって、工場の生産性と操作上の安全性を確保するには、最適な速度を見つけることがさらに重要になります。
エプロン フィーダーには、鉱石のサイズと種類に関して制限があります。制限はさまざまですが、材料を無駄にフィーダーに投入しないでください。フィーダーを使用するアプリケーションだけでなく、そのフィーダーをプロセスのどこに配置するかも考慮する必要があります。
一般的に、エプロン フィーダーのサイズに関する業界のルールでは、パン (内側のスカート) の幅は最大の材料の 2 倍のサイズにする必要があります。適切に設計されたオープン ホッパーと「ロック フリップ プレート」の使用など、他の要因もパンのサイズに影響する可能性がありますが、これは特定の状況にのみ関係します。
幅 3,000 mm のフィーダーを使用すれば、1,500 mm の材料を抽出できることも珍しくありません。破砕機の鉱石山または保管/混合ボックスから抽出されたマイナス 300 mm の材料は、通常、エプロン フィーダーを使用して抽出され、二次破砕機に供給されます。
鉱業における多くの機器と同様に、エプロン フィーダーとそれに対応する駆動システム (モーター) のサイズを決定する際には、プロセス全体の経験と知識が非常に重要です。エプロン フィーダーのサイズ決定には、サプライヤーの「アプリケーション データ シート」で要求される基準を正確に記入するための工場データに関する基本的な知識が必要です (またはサプライヤーが情報を受け取ります)。
考慮すべき基本的な基準には、供給速度（ピークおよび通常）、材料特性（水分、粒度分布、形状など）、鉱石/岩石の最大ブロックサイズ、鉱石/岩石の嵩密度（最大および最小）、供給および出口条件が含まれます。
ただし、エプロン フィーダーのサイズ決定プロセスに、含めるべき変数が追加されることがあります。サプライヤーが問い合わせるべき主要な追加変数は、ホッパーの構成です。具体的には、ホッパーのカット長さ開口部 (L2) は、エプロン フィーダーの真上にあります。該当する場合、これは、エプロン フィーダーのサイズを正しく決定するだけでなく、駆動システムにとっても重要なパラメータです。
前述のように、鉱石/岩石の嵩密度は基本的な標準要件の 1 つであり、有効な貯蔵フィーダーのサイズを含める必要があります。密度は特定の体積内の物質の重量で、通常、嵩密度は立方メートルあたりのトン数 (t/m³) または立方フィートあたりのポンド数 (lbs/ft³) で測定されます。特に留意すべき点は、エプロン フィーダーでは嵩密度が使用され、他の鉱物処理設備のような固体密度は使用されないことです。
では、なぜ嵩密度がそれほど重要なのでしょうか。エプロン フィーダーは容積式フィーダーです。つまり、嵩密度は、1 時間あたりに特定のトン数の材料を抽出するために必要な速度と電力を決定するために使用されます。最小嵩密度は速度を決定するために使用され、最大嵩密度はフィーダーに必要な電力 (トルク) を決定します。
全体として、エプロン フィーダーのサイズを決定するには、「固体」密度ではなく正しい「かさ」密度を使用することが重要です。これらの計算が正しくない場合、下流プロセスの最終的な供給速度が低下する可能性があります。
ホッパーせん断長さを決定することは、エプロン フィーダーと駆動システム (モーター) を正しく決定し選択する上で重要な要素です。しかし、これはどのようにして確実なのでしょうか。ホッパーせん断長さは、スカート付きホッパーのバック プレートからホッパーの出口端にあるせん断バーまでの寸法です。単純に聞こえますが、材料を保持するホッパーの上部のサイズと混同しないように注意することが重要です。
このホッパーせん断長さの測定の目的は、材料の実際のせん断面ラインと、スカート内の材料がホッパー内の材料 (L2) から分離 (せん断) される場所を特定することです。材料のせん断抵抗は通常、総力/電力の 50 ～ 70% と推定されます。このせん断長さの計算により、電力不足 (生産損失) または電力過剰 (運用経費 (opex) の増加) のいずれかが発生します。
機器の間隔はどのプラントにとっても重要です。前述のように、エプロン フィーダーはスペースを節約するために斜面に取り付けることができます。適切な長さのエプロン フィーダーを選択すると、資本支出 (capex) を削減できるだけでなく、電力消費と運用コストも削減できます。
しかし、最適な長さはどのように決定されるのでしょうか。エプロン フィーダーの最適な長さとは、必要なタスクを可能な限り短い長さで満たすことができる長さです。ただし、場合によっては、操作のためにフィーダーを選択すると、下流の装置に材料を「転送」するのに時間がかかり、転送ポイント (および不要なコスト) が削減されることがあります。
可能な限り最短かつ最適なフィーダーを決定するには、エプロン フィーダーをホッパー (L2) の下に柔軟に配置する必要があります。せん断長さとベッドの深さを決定した後、全体の長さを最小限に抑えて、フィーダーがアイドル状態のときに排出端でいわゆる「セルフフラッシング」を防ぐことができます。
エプロン フィーダーに適した駆動システムの選択は、フィーダーの動作と目的によって異なります。エプロン フィーダーは、可変速度で動作し、貯蔵庫から鉱石を抽出して、制御された速度で下流に供給し、効率を最大化するように設計されています。材料は、季節、鉱体、発破、混合パターンなどの要因によって異なる場合があります。
可変速に適したドライブには、ギア減速機、可変周波数モーター、可変周波数ドライブ (VFD) を使用する機械式ドライブ、または可変容量ポンプを備えた油圧モーターとパワー ユニットの 2 種類があります。今日では、技術の進歩と資本支出のメリットにより、可変速機械式ドライブが最適なドライブ システムであることが証明されています。
油圧駆動システムには独自の用途がありますが、2 つの可変駆動装置の間では理想的とは考えられていません。
投稿日時: 2022年7月14日
