Лещадность Щебня: Как Настройки Дробилки Влияют на Форму Зерен

Лещадность характеризует содержание в щебне зерен пластинчатой, а в ряде методов также игловатой формы. Этот показатель применяется при оценке щебня для бетона, асфальта, дорожных оснований и других строительных работ.

Высокое содержание таких зерен может указывать на неудовлетворительную форму готового продукта. Однако один результат испытания не объясняет причину проблемы.

На результат могут влиять:

• Структура исходной породы;

• Метод отбора проб;

• Применяемый стандарт;

• Гранулометрический состав питания;

• Режим работы дробилки;

• Профиль камеры дробления;

• Износ футеровки;

• Схема дробления и грохочения.

В статье рассматривается принцип определения лещадности, но основное внимание уделяется производственному вопросу:

Почему дробильная линия производит большое количество пластинчатых зерен и что следует проверить перед изменением оборудования?

Что такое лещадность щебня?

Лещадными называют зерна, толщина которых мала по отношению к другим размерам. В российских нормативных документах часто используется более полная формулировка:

содержание зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы

В общем виде показатель можно представить следующим образом:

Содержание зерен пластинчатой и игловатой формы (%) =
Масса зерен, отнесенных к пластинчатым и игловатым
÷
Масса испытанных фракций
× 100

Формула имеет смысл только вместе со следующей информацией:

• Стандарт и его редакция;

• Испытанные фракции;

• Место отбора пробы;

• Метод подготовки;

• Применяемый шаблон или измерительное устройство;

• Назначение щебня;

• Требование проекта.

Лещадность является показателем формы зерен крупного заполнителя. Она не заменяет испытания на гранулометрический состав, дробимость, истираемость, морозостойкость, водопоглощение или содержание примесей.

Мелкий продукт 0–5 мм обычно оценивается другими методами. Для него могут контролироваться гранулометрия, содержание пылевидных и глинистых частиц, модуль крупности и другие показатели.

Дополнительную информацию можно найти в статье о требованиях к качеству машинного песка.

Лещадные, пластинчатые и игловатые зерна

Разные стандарты используют отличающиеся определения и способы измерения.

Одно зерно может иметь пластинчатую, игловатую или комбинированную форму.

Поэтому нельзя автоматически считать одинаковыми следующие показатели:

• Лещадность;

• Flakiness Index;

• Elongation Index;

• Процент плоских и удлиненных зерен;

• Коэффициент формы.

Какой стандарт следует использовать?

Метод должен соответствовать требованиям договора, проектной документации или конечного потребителя.

ГОСТ 33053-2014

ГОСТ 33053-2014 распространяется на щебень и гравий из горных пород для автомобильных дорог и устанавливает метод определения содержания зерен пластинчатой и игловатой формы.

Он использует термин:

зерна пластинчатой (лещадной) и игловатой формы

ГОСТ 8267-93

ГОСТ 8267-93 устанавливает технические требования к щебню и гравию из плотных горных пород для строительных работ.

В зависимости от содержания пластинчатых и игловатых зерен щебень может относиться к соответствующей группе. Конкретное требование определяется назначением материала и действующей проектной документацией.

EN 933-3

EN 933-3 определяет Flakiness Index с использованием установленных щелевых сит. Метод отличается от российской системы определения пластинчатых и игловатых зерен.

ASTM D4791

ASTM D4791 определяет процент плоских, удлиненных или одновременно плоских и удлиненных зерен крупного заполнителя.

IS 2386, часть 1

Этот метод часто встречается в Индии. В нем используется определение пластинчатого зерна по отношению толщины к среднему размеру соответствующей фракции.

Результаты, полученные по ГОСТ, EN, ASTM и IS, нельзя напрямую сравнивать без анализа:

• Критерия классификации;

• Испытанных фракций;

• Приборов;

• Расчетной базы;

• Правил подготовки пробы.

Как определяют лещадность?

Подробная процедура должна соответствовать выбранному стандарту. Общая последовательность включает:

1. Отбор представительной пробы щебня.

2. Подготовку пробы по установленному методу.

3. Разделение материала на требуемые фракции.

4. Взвешивание фракций, включенных в испытание.

5. Проверку зерен с помощью шаблона или другого предусмотренного устройства.

6. Взвешивание зерен пластинчатой и игловатой формы.

7. Расчет результата.

8. Составление протокола.

Для диагностики дробильной линии рекомендуется контролировать каждую товарную фракцию отдельно. Один общий результат может скрыть проблему в определенном диапазоне размеров.

Например, для линии, выпускающей 5–10, 10–20 и 20–40 мм, нельзя заранее предполагать одинаковую форму зерен во всех фракциях.

Что означает высокая лещадность?

Высокое значение показывает, что в испытанной пробе содержится повышенная доля зерен, отнесенных выбранным методом к пластинчатым или игловатым.

В зависимости от назначения материала такие зерна могут влиять на:

• Уплотнение;

• Укладку;

• Межзерновое сцепление;

• Разрушение при транспортировке или уплотнении;

• Однородность бетонной или асфальтовой смеси;

• Стабильность качества разных партий.

