Sau khi tạp chí International Mining số tháng 10 được phát hành, và cụ thể hơn là bài viết thường niên về hệ thống nghiền và vận chuyển quặng trong hầm mỏ, chúng tôi đã xem xét kỹ hơn một trong những yếu tố cốt lõi cấu thành nên các hệ thống này, đó là băng tải cấp liệu.
Trong ngành khai thác mỏ,máy cấp liệu băng chuyềnChúng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động trơn tru và tăng thời gian hoạt động. Ứng dụng của chúng trong các mạch chế biến khoáng sản rất đa dạng; tuy nhiên, khả năng đầy đủ của chúng chưa được biết đến rộng rãi trong ngành, dẫn đến nhiều câu hỏi được đặt ra.
Martin Yester, chuyên viên hỗ trợ sản phẩm toàn cầu của Metso Bulk Products, giải đáp một số câu hỏi quan trọng.
Nói một cách đơn giản, băng tải cấp liệu (còn được gọi là băng tải cấp liệu dạng máng) là một loại băng tải cơ khí được sử dụng trong các hoạt động xử lý vật liệu để chuyển (cấp) vật liệu đến thiết bị khác hoặc từ kho chứa, thùng hoặc phễu để khai thác vật liệu (quặng/đá) với tốc độ được kiểm soát.
Các bộ cấp liệu này có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau trong các hoạt động sơ cấp, thứ cấp và cấp ba (thu hồi).
Máy cấp liệu dạng băng tải xích máy kéo bao gồm xích gầm, con lăn và bánh sau, cũng được sử dụng trên máy ủi và máy xúc. Loại máy cấp liệu này chiếm ưu thế trong các ngành công nghiệp cần máy cấp liệu có thể khai thác các vật liệu với các đặc tính khác nhau. Các vòng đệm polyurethane trong xích ngăn vật liệu mài mòn xâm nhập vào các chốt và bạc lót bên trong, giảm mài mòn và kéo dài tuổi thọ thiết bị so với xích khô. Máy cấp liệu dạng băng tải xích máy kéo cũng giảm ô nhiễm tiếng ồn, giúp vận hành êm hơn. Các mắt xích được xử lý nhiệt để tăng tuổi thọ.
Nhìn chung, các lợi ích bao gồm độ tin cậy cao hơn, ít phụ tùng thay thế hơn, ít bảo trì hơn và kiểm soát nguồn cấp tốt hơn. Đổi lại, những lợi ích này giúp tăng năng suất với mức độ tắc nghẽn tối thiểu trong bất kỳ chu trình chế biến khoáng sản nào.
Một niềm tin phổ biến vềmáy cấp liệu băng chuyềnQuan niệm cho rằng chúng phải được lắp đặt theo chiều ngang là không đúng. Tuy nhiên, trái ngược với suy nghĩ phổ biến, chúng có thể được lắp đặt trên mặt phẳng nghiêng! Điều này mang lại nhiều lợi ích và tính năng bổ sung. Khi lắp đặt băng tải trên mặt phẳng nghiêng, tổng thể cần ít không gian hơn – độ dốc không chỉ hạn chế diện tích sàn mà còn giảm chiều cao của phễu tiếp nhận. Băng tải nghiêng dễ sử dụng hơn đối với các khối vật liệu lớn và nhìn chung sẽ làm tăng thể tích trong phễu và giảm thời gian chu kỳ cho xe tải vận chuyển.
Cần lưu ý một số yếu tố khi lắp đặt máng ăn trên mặt phẳng nghiêng để tối ưu hóa quy trình. Phễu được thiết kế đúng cách, góc nghiêng, thiết kế kết cấu đỡ và hệ thống đường đi và cầu thang xung quanh máng ăn đều là những yếu tố quan trọng.
Một quan niệm sai lầm phổ biến về vận hành bất kỳ thiết bị nào là: “Càng sớm càng tốt”. Đối với máy cấp liệu băng tải, điều đó không đúng. Tốc độ tối ưu đến từ việc tìm ra sự cân bằng giữa hiệu quả và tốc độ vận chuyển. Chúng hoạt động chậm hơn máy cấp liệu băng tải, nhưng điều đó là có lý do.
Thông thường, tốc độ tối ưu của băng tải cấp liệu là 0,05-0,40 m/s. Nếu quặng không mài mòn, tốc độ có thể tăng lên trên 0,30 m/s do có thể giảm mài mòn.
