Stenkrossar

Att välja den perfekta krossutrustningen kan vara svårt. Lyckligtvis finns det verktyg och programvara som förenklar urvalsprocessen. Resultaten i sådana verktyg och program baseras på noggranna beräkningar där driftskraven samt olika krossars kapacitet och begränsningar är viktiga faktorer.

Varje krossningsplats och krossuppgift är unik, och optimalt resultat uppnås vanligen genom att man kombinerar teoretiska bedömningar med praktisk erfarenhet av olika material, driftsvillkor, underhållsbehov samt ekonomiska aspekter av olika alternativ.

Nedan följer en kortfattad beskrivning av viktiga faktorer att ta hänsyn till i de olika krosstegen. När du identifierar den bästa tekniska lösningen utifrån dina krav är det bra att komma ihåg att många krossar också finns i larvburna eller hjulburna versioner – i fall du skulle vilja flytta eller transportera krossen inom produktionsanläggningen eller mellan olika produktionsplatser.

Kontakta Metsos experter om du är intresserad av utförligare analyser som är anpassade för din krossapplikation. Vi har praktisk erfarenhet av tusentals krossapplikationer runtom i världen, och hjälper dig gärna att identifiera rätt utrustning för dina behov.

Primärkrossens främsta uppgift är att minska materialet till en storlek som kan transporteras på transportbandet.

I de flesta krossystem används en käftkross för primärkrossningen. I anläggningar med mycket hög kapacitet – vanligt inom gruvdrift och mindre vanligt vid ballastproduktion – används normalt en primär spindelkross. När bearbetningsmaterial är lättkrossat och inte särskilt slitande kan en slagkross vara det bästa alternativet för det första krossteget.

En av de viktigaste egenskaperna hos en primärkross är förmågan att ta emot matningsmaterial utan att stopp eller kärvning sker. En stor primärkross är, av naturliga skäl, dyrare än en mindre kross. Investeringskostnaden för en primärkross jämförs därför med totalkostnaderna för primärstegen, inklusive brottväggsrensning, sprängning och borrning.

I många fall används dumprar för att transportera stenen till en stationär primärkross. Det kan vara en dyr lösning. Amortering samt kostnader för bränsle, däck och underhåll kan bli aktuella när fordon används. I modern ballastverksamhet kan mobila primärkrossar, som går att förflytta längs klippväggen, vara den mest ekonomiska lösningen.

En stationär primärkross kan transformeras till mobil utrustning med hjälp av ett bandsystem. En bandburen primärkross kan vara en intressant lösning i ekonomiskt hänseende, i situationer där utrustningen ofta måste flyttas inom stenbrottet. Det kan dock vara en lite dyrare lösning i investerings- och underhållshänseende. Det kan finnas potential för ekonomiska besparingar vid lastning och transport av material. I sådana fall kan de potentiella besparingarna bli upp till 25 % jämfört med konventionella metoder. Det här innebär att ovanstående faktorer måste analyseras noggrant i varje enskilt fall. Det finns effektiva verktyg för att göra det.

Primär krossning med käftkrossar

Avkastningen på investeringen blir bättre om primärkrossen är en käftkross, tack vare matningsöppningens storlek. Det krävs mindre borrning och sprängning eftersom krossen kan användas för större stenar. Nackdelen med den här typen av kross är den relativt lilla utmatningsöppningen, som begränsar kapaciteten jämfört en spindelkross. Käftkrossar används främst i anläggningar som producerar ungefär 1 600 ton/h.

Primär krossning med spindelkrossar

Den primära spindelkrossen erbjuder hög kapacitet tack vare den stora, cirkelformade utmatningsöppningen (som ger mycket större utmatningsområde än hos käftkrossen) och principen för kontinuerlig drift (jämfört med käftkrossen, där krossningen sker i ”omgångar” på grund av fram- och återgångsrörelsen). Spindelkrossen har ingen konkurrent i stora anläggningar där det krävs kapacitet från 1 200 ton/h och uppåt. Om matningsöppningen ska vara lika stor som hos en käftkross, måste den primära spindelkrossen vara mycket högre och tyngre. För primära spindelkrossar krävs det också en ganska massiv grund.

Primär krossning med slagkrossar

Den primära slagkrossen erbjuder hög kapacitet och är utformad för inmatning av stora materialstorlekar. Primära slagkrossar används för att bearbeta från 200 ton/h upp till 1 900 ton/h, och för matningsstorlekar upp till 1 830 mm i den största modellen. Primära slagkrossar används generellt i icke-slitande applikationer och där produktion av finkrossat material inte är något problem. Av alla primärkrossar är slagkrossen den som är bäst på att ge produkten kubisk form.

Syftet med sekundärkrossning är att framställa produkter med olika grovlekar – till exempel ballast för vägbyggen – eller att förbereda materialet för slutlig omkrossning. Målet med sekundär, tertiär och kvartär krossning är att uppnå bästa möjliga storleksreduktion till lägsta möjliga kostnad. 

Om sekundärkrossning används för att framställa järnvägsballast är produktkvalitet viktigt. I andra fall finns det normalt inga kvalitetskrav, utom att produkten ska vara lämpad för finkrossning.

Konkrossar används ofta för sekundärkrossning, tack vare hög kapacitet och låg driftskostnad.