При этом лещадность не дает полной характеристики качества щебня.

Она не определяет напрямую:

• Прочность;

• Истираемость;

• Морозостойкость;

• Водопоглощение;

• Минералогическую долговечность;

• Соответствие гранулометрического состава.

Универсального предельного значения для всех видов щебня также не существует.

Требование зависит от:

• Стандарта;

• Назначения материала;

• Фракции;

• Категории автомобильной дороги;

• Требований к бетону или асфальту;

• Спецификации заказчика.

Почему дробилка производит лещадный щебень?

1. Структура исходной породы

Форма зерна начинает формироваться при разрушении исходной породы.

Твердость не является единственным определяющим фактором. Слоистость, сланцеватость, ориентация минералов, выветривание и естественные трещины могут способствовать образованию пластинчатых кусков.

Если меняется участок карьера или горизонт добычи, форма готового продукта также может измениться без изменения настроек дробилки.

Следует сравнить:

• Участок добычи;

• Тип породы;

• Видимую слоистость;

• Естественные трещины;

• Выветривание;

• Влажность;

• Гранулометрический состав питания.

2. Неравномерная подача

Стабильная форма готового продукта маловероятна при нестабильной подаче.

Проблемы могут включать:

• Прерывистую подачу;

• Подачу материала на одну сторону камеры;

• Сегрегацию перед дробилкой;

• Избыточное количество мелочи;

• Слишком крупные куски;

• Резкие изменения состава питания.

Неравномерная подача меняет взаимодействие материала внутри камеры и может вызывать неравномерный износ футеровки.

3. Чрезмерная степень дробления

Попытка выполнить слишком большое сокращение крупности за одну стадию может ухудшить стабильность процесса.

Необходимую степень дробления следует распределять между несколькими подходящими стадиями. Подробнее этот вопрос рассмотрен в статье о степени дробления дробилки.

Схема с минимальным количеством машин не всегда обеспечивает минимальную стоимость тонны готового материала.

Чрезмерная нагрузка на одну стадию может привести к:

• Снижению производительности;

• Ускоренному износу;

• Увеличению количества мелочи;

• Нестабильной форме зерен.

4. Разгрузочная щель в закрытом положении

CSS влияет на:

• Крупность продукта;

• Степень дробления;

• Поведение материала в камере;

• Циркулирующую нагрузку;

• Производительность.

Нельзя утверждать, что уменьшение CSS всегда снижает лещадность.

Результат зависит от:

• Типа дробилки;

• Профиля камеры;

• Крупности питания;

• Свойств породы;

• Состояния футеровки;

• Заполнения камеры;

• Последующего грохочения.

Фактическую щель следует измерять утвержденным для конкретной модели способом. Значение в системе управления может отличаться от реального физического зазора.

Подробнее см. руководство по разгрузочной щели CSS.

5. Изношенная или неправильно выбранная футеровка

По мере износа изменяется рабочий профиль камеры.

Это может влиять на:

• Захват материала;

• Условия сжатия;

• Время нахождения в камере;

• Гранулометрический состав;

• Потребляемую мощность;

• Форму зерен.

Недостаточно записывать только часы работы футеровки.

Следует контролировать:

• Профиль износа;

• Распределение износа;

• Остаточную толщину;

• Изменение формы продукта.

Неравномерный износ может указывать на смещенную подачу, неправильную установку или несоответствие профиля камеры условиям применения.

6. Тип дробилки и схема линии

Каждая дробилка выполняет определенную функцию.

Щековая дробилка обычно используется для первичного дробления. От нее не следует автоматически ожидать получения окончательной формы товарного щебня за одну стадию.

Конусная дробилка может эффективно выполнять вторичное и третичное дробление, но результат зависит от:

• Подачи;

• Профиля камеры;

• CSS;

• Состояния футеровки;

• Стабильности нагрузки.

Ударные дробилки и VSI могут использоваться как отдельная стадия улучшения формы.

Однако эта стадия также может изменить:

• Выход мелких фракций;

• Расход изнашиваемых деталей;

• Мощность;

• Выход товарной продукции;

• Циркулирующую нагрузку.

Исследования показывают, что гранулометрический состав питания, расход, настройка и скорость дробилки могут влиять на форму зерен. Эти результаты подтверждают необходимость комплексной диагностики, но не дают одного универсального режима для всех машин и пород.

7. Грохочение и циркулирующая нагрузка

Дробильная линия представляет собой связанную систему.

Поврежденное или изношенное сито может пропускать крупный материал в готовую фракцию. Неэффективное грохочение также меняет количество продукта, возвращаемого на повторное дробление.

Необходимо проверить:

• Размер ячеек;

• Износ и повреждение сит;

• Крепление просеивающей поверхности;

• Распределение материала по деке;

• Околокритические зерна;

• Изменение циркулирующей нагрузки;

• Сегрегацию в штабеле;

• Место отбора пробы.

