Etter publiseringen av oktoberutgaven av International Mining, og mer spesifikt den årlige knusings- og transportfunksjonen i gruven, tok vi en nærmere titt på et av kjerneelementene som utgjør disse systemene, forklemateren.
I gruvedrift,forklematerespiller en viktig rolle i å sikre problemfri drift og øke oppetiden. Bruksområdene deres i mineralprosesseringskretser er svært varierte; deres fulle kapasitet er imidlertid ikke godt kjent i bransjen, noe som fører til mange av spørsmålene som reises.
Martin Yester, global produktsupport hos Metso Bulk Products, svarer på noen av de viktigste spørsmålene.
Enkelt sagt er en forklemater (også kjent som en pannemater) en mekanisk type mater som brukes i materialhåndteringsoperasjoner for å overføre (mate) materiale til annet utstyr eller fra lagerbeholdning, boks eller trakt for å utvinne materiale (malm/stein) med en kontrollert hastighet.
Disse materne kan brukes i en rekke bruksområder i primær-, sekundær- og tertiær (gjenvinnings-) operasjoner.
Traktorkjedeforklematere refererer til understellskjeder, ruller og bakhjul som også brukes på bulldosere og gravemaskiner. Denne typen mater dominerer bransjer der brukere trenger en mater som kan trekke ut materialer med forskjellige egenskaper. Polyuretanforseglinger i kjeden forhindrer at slipende materiale kommer inn i de indre pinnene og foringene, noe som reduserer slitasje og forlenger utstyrets levetid sammenlignet med tørre kjeder. Traktorkjedeforklematere reduserer også støyforurensning for stillere drift. Kjedeleddene er varmebehandlet for lengre levetid.
Samlet sett inkluderer fordelene økt pålitelighet, færre reservedeler, mindre vedlikehold og bedre matekontroll. Til gjengjeld øker disse fordelene produktiviteten med minimale flaskehalser i enhver mineralbehandlingsløkke.
En vanlig oppfatning omforklematereer at de må installeres horisontalt. Vel, i motsetning til hva mange tror, kan de monteres i skråninger! Dette gir mange ekstra fordeler og funksjoner. Når du installerer en forklemater i en skråning, kreves det mindre plass totalt sett – ikke bare begrenser skråningen gulvplassen, den reduserer også høyden på mottakerbeholderen. Skrånende forklematere er mer tilgivende når det gjelder større materialbiter, og totalt sett vil de øke volumet i beholderen og redusere syklustider for lastebiler.
Husk at det er noen faktorer å være oppmerksom på når du installerer en skålmater i en skråning for å optimalisere prosessen. En riktig utformet beholder, hellingsvinkel, utforming av støttestrukturen og et system av passasjer og trapper rundt materen er alle viktige faktorer.
En vanlig misforståelse om bruk av en hvilken som helst enhet er: «Jo før, jo bedre.» Når det gjelder forklematere, er ikke det tilfelle. Optimal hastighet kommer fra å finne en balanse mellom effektivitet og forsendelseshastighet. De går saktere enn beltematere, men med god grunn.
Vanligvis er den optimale hastigheten til forklemateren 0,05–0,40 m/s. Hvis malmen ikke er slipende, kan hastigheten økes til over 0,30 m/s på grunn av mulig redusert slitasje.
Høyere hastigheter svekker driften: Hvis hastighetene er for høye, risikerer du akselerert slitasje på komponenter. Energieffektiviteten reduseres også på grunn av økt energibehov.
Et annet problem å huske på når man kjører en forklemater med høy hastighet er den økte sannsynligheten for finstoff. Det kan være slipende effekter mellom materialet og platen. På grunn av den mulige tilstedeværelsen av diffust støv i luften, skaper dannelsen av finstoff ikke bare flere problemer, men også et farligere arbeidsmiljø for ansatte som helhet. Derfor er det enda viktigere å finne optimal hastighet for anleggets produktivitet og driftssikkerhet.
Forklematere har begrensninger når det gjelder størrelse og type malm. Restriksjonene vil variere, men materiale bør aldri dumpes unødvendig på materen. Du må ikke bare vurdere bruksområdet der du skal bruke materen, men også hvor den skal plasseres i prosessen.
Generelt sett er bransjeregelen for størrelser på forklematere at bredden på formen (indre skjørt) skal være dobbelt så stor som det største materialstykket. Andre faktorer, som en riktig utformet åpen beholder kombinert med bruk av en «steinvippeplate», kan påvirke formstørrelsen, men dette er bare relevant i visse situasjoner.
Det er ikke uvanlig å kunne utvinne 1500 mm materiale hvis en 3000 mm bred mater brukes. Negativt 300 mm materiale utvunnet fra knusermalmhauger eller lagrings-/blandebokser utvinnes vanligvis ved hjelp av en forklemater for å mate sekundærknuseren.