Tốc độ cao hơn sẽ làm giảm hiệu suất hoạt động: nếu tốc độ quá cao, bạn sẽ có nguy cơ làm tăng tốc độ hao mòn các bộ phận. Hiệu quả năng lượng cũng giảm do nhu cầu năng lượng tăng lên.
Một vấn đề khác cần lưu ý khi vận hành băng tải ở tốc độ cao là khả năng tạo ra các hạt mịn tăng lên. Có thể xảy ra hiện tượng mài mòn giữa vật liệu và tấm dẫn. Do khả năng có bụi bay trong không khí, việc tạo ra các hạt mịn không chỉ gây ra nhiều vấn đề hơn mà còn tạo ra môi trường làm việc nguy hiểm hơn cho người lao động nói chung. Do đó, việc tìm ra tốc độ tối ưu càng trở nên quan trọng hơn đối với năng suất nhà máy và an toàn vận hành.
Máy cấp liệu băng tải có những hạn chế về kích thước và loại quặng. Các hạn chế sẽ khác nhau, nhưng không bao giờ được đổ vật liệu một cách bừa bãi lên máy cấp liệu. Bạn cần xem xét không chỉ ứng dụng mà bạn sẽ sử dụng máy cấp liệu, mà còn cả vị trí đặt máy cấp liệu đó trong quy trình.
Nhìn chung, quy tắc trong ngành về kích thước máng cấp liệu dạng tấm là chiều rộng của tấm chắn (viền trong) phải gấp đôi kích thước của miếng vật liệu lớn nhất. Các yếu tố khác, chẳng hạn như phễu mở được thiết kế đúng cách kết hợp với việc sử dụng "tấm lật đá", có thể ảnh hưởng đến kích thước tấm chắn, nhưng điều này chỉ liên quan trong một số trường hợp nhất định.
Việc có thể lấy được 1.500mm vật liệu không phải là hiếm nếu sử dụng băng tải rộng 3.000mm. Vật liệu âm 300mm được lấy từ các đống quặng nghiền hoặc các thùng chứa/trộn thường được lấy bằng băng tải dạng tấm để cấp liệu cho máy nghiền thứ cấp.
Khi tính toán kích thước băng tải và hệ thống truyền động (động cơ) tương ứng, cũng như nhiều thiết bị khác trong ngành khai thác mỏ, kinh nghiệm và kiến thức về toàn bộ quy trình là vô cùng quý giá. Việc tính toán kích thước băng tải đòi hỏi kiến thức cơ bản về dữ liệu của nhà sản xuất để điền chính xác các tiêu chí được yêu cầu trong “Bảng dữ liệu ứng dụng” của nhà cung cấp (hoặc nhà cung cấp nhận được thông tin của họ).
Các tiêu chí cơ bản cần xem xét bao gồm tốc độ cấp liệu (cao điểm và bình thường), đặc tính vật liệu (như độ ẩm, độ hạt và hình dạng), kích thước khối tối đa của quặng/đá, mật độ khối của quặng/đá (tối đa và tối thiểu) và điều kiện cấp liệu và đầu ra.
Tuy nhiên, đôi khi có thể có thêm các biến số cần được đưa vào quy trình tính toán kích thước băng tải. Một biến số quan trọng khác mà nhà cung cấp nên tìm hiểu là cấu hình phễu. Cụ thể, lỗ mở chiều dài cắt của phễu (L2) nằm ngay phía trên băng tải. Trong trường hợp áp dụng, đây là một thông số quan trọng không chỉ để tính toán kích thước băng tải chính xác mà còn cho cả hệ thống truyền động.
Như đã đề cập ở trên, khối lượng riêng của quặng/đá là một trong những yêu cầu tiêu chuẩn cơ bản và cần bao gồm kích thước của bộ cấp liệu hiệu quả. Khối lượng riêng là trọng lượng của vật liệu trong một thể tích nhất định, thường được đo bằng tấn trên mét khối (t/m³) hoặc pound trên foot khối (lbs/ft³). Một lưu ý đặc biệt cần ghi nhớ là khối lượng riêng được sử dụng cho bộ cấp liệu băng tải, chứ không phải khối lượng riêng của chất rắn như trong các thiết bị chế biến khoáng sản khác.
Vậy tại sao mật độ khối lượng lại quan trọng đến vậy? Máy cấp liệu kiểu băng tải là máy cấp liệu thể tích, có nghĩa là mật độ khối lượng được sử dụng để xác định tốc độ và công suất cần thiết để lấy ra một lượng vật liệu nhất định mỗi giờ. Mật độ khối lượng tối thiểu được sử dụng để xác định tốc độ, và mật độ khối lượng tối đa xác định công suất (mô-men xoắn) cần thiết cho máy cấp liệu.
Tóm lại, điều quan trọng là phải sử dụng mật độ "khối lượng" chính xác thay vì mật độ "chất rắn" để tính toán kích thước máy cấp liệu dạng băng tải. Nếu các tính toán này không chính xác, tốc độ cấp liệu cuối cùng của quy trình tiếp theo có thể bị ảnh hưởng.
Xác định chiều dài cắt của phễu là một yếu tố quan trọng trong việc xác định và lựa chọn chính xác hệ thống cấp liệu dạng băng tải và hệ thống truyền động (động cơ). Nhưng làm thế nào để chắc chắn điều này? Chiều dài cắt của phễu là kích thước từ tấm chắn phía sau của phễu đến thanh cắt ở đầu ra của phễu. Nghe có vẻ đơn giản, nhưng điều quan trọng cần lưu ý là không nên nhầm lẫn điều này với kích thước của phần trên cùng của phễu chứa vật liệu.
Mục đích của việc đo chiều dài cắt trong phễu là để xác định đường mặt phẳng cắt thực tế của vật liệu và vị trí vật liệu ở phần chân phễu tách ra (cắt) khỏi vật liệu (L2) trong phễu. Khả năng chống cắt của vật liệu thường được ước tính nằm trong khoảng 50-70% tổng lực/công suất. Việc tính toán chiều dài cắt này sẽ dẫn đến tình trạng công suất thấp hơn mức cần thiết (mất sản lượng) hoặc công suất cao hơn mức cần thiết (tăng chi phí vận hành (opex)).
Khoảng cách bố trí thiết bị rất quan trọng đối với bất kỳ nhà máy nào. Như đã đề cập trước đó, băng tải có thể được lắp đặt trên các mặt phẳng nghiêng để tiết kiệm không gian. Việc lựa chọn chiều dài băng tải phù hợp không chỉ giúp giảm chi phí đầu tư (capex) mà còn giảm tiêu thụ điện năng và chi phí vận hành.
Nhưng chiều dài tối ưu được xác định như thế nào? Chiều dài tối ưu của băng tải là chiều dài có thể đáp ứng nhiệm vụ yêu cầu trong khoảng cách ngắn nhất có thể. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, đối với một hoạt động, việc lựa chọn băng tải có thể mất nhiều thời gian hơn để "vận chuyển" vật liệu đến thiết bị ở phía hạ lưu và loại bỏ các điểm trung chuyển (và chi phí không cần thiết).
Để xác định bộ cấp liệu ngắn nhất và tối ưu nhất, bộ cấp liệu dạng tấm cần được định vị linh hoạt bên dưới phễu (L2). Sau khi xác định chiều dài cắt và chiều sâu lớp vật liệu, chiều dài tổng thể có thể được giảm thiểu để ngăn ngừa hiện tượng "tự xả" ở đầu ra khi bộ cấp liệu không hoạt động.
Việc lựa chọn hệ thống truyền động phù hợp cho băng tải cấp liệu sẽ phụ thuộc vào hoạt động và mục tiêu của băng tải. Băng tải cấp liệu được thiết kế để hoạt động ở tốc độ thay đổi nhằm lấy nguyên liệu từ kho chứa và cấp liệu xuống phía dưới với tốc độ được kiểm soát để đạt hiệu quả tối đa. Nguyên liệu có thể thay đổi do các yếu tố như mùa trong năm, loại quặng hoặc phương pháp nổ mìn và trộn quặng.
Có hai loại hệ thống truyền động phù hợp cho tốc độ biến đổi: hệ thống truyền động cơ khí sử dụng hộp giảm tốc, động cơ biến tần và bộ điều khiển biến tần (VFD), hoặc động cơ thủy lực và bộ nguồn với bơm thể tích thay đổi. Ngày nay, hệ thống truyền động cơ khí tốc độ biến đổi đã chứng tỏ là hệ thống truyền động được lựa chọn nhờ những tiến bộ công nghệ và lợi thế về chi phí đầu tư.
Hệ thống truyền động thủy lực có vai trò nhất định, nhưng không được coi là lý tưởng giữa hai loại truyền động biến tốc.
Thời gian đăng bài: 14/7/2022