Диагностика повышенной лещадности

Изменять настройки следует только после проверки правильности пробы и испытания.

Как уменьшить содержание лещадных зерен

Шаг 1. Проверить протокол испытания

Необходимо подтвердить:

• Стандарт;

• Номер пробы;

• Испытанную фракцию;

• Место отбора;

• Метод;

• Расчет;

• Предельное требование.

Результаты, полученные по разным методам, могут быть несопоставимы.

Шаг 2. Испытать каждую товарную фракцию

Отдельные результаты для 5–10, 10–20 и 20–40 мм позволяют определить, где сосредоточена проблема.

Визуальная оценка штабеля не заменяет правильный отбор проб.

Шаг 3. Проверить сырье

Установите, изменились ли:

• Участок добычи;

• Структура породы;

• Выветривание;

• Гранулометрия питания.

Настройка дробилки не может полностью устранить склонность сильно слоистой породы к пластинчатому разрушению.

Шаг 4. Стабилизировать подачу

Необходимо обеспечить:

• Непрерывность;

• Равномерное распределение;

• Предварительное грохочение при необходимости;

• Контроль мелочи;

• Стабильную максимальную крупность.

Шаг 5. Измерить CSS и проверить футеровку

Фактическую щель следует измерить и сравнить профиль футеровки с чертежом или допустимым пределом износа.

Не следует устанавливать CSS за пределами рабочего диапазона оборудования.

Шаг 6. Проверить количество стадий

Следует определить, не выполняет ли одна машина чрезмерную степень дробления.

Общая схема производства щебня должна распределять первичное, вторичное и третичное дробление, улучшение формы и классификацию между соответствующими машинами.

Шаг 7. Оценить стадию улучшения формы

Если требуется улучшенная форма, можно рассмотреть VSI или подходящую ударную дробилку.

При выборе необходимо учитывать:

• Абразивность;

• Требуемые фракции;

• Производительность;

• Допустимое количество мелочи;

• Стоимость износа;

• Циркулирующую нагрузку.

Шаг 8. Повторить испытание

После изменения режима линия должна выйти на стабильную работу.

Вместе с лещадностью следует сравнить:

• Производительность;

• Выход товарных фракций;

• Количество мелочи;

• Мощность;

• Износ;

• Нагрузку на грохоты;

• Циркулирующую нагрузку.

Производственный пример: линия по переработке твердого песчаника 200 т/ч в Камбодже

Линия по производству щебня и песка производительностью 200 т/ч в Камбодже показывает, как можно разделить операции дробления и улучшения формы.

Подтвержденные данные:

Щековая дробилка выполняет первичное сокращение крупности. Многоцилиндровая гидравлическая конусная дробилка XHP обеспечивает дальнейшее дробление перед стадиями улучшения формы и классификации.

Вертикальная ударная дробилка VSI образует отдельную стадию улучшения формы зерен. Такая схема не требует от первичной щековой дробилки формирования окончательной формы продукта.

Два грохота разделяют материал на требуемые товарные фракции.

Видео позволяет увидеть:

• Работу оборудования;

• Движение материала;

• Непрерывность подачи;

• Загрузку дробилок;

• Расположение VSI;

• Грохочение;

• Выгрузку готового продукта.

Однако лабораторный протокол определения лещадности для проекта отсутствует.

Для данного проекта отсутствует лабораторный протокол определения лещадности щебня. Видео используется для демонстрации компоновки оборудования и точек эксплуатационного контроля, а не как подтверждение соответствия определенной группе или предельному значению лещадности.

Для публикации фактического результата необходимо отобрать представительные пробы готовых крупных фракций и провести испытание по стандарту проекта.

Какие данные нужны перед изменением оборудования?

Подготовьте:

• Тип и фотографии породы;

• Максимальную крупность питания;

• Гранулометрический состав;

• Требуемую производительность;

• Технологическую схему;

• Производителя и модель дробилки;

• Профиль камеры;

• Тип и состояние футеровки;

• Наработку футеровки;

• Измеренную разгрузочную щель;

• Готовые фракции;

• Протокол испытаний по каждой фракции;

• Стандарт отбора и испытания;

• Допустимое количество мелочи;

• Местоположение и назначение проекта.

Без этих данных замена дробилки или добавление VSI может не устранить реальную причину.

Заключение

Лещадность помогает выявить проблему формы щебня, но результат нельзя анализировать отдельно от производственного процесса.

Надежная диагностика связывает испытание с:

• Свойствами породы;

• Гранулометрией питания;

• Равномерностью подачи;

• CSS;

• Камерой дробления;

• Износом футеровки;

• Степенью дробления;

• Грохочением;

• Циркулирующей нагрузкой.

Линия в Камбодже представляет собой реальный пример многостадийной схемы с щековым дроблением, конусной дробилкой, VSI и грохочением. Поскольку лабораторных данных нет, проект следует использовать как пример компоновки и эксплуатации, а не как подтвержденный случай снижения лещадности.