Finkrossning med konkrossar

På grund av konstruktionen är konkrossar vanligen en dyrare investering än slagkrossar. Men används den på rätt sätt kan konkrossen erbjuda lägre driftskostnader än en konventionell slagkross. Kunder som krossar hårda eller slitande material rekommenderas därför att installera konkrossar för det slutliga kross- och kubformande steget. Konkrossar kan i de flesta fall även ge bra kubisk form hos finkornigt material. Konkrossar kan anpassas för olika applikationer. Det är en viktig faktor eftersom kundspecifika behov ofta ändras under krossens livslängd.

För konkrossar finns ett antal regler som bör följas om man vill uppnå optimal kubisk form. Dessa tio gyllene regler är:

1. Full krosskammare. Det innebär att stenmaterialet måste täcka innermanteln.
2. Stabil och kontinuerlig matning.
3. Inmatat material bör innehålla 10-30% under spalten på konkrossen. Dock inget finmaterial 0-4 mm.
4. Maximal matningsstorlek. Reduktionsgraden måste begränsas till 3 (-4). Rekommenderat inmatat material maximalt 50 mm.
5. Korrekt matningsfördelning. Matningen får inte vara segregerad, utan ska vara jämnt fördelad i krosskammaren.
6. Inställning närmare önskad produkt
7. Rätt chokenivå. Det vill säga rätt val av kammare för matningen i fråga.
8. Själva krossen. Moderna konkrossar levererar avsevärt mycket bättre form än äldre krossar. Det beror på effektivare krosskinematik och förbättrad kammarform.
9. Stängd krets. Detta förbättrar formen genom nötning, ger konstant matning och omkrossning av ”flagnande” produkter. En stängd krets i sekundära steg kalibrerar matningen till tertiärstegen.
10. Flödesdiagram i allmänhet. Vid ballastproduktion med mycket höga kvalitetskrav (form) är det särskilt viktigt att selektiva kretsar används, vilket innebär att sekundära och tertiära produkter inte blandas.

Finkrossning med slagkrossar

Slagkrossfamiljen innehåller två typer av slagkrossar.

Den konventionella typen, HSI-krossen, har en horisontell axel. Den andra typen, VSI-krossen, är en centrifugalkross med vertikal axel. Krossförfarandet baseras på principen om snabb överföring av slagenergi till stenmaterialet. Slagkrossar skapar kubiska produkter och kan erbjuda hög reduktionsgrad förutsatt att matningsmaterialet inte är för finkornigt. Det innebär att man i vissa fall kan använda en och samma slagkross för att utföra en uppgift som det annars krävs flera krossteg för med en kompressionskross (dvs. käftkrossar, spindelkrossar och konkrossar). Slagkrossar används mestadels för icke-nötande material.

De två huvudgrupperna av slagkrossar kan delas upp i olika undergrupper.

Konventionella slagkrossar med horisontell axel finns i olika storlekar och modeller, från primärkrossar med hög kapacitet för stora kalkbrott, till specialutvecklade maskiner för t.ex. slaggkrossning.

Det finns två huvudtyper av VSI-krossar – maskiner med slitdelar runt kroppen, och maskiner som använder ett lager av ackumulerat material. Den första typen är i många avseenden lik en konventionell slagkross med horisontell axel och rotor. Den andra typen, som har blivit populär under det senaste årtiondet, kallas för en Barmac-kross. Skillnaden mellan en konventionell slagkross och en VSI-kross av Barmac-typ är att den senare erbjuder lägre driftskostnader, men även har lägre reduktionsgrad. I en VSI-kross av Barmac-typ genomgår materialet intensiv krossning sten mot sten. I andra krossar sker merparten av reduktionen när stenmaterialet krossas mot metall.

Kunder som driver äldre, ombyggda eller utbyggda anläggningar har ofta problem med produktens form. I sådana situationer kan en VSI-kross av Barmac-typ användas i det sista krossteget, för att komma till rätta med produktformen.

Samma sak gäller för många mobila krossenheter. Normalt används endast ett fåtal krossteg i den nämnda typen av anläggningar, vilket gör det näst intill omöjligt att uppnå bra produktform om inte stenmaterialet är ganska mjukt och väl lämpat för framställning av kubisk produktform. Med en centrifugalkross i det sista steget kan problemet avhjälpas.

Anläggningens kapacitet och matningsmaterialets storlek är de viktigaste faktorerna att ta hänsyn till vid val av en primärkross. För att säkerställa bra prestanda hos primäranläggningen, och därmed förhindra produktionsförluster, är det viktigt att ha rätt förhållande mellan matningsmaterialets storlek och krossens matningsöppning. Det här innebär att maximal storlek för matningsmaterialet ska vara 60–80 % av storleken på krossens intagsöppning. Faktorer som kan inverka på valet av kross, är typ av inmatningsanordning, materialflöde till krossen och tillgång till nödvändig utrustning (t.ex. knackare) för att avlägsna stora stenar vid igensättning av intagsöppningen. I situationer där kapacitetskraven är mycket höga är en primär spindelkross ett självklart val.

Stor intagsöppning är alltid en fördel. I praktiken är det dock anläggningens kapacitet och investeringsbudgeten som sätter begränsningarna.