Når man skal dimensjonere en forklemater og tilhørende drivsystem (motor), som med mange utstyrsenheter i gruveindustrien, er erfaring og kunnskap om hele prosessen uvurderlig. Dimensjonering av forklemater krever grunnleggende kunnskap om fabrikkdata for å nøyaktig fylle ut kriteriene som kreves av leverandørens "applikasjonsdatablad" (eller leverandøren mottar deres informasjon).
Grunnleggende kriterier som bør vurderes inkluderer matehastighet (topp og normal), materialegenskaper (som fuktighet, gradering og form), maksimal blokkstørrelse på malm/bergart, bulktetthet av malm/bergart (maksimum og minimum) og mate- og utløpsforhold.
Noen ganger kan det imidlertid legges til variabler i dimensjoneringsprosessen for forklemateren som bør inkluderes. En viktig tilleggsvariabel som leverandører bør spørre om er beholderkonfigurasjonen. Spesielt er beholderens kuttlengdeåpning (L2) plassert rett over forklemateren. Der det er aktuelt, er dette en nøkkelparameter, ikke bare for riktig dimensjonering av en forklemater, men også for drivsystemet.
Som nevnt ovenfor er bulktettheten til malm/stein et av de grunnleggende standardkravene og bør inkludere effektiv størrelse på hamstringsmateren. Tetthet er vekten av et materiale i et gitt volum, vanligvis måles bulktetthet i tonn per kubikkmeter (t/m³) eller pund per kubikkfot (lbs/ft³). En spesiell merknad å huske på er at bulktetthet brukes for forklematere, ikke faststofftetthet som i annet mineralbehandlingsutstyr.
Så hvorfor er bulktetthet så viktig? Forklematere er volumetriske matere, som betyr at bulktettheten brukes til å bestemme hastigheten og effekten som kreves for å utvinne en viss mengde materiale per time. Minimum bulktetthet brukes til å bestemme hastigheten, og maksimal bulktetthet bestemmer effekten (dreiemomentet) som kreves av materen.
Alt i alt er det viktig å bruke riktig «bulk»-tetthet i stedet for «fast»-tetthet for å dimensjonere forklemateren din. Hvis disse beregningene er feil, kan den endelige matehastigheten i nedstrømsprosessen bli kompromittert.
Å bestemme traktens skjærlengde er en kritisk komponent i riktig bestemmelse og valg av en forklemater og drivsystem (motor). Men hvordan er dette sikkert? Traktens skjærlengde er dimensjonen fra den avrundede bakplaten til skjærestangen ved utløpsenden av trakten. Det høres enkelt ut, men det er viktig å merke seg at dette ikke bør forveksles med størrelsen på toppen av trakten som holder materialet.
Formålet med å finne denne målingen av skjærlengden i beholderen er å bestemme den faktiske skjærplanlinjen til materialet og hvor materialet i skjørtet separerer (skjærer) fra materialet (L2) i beholderen. Materialets skjærmotstand er vanligvis estimert til å være mellom 50–70 % av den totale kraften/effekten. Denne beregningen av skjærlengden vil resultere i enten underkraft (produksjonstap) eller overkraft (økning i driftskostnader (opex)).
Avstand mellom utstyr er viktig for ethvert anlegg. Som nevnt tidligere kan forklemateren monteres i skråninger for å spare plass. Å velge riktig lengde på forklemateren kan ikke bare redusere kapitalutgifter (capex), men også redusere strømforbruk og driftskostnader.
Men hvordan bestemmes den optimale lengden? Den optimale lengden på en forklemater er den som kan oppfylle den nødvendige oppgaven på kortest mulig lengde. I noen tilfeller kan det imidlertid ta lengre tid å "overføre" materiale til nedstrøms utstyr for en operasjon, og dermed eliminere overføringspunkter (og unødvendige kostnader).
For å bestemme den korteste og best mulige materen, må forklemateren plasseres fleksibelt under beholderen (L2). Etter å ha bestemt skjærlengden og sengedybden, kan den totale lengden minimeres for å forhindre såkalt "selvspyling" ved utløpsenden når materen er inaktiv.
Valg av riktig drivsystem for forklemateren din vil avhenge av driften og målene til materen. Forklematere er konstruert for å operere med varierende hastigheter for å trekke ut fra lagring og mate nedstrøms med en kontrollert hastighet for maksimal effektivitet. Materialer kan variere på grunn av faktorer som årstid, malmforekomst eller sprengnings- og blandingsmønstre.
To typer drivenheter som er egnet for variabel hastighet er mekaniske drivenheter som bruker girreduksjoner, motorer med variabel frekvens og drivenheter med variabel frekvens (VFD-er), eller hydrauliske motorer og kraftenheter med pumper med variabel fortrengning. I dag har mekaniske drivenheter med variabel hastighet vist seg å være det foretrukne drivsystemet på grunn av teknologiske fremskritt og fordeler med kapitalutgifter.
Hydrauliske drivsystemer har sin plass, men anses ikke som ideelle mellom de to variable drivsystemene.
Publisert: 14. juli 2022
