к.т.н. О.Л. Санько, к.т.н. В.Я. Балагули
Програма реконструкції житлового фонду Москви передбачає знесення п'ятиповерхових будинків перших промислових серій. Це спричинить освіту близько 15 млн. т будівельних відходів, в яких, крім неутилізованих сміття, є значна частка матеріалів, придатних для переробки та використання.
Поява будівельних відходів зі змінними міцнісними та реологічними характеристиками, різнорідного будівельного брухту з переважанням металевої арматури, а також штучних тепло-і гідроізоляційних матеріалів ускладнює використання традиційної дробильної техніки.
Найбільш придатні за технічними характеристиками для переробки будівельних відходів гірнича техніка та устаткування для виробництва нерудних будівельних матеріалів.
Розглянемо можливість використання при первинному дробленні будівельного брухту молоткових, конусних, щокових, роторних і валкових дробарок для нерудних матеріалів.
Молоткові та конусні дробарки слід виключити з розгляду, тому що наявність довгомірної арматури в залізобетонних виробах призводило до їх поломки при дробленні вже першою тонни матеріалу. У молоткової дробарці колосникові грати - нездоланна перешкода для арматури, а в конусної - пружна арматура не дає можливості просування матеріалу в камеру дроблення.
Валкова дробарка також потрібно виключити з розгляду у зв'язку з необхідністю використання валків дуже великого діаметру через можливу великої довжини арматурної сітки і труднощів завантаження вихідного матеріалу.
Для реальної первинної переробки різноманітного будівельного брухту придатні тільки щокові і роторні дробарки.
Фахівці з багаторічним стажем роботи на устаткуванні для дроблення однорідних матеріалів не прийшли до єдиної думки щодо вибору типу дробарки для будівельних відходів.
Щокові дробарки можуть роздрібнити бетонну плиту, проте викликає побоювання невизначеність поведінки арматурної сітки при розвантаженні.
Використання роторних дробарок стримувалося можливістю поломки ударних бив при швидкісному зіткненні з прутами арматури. Викликала сумнів надмірна ступінь дроблення, яка веде до надмірного подрібнення матеріалу і підвищеному пилоутворення.
Розглянемо сучасні щокові і роторні дробильні агрегати, що експлуатуються в Москві або плановані до поставки в московський регіон.
Фірмі Саторі, що придбала в 1996 р. секцію попереднього дроблення англійської фірми Parker (рис. 1), належить першість у переробці будівельних відходів у Москві.
Секція попереднього дроблення включає в себе приймальний бункер, колосниковий віброживильники, що забезпечує попутний відсів дрібної фракції і грунту, щокові дробарки, бічний і відвантажувальний конвеєри. Магнітний сепаратор, встановлений над відвантажувальних конвеєром, відокремлює арматуру та іншої металобрухт від роздробленого матеріалу.
Для установки дробарки фірма пропонує як колісне, так і гусеничне шасі.
Рис. 1. Секція попереднього дроблення
Московське підприємство СУ-155 набуло щокові дробарки фірми Maschinenfabrik Liezen, встановлену спільно з вібраційним живильником, відвантажувальних конвеєром, магнітним сепаратором і дизель-генераторному.
Підприємство СУ-155, мабуть, єдине, що використовує дробарку цілеспрямовано для переробки матеріалу знесених п'ятиповерхівок в зоні щільної міської забудови.
До особливостей даної конструкції слід віднести наявність рушійного? Мови |, підвішеного шарнірно на нижній частині нерухомої щоки. Мова призначена для орієнтування і підгинання вертикально розташованих прутів арматури й укладання їх на конвеєрну стрічку.
Проте невеликий (120-150 мм) зазор між стрічкою відвантажувального конвеєра і опорною балкою дизель генератора створює вузьке місце, в якому арматура застряє, утворюючи пробки з хаотично скручених мотків дроту. Проблема проштовхування заторів була вирішена шляхом створення додаткового робочого місця для оператора, вручну витягає арматурні мотки з відвантажувального конвеєра.
Цікава конструкція вторинних стрічкових конвеєрів, оснащених лише провідним і натяжною барабанами без підтримуючих роликів. Замість роликів уздовж конвеєра рівномірно встановлені підковоподібні дуги, виконані з антифрикційного сплаву, що забезпечує невисокий коефіцієнт тертя. Завдяки такій дузі (близько 150 |) вдалося підвищити коритоподібного профілю стрічки, забезпечивши кращу сцепляемость матеріалу з її поверхнею. Це, у свою чергу, дало можливість встановити конвеєр під кутом 32-35 | до горизонту (замість 17-18 |), істотно скоротивши габарити установки.
Для боротьби з негабаритним шматками на верхньому майданчику щокові дробарки Lokotrak скандинавської фірми Nordberg встановлений маніпулятор з гідромолотом,
При попаданні негабаритних шматків в камеру дроблення передбачається зупинка щокові дробарки і раздрабліваніе матеріалу гідромолотом безпосередньо в камері дроблення.
Російське АТ? Дробмаш | пропонує щокові і роторні дробарки для первинного дроблення будівельних відходів.
Рис. 2. Вітчизняна щекова дробарка на колісному шасі словацького виробництва
Щокові дробарки встановлюють на шасі. При цьому цікавий досвід міжнародної кооперації підприємства по установці російської щокові дробарки на словацьке колісне шасі (рис. 2) із супутнім обладнанням (фірма TECHNO SRO).
Перші кроки з використання вітчизняних роторних дробарок для переробки будівельних відходів слід віднести до 1996 р., коли на території Очаківського цегельного заводу (000? Промстройпереработка |) була здана в експлуатацію стаціонарна дробарка СМД-75 в якості первинного дробильного агрегату.
Стійка робота підтвердила можливість використання дробарки СМД-75 на переробці залізобетонного брухту (арматури діаметром 15 мм і більше).
Фірма Krupp Fordertechnik пропонує серію з 11 типорозмірів роторних агрегатів, встановлених на стаціонарних рамах або пересувних шасі.
Агрегати забезпечені вібраційним живильником з перфорованим днищем для відбору дрібної фракції, магнітним сепаратором, двома конвеєрами (бічних і відвантажувальних) і автономним дизель генератором.
На московській виставці Mos-Con'97 фірма представляла саму маленьку модель CO-3C-80/100G (рис. 3), розраховану на прийом шматків матеріалу розміром не більше 450 мм.
Для прийому і подальшого транспортування готового матеріалу, що вилітає з камери дроблення зі значною швидкістю (30-40 м / с), під роторної дробаркою встановлений вібраційний живильник, уніфікований з живильником приймального бункера.
Дизель-генератор в даній моделі дробарки розташований під прийомним бункером, що різко скорочує габарити агрегату.
Рис. 3. Роторна дробарка CO-3C-80/100G фірми Krupp Fordertechnik (Німеччина)
Рис. 4. Дробильно-сортувальний комплекс UTN 300 CoBRA фірми Teltomat (Німеччина)
Фірма Teltomat випускає дробильно-сортувальний комплекс UTN 300 CoBRA, оснащений потужною роторної дробаркою (рис. 4).
Положенням відбійних плит роторної дробарки управляє комп'ютер залежно від характеристик вихідного матеріалу і необхідного товарного щебеню.
У дробарці забезпечені збір просипу матеріалу і пилопригнітання в дробильної камері розпиленням води під тиском 20 МПа. Комплекс, виконаний із застосуванням сучасних технічних рішень, почав експлуатуватися в Москві в 1997 р. державним підприємством? Екотехпром |.
Дробильно-сортувальний комплекс австрійської фірми Hartl (рис. 5) введено в експлуатацію в кінці 1997 р. підприємством? Рецикл матеріалів |. Комплекс переробляє дефектні залізобетонні плити, отримуючи продукт з великою часткою кубовидний зерен.
До складу базового дробильного агрегату, виконаного на гусеничному шасі, входять пластинчастий живильник, гуркіт попереднього відсіву з конвеєром, роторна дробарка, відвантажувальний конвеєр з магнітним сепаратором і приводний дизель. Крім базового агрегату є двухсітовий гуркіт, змонтований на окремій рамі.
Відмінність даної конструкції - гідропривід всіх виконавчих механізмів, за винятком ротора дробарки, який приводиться в обертання від дизеля через клиноременную передачу.
Досвід експлуатації агрегатів розглянутих конструкцій не виявив переваг роторної схеми дроблення перед щековой при переробці будівельних відходів.
Рис. 5. Дробильно-сортувальний комплекс фірми Harti (Австрія)
Ударно-валкова дробарка фірми Westfalia & Braun (Німеччина) займає особливе місце в переробці будівельних відходів.
Дробарка, спроектована для гірських умов, відома як агрегат, передробівшій історичну Берлінську стіну попанельно без попереднього подрібнення, а також ламаний бетон після землетрусу в місті Кобе (Японія).
Рис. 6. Ударно-валкова дробарка фірми Westfalia & Braun (Німеччина)
Дробарка складається з корпусу 7 (рис. 6), дробильної камери 2, ударного ротора 3, ланцюгового конвеєра 4, розташованого на лотку 5. Унікальний розмір вхідного шматка (1400х800х5000 мм) практично виключає необхідність попередньої підготовки матеріалу.
Проблема запобігання попадання в камеру дроблення негабаритного або недробімого матеріалу вдало вирішена включенням у схему управління процесора, що одержує сигнали від датчика натягу ланцюга конвеєра. У разі заклинювання матеріалом ланцюга конвеєра датчик посилає сигнал процесору, який спочатку зупиняє конвеєр, а потім включає його задній хід (приблизно 1 м). Після цього конвеєр знову подає матеріал у камеру дроблення, і так продовжується до тих пір, поки матеріал на конвеєрі не розташується потрібним чином.
Гідність дробарки - низький рівень завантаження матеріалу (на висоті 1 м над землею), що дозволяє виключити з технологічної схеми навантажувач і подавати матеріал безпосередньо з кузова автосамоскиду.
Недолік дробарки - великий гранулометричний склад одержуваного матеріалу: максимальний розмір шматка може досягати 200 мм, а середньозважений розмір 75-80 мм. Це визначає двостадійну схему використання дробарки при переробці будівельних відходів.
Розглядаючи конструкції дробарок, автори не згадували продуктивність. При розрахунку теоретичної, технічної та експлуатаційної продуктивності дробарок для нерудних матеріалів передбачається схожість фізико-механічних параметрів дробленого матеріалу (початковий розмір, вологість, міцність на стиск, абразивність і пр.) і забезпечення умов максимального завантаження.
При переробці будівельного брухту поведінку в камері дроблення різновеликих бетонних шматків, хаотично скручених прутів арматури, тепло-і гідроізоляційних матеріалів не може бути описано відомими теоріями дроблення.
Реальна продуктивність дробарок при переробці будівельного брухту залежить від продуктивності завантажувальних пристроїв, що визначається типом і розміром завантажування машини, віддаленістю складу матеріалу від місця завантаження, типом, розміром і станом матеріалу, що завантажується.
Практика експлуатації дробильних агрегатів різних типів показує, що при завантаженні в живильник брухту, що залишився від знесеного п'ятиповерхового залізобетонного будинку, продуктивність навантажувача становить 35-50 м3 / ч. Цей параметр не відноситься до ударно-валкова дробарці, здатної приймати будівельні відходи довжиною до 5 м.
На закінчення слід зазначити, що реальної переробкою будівельних відходів в Москві займаються п'ять-шість підприємств. У той час як, наприклад, у Берліні діє близько 100 переробних центрів.