Tertiär-Prallbrecher sind die abschließenden Formgebungsmaschinen der dritten Stufe in einer Zuschlagstoffanlage. Sie nehmen vorgebrochenes Aufgabegut auf und brechen es nach dem Prallprinzip, wodurch gut geformtes kubisches Feinkorn und ein hoher Anteil an sandgroßem Material entsteht. Die Constmach CTC-Baureihe umfasst vier Modelle von 60 bis 250 t/h, mit Rotorgrößen von 1,100x750 mm bis hin zu 1,100x1,500 mm und Antriebsleistungen von 110 bis 250 kW.
Was ein Tertiär-Prallbrecher ist
Ein Tertiär-Prallbrecher steht am Ende der Brechlinie, nachdem die Primär- und Sekundärstufe das Gestein bereits auf eine handhabbare Größe reduziert haben. Seine Aufgabe ist keine starke Zerkleinerung. Seine Aufgabe ist die Formgebung und Klassierung. Die Maschine nimmt bereits kleines Aufgabegut auf und verwandelt es in sauberen, kubischen Feinzuschlagstoff mit einem kontrollierten Anteil an Feinanteilen und Sand.
Die Constmach-Version trägt die Bezeichnung CTC. Sie arbeitet nach dem Prallprinzip mit einem Rotor, der mit Manganschlagleisten bestückt ist, die das Material treffen und gegen die Prallplatten schleudern. Die wiederholten Prallstöße schlagen splittrige Kanten ab und erzeugen ein dichteres, kubischeres Korn. Da das Aufgabegut bereits fein ist, fließt die Energie in die Formkorrektur und die Erzeugung von sandgroßem Produkt statt in eine grobe Zerkleinerung.
Diese Unterscheidung ist wichtiger, als sie zunächst erscheint. Ein Primär-Backenbrecher und ein Sekundär-Kegelbrecher reduzieren beide die Größe um ein großes Verhältnis und nehmen ein breites Spektrum an Aufgabegut auf, weil ihre Aufgabe die Massenzerkleinerung ist. Ein Tertiär-Prallbrecher ist das Gegenteil: ein Präzisions-Finisher. Er erhält ein enges, vorklassiertes Aufgabegut und arbeitet an der Oberfläche und den Ecken jedes Korns, statt es in zwei Hälften zu spalten. