Brecher

Die Auswahl der optimalen Brechausrüstung kann schwierig sein. Zum Glück gibt es Hilfsmittel und Software, welche die Gewichtung verschiedener Optionen vereinfachen und bei der Entscheidungsfindung helfen. Das Rückgrat all dieser Analysen sind sorgfältige Berechnungen, die die Fähigkeiten und Einschränkungen verschiedener Brecher und Betriebsanforderungen berücksichtigen.

Jeder Brecherstandort und -betrieb ist anders. Optimale Ergebnisse lassen sich normalerweise durch die Kombination aus theoretischen Schlussfolgerungen und den praktischen Erfahrungen mit verschiedenen Materialien, Betriebsbedingungen, Wartungsanforderungen sowie wirtschaftlichen Aspekten verschiedener Alternativen erzielen.

Im Folgenden werden einige Schlüsselthemen nach den einzelnen Zerkleinerungsstufen aufgelistet. Bei der Festlegung der besten technischen Lösung für Ihre Anforderungen ist es wichtig, nicht zu vergessen, dass viele Brecher nicht nur stationäre, sondern auch als raupen- oder radmobile Versionen erhältlich sind - für den Fall, dass Sie es vorziehen, Ihren Brecher am Produktionsstandort oder zwischen den Standorten regelmäßig zu verfahren oder zu transportieren.

Wenn Sie an detaillierteren, speziell auf Ihre Bedürfnisse hin zugeschnittenen Analysen interessiert sind, wenden Sie sich bitte an die Experten von Metso. Wir verfügen über praktische Erfahrungen mit Tausenden von unterschiedlichen Brecheranwendungen auf der ganzen Welt und helfen Ihnen gerne bei der Suche nach der für Ihre Bedürfnisse am besten geeigneten Ausrüstung.

Der Hauptzweck eines Vorbrechers ist die Zerkleinerung des Materials auf eine Größe, welche den Transport auf dem Förderband ermöglicht. In den meisten Brechanlagen übernimmt ein Backenbrecher die Vorzerkleinerung. Anlagen mit sehr hohen Kapazitäten, welche häufig im Bergbau üblich und bei der Herstellung von Zuschlagstoffen weniger beliebt sind, verwenden normalerweise einen Primär-Kreiselbrecher. Wenn das verarbeitete Material leicht zu zerkleinern und nicht besonders abrasiv ist, kann hingegen ein Prallbrecher die beste Wahl für die Vorzerkleinerung sein.

Eine der wichtigsten Eigenschaften eines Vorbrechers ist seine Fähigkeit, das Aufgabegut ohne Brückenbildung aufzunehmen. Ein großer Vorbrecher ist naturgemäß teurer als ein kleiner Vorbrecher, weshalb die Investitionskostenberechnungen für Vorbrecher zusammen mit den Gesamtkosten der Primärstufen, einschließlich der Kosten für die Räumung der Abbruchwand, die Sprengung und die Bohrkosten, verglichen werden. In vielen Fällen transportieren Muldenkipper das Gestein zu einem stationären Vorbrecher. Dies kann eine teure Lösung sein. Amortisation, Treibstoff, Reifen und Wartungskosten können mit einbezogen werden, wenn die Fahrzeuge stark beansprucht werden. Bei modernen Gesteinsaufbereitungs- und Zuschlagstoffbetrieben ist der Einsatz von mobilen Vorbrechern, die sich entlang der Felswand bewegen können, in vielen Fällen die wirtschaftlichste Lösung.

Primärzerkleinerung mit Backenbrechern

Mit Blick auf die Größe der Einlauflöffnung erhält der Kunde eine bessere Rendite, wenn es sich bei dem Vorbrecher um einen Backenbrecher handelt. Das erfordert weniger Bohr- und Sprengarbeiten, da der Brecher größere Brocken aufnimmt. Der Nachteil dieses Brechertyps besteht in der relativ geringen Breite der Austragsöffnung und damit einer eingeschränkten Durchsatzkapazität  – gegenüber dem Austragsdurchsatz eines Kreiselbrechers, der vergleichsweise höher ist. Backenbrecher werden hauptsächlich in Anlagen mit einer Leistung von bis zu ca. 1.600 t/h eingesetzt.

Primärzerkleinerung mit Kreiselbrechern

Der Primär-Kreiselbrecher bietet eine hohe Kapazität dank seiner großzügig dimensionierten kreisförmigen Auslauföffnung (weitaus größerer Querschnitt als beim Backenbrecher) und des kontinuierlichen Arbeitsprinzips (die Kaubewegung des Backenbrechers erfolgt dagegen schubweise). Der Kreiselbrecher ist in großen Anlagen mit Kapazitäten ab 1.200 t/h konkurrenzlos. Um eine Einlauföffnung nutzen zu können, die jener eines Backenbrechers entspricht, muss der Primär-Kreiselbrecher viel höher und schwerer sein. Außerdem benötigen Primär-Kreiselbrecher ein ausgesprochen massives Fundament.

Primärzerkleinerung mit Prallbrechern

Der Primär-Prallbrecher bietet eine hohe Kapazität und ist für große Aufgabegrößen ausgelegt. Er kommt für die Verarbeitung von 200 t/h bis 1.900 t/h und in der größten Ausführung für Aufgabekörnungen von bis zu 1.830 mm (71") zum Einsatz. Primär-Prallbrecher werden in der Regel bei nicht abrasiven Anwendungen genutzt, bei denen die Herstellung von Feinkorn kein Problem darstellt. Von allen Vorbrechern ist der Prallbrecher derjenige, der das beste kubische Ergebnis liefert.

Der Zweck der Zwischenzerkleinerung liegt in der Herstellung unterschiedlicher grobkörniger Produkte - z. B. als Zuschlagstoffe für Straßentragschichten - oder die Vorbereitung des Materials für die endgültige Nachzerkleinerung. Im Allgemeinen liegt das Ziel des Zerkleinerns in der 2., 3. oder 4. Brechstufe in der bestmöglichen Zerkleinerung zu geringsten Kosten.

Wenn die Zwischenzerkleinerung mit dem Ziel der Herstellung von Eisenbahnschotter erfolgt, kommt es besonders auf die Qualität des Produktes an. In anderen Fällen gibt es normalerweise keine Qualitätsanforderungen, außer dass das Produkt sich für die Feinzerkleinerung eignen muss.

Kegelbrecher werden aufgrund ihrer hohen Kapazität und der niedrigen Betriebskosten häufig für die Zwischenzerkleinerung eingesetzt.

Zerkleinerung mit Kegelbrechern

Aufgrund ihrer Konstruktion sind Kegelbrecher im Allgemeinen eine teurere Investition als Prallbrecher. Bei richtiger Anwendung erfordert ein Kegelbrecher jedoch geringere Betriebskosten als ein herkömmlicher Prallbrecher. Daher wird Kunden, die harte oder abrasive Materialien zerkleinern, empfohlen, Kegelbrecher für die letzte Brech- und Kubizierungsstufe zu verwenden. Kegelbrecher können in den meisten Fällen auch Feinkörnungen eine gute Kubizität verleihen und für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden. Dies ist ein wichtiger Faktor, da sich die kundenspezifischen Anforderungen während der Lebensdauer eines Brechers oft ändern.

Bei Kegelbrechern gibt es nur wenige Regeln für eine optimale kubische Form zu befolgen. Diese 'Zehn Goldenen Regeln' lauten:

1. Volle Brechkammer. Das bedeutet, dass der Kegelkopf mit Gestein bedeckt sein muss.
2. Stabile und kontinuierliche Materialzufuhr.
3. Größe des Aufgabematerials etwa 10 - 30 % kleiner als Einlauföffnung (aber normalerweise keine Füller oder Feinkorn 0/4 mm).
4. Maximale Aufgabemateriagröße. Das Übersetzungsverhältnis muss auf 3 (-4) begrenzt werden. Die empfohlene maximale Aufgabematerialgröße beträgt 50 mm.
5. Gut durchmischtes Aufgabematerial. Das Aufgabematerial sollte nicht entmischt und gleichmäßig im Brechraum verteilt sein.
6. Brechspalteinstellung möglichst nahe an gewünschter Produktgröße.
7. Optimaler Füllstand (choke point). Dies setzt die Auswahl der richtigen Brechkammer für die jeweilige Aufgabe voraus.
8. Der Brecher selbst. Die Kegel der neuen Generation werden eine wesentlich bessere Kornform produzieren als diejenigen der sog. alten Generation. Dies ist auf eine verbesserte Brecherkinematik und die Form der Brechkammern zurückzuführen.
9. Geschlossener Kreislauf. Dadurch wird die Kornform durch Abrieb verbessert, die Aufgabekurve bleibt konstant und flockiges Material wird erneut zerkleinert. In der zweiten Brechstufe kalibriert der geschlossene Kreislauf die Aufgabe für die dritte Brechstufe.
10. Ablaufschema im allgemeinen. Insbesondere bei der Herstellung von Zuschlagstoffen in sehr hoher Qualität (Kornform) kommt es darauf an, dass getrennte Prozesskreisläufe genutzt werden. Das bedeutet, dass Produkte aus der 2. und 3. Brechstufe nicht miteinander vermischt werden.

Feinzerkleinerung mit Prallbrechern

Die Prallbrecherfamilie besteht aus zwei Haupttypen von Prallbrechern.

Der konventionelle Typ verfügt über eine horizontale Wellenkonfiguration, bekannt als HSI. Der andere besteht aus einem Zentrifugalbrecher mit vertikaler Antriebswelle, allgemein bekannt als VSI. Der Betrieb des Prallbrechers basiert auf dem Prinzip der  Übertragung schneller Aufschlags- und Prallenergie auf das Gesteinsmaterial. Prallbrecher erzeugen kubische Produkte und können hohe Zerkleinerungsraten bieten, solange das Aufgabematerial nicht zu fein ist. Das bedeutet, dass es in bestimmten Fällen möglich ist, mit einem einzigen Prallbrecher eine Aufgabe zu erfüllen, die normalerweise in mehreren Brechstufen mit Hilfe von Druckzerkleinerungsbrechern (d.h. Backen-, Kreisel- und/oder Kegelbrechern) durchgeführt wird. Prallbrecher werden meist für nicht abrasive Materialien eingesetzt.

Die beiden Haupttypen von Prallbrechern lassen sich weiter in verschiedene Gruppen unterteilen.

Konventionelle Prallbrecher mit horizontaler Welle sind in verschiedenen Größen und Ausführungen erhältlich, von Hochleistungs-Primärbrechern für große Kalksteinbrüche bis hin zu speziell entwickelten Maschinen für die Zerkleinerung von Materialien wie Schlacke.

Es gibt zwei Hauptkategorien von VSI-Brechern - Maschinen mit Prallverschleißteilen rund um den Brechraum und Maschinen, die ein Materialbett aufbauen. Der erste Typ ähnelt in vielerlei Hinsicht dem konventionellen Prallbrecher mit horizontaler Welle und Rotor. Der zweite Typ wurde in den letzten zehn Jahren recht populär und ist als Barmac-Brecher bekannt. Der Unterschied zwischen einem konventionellen Prallbrecher und einem VSI des Barmac-Typs besteht darin, dass letzterer geringere Betriebskosten zu einem ebenfalls geringeren Zerkleinerungsverhältnis bietet. In einem Barmac VSI wird das Material einem intensiven interpartikulären Brechvorgang unterzogen. Bei den anderen Brechern erfolgt die Zerkleinerung größtenteils durch den Aufprall von Stein auf Metall.

Kunden, die alte, umgebaute oder erweiterte Anlagen betreiben, haben oft Probleme mit der Kornform. In diesen Fällen bietet der Einsatz eines Barmac VSI in der letzten Brechstufe eine effektive Lösung für solche Probleme.

Dasselbe gilt für viele mobile Brechanlagen. Da die Anzahl der Brechstufen bei diesem Anlagentyp normalerweise gering ist, ist es fast unmöglich, eine gute Produktform zu erzielen, es sei denn, das Gestein ist relativ weich und damit besser für die Herstellung eines kubischen Endproduktes geeignet. Ein Zentrifugalbrecher in der letzten Stufe kann zur Lösung des Problems beitragen.

Die Kapazität der Anlage und die Größe des Aufgabematerials sind die Hauptfaktoren bei der Auswahl eines Vorbrechers. Um eine gute Leistung der Primäranlage zu gewährleisten und Produktionsverluste zu vermeiden, ist eine angemessene Korrelation zwischen der Größe des Aufgabematerials und den Abmessungen der Brechereinlauföffnung notwendig. Dies bedeutet, dass die maximale Größe des Aufgabematerials im Bereich von 60 bis 80 % im Verhältnis zur Größe der Brechereinlauföffnung liegen sollte. Zu den Faktoren, die sich auf die Auswahl auswirken können, zählen die Beschickungsarten und der Typ des verwendeten Aufgebers, der Materialfluss zum Brecher und die Verfügbarkeit der erforderlichen Mittel (wie die Brecher), um großformatige Steine im Falle einer Brückenbildung an der Einlauföffnung zu entfernen. In Fällen, in denen die Kapazitätsanforderungen sehr hoch sind, ist ein Primär-Kreiselbrecher die beste Wahl.

Eine große Einlauföffnung ist natürlich immer von Vorteil. In der Praxis wird die Grenze jedoch durch die Kapazität der Anlage und die veranschlagten Investitionsmittel gesetzt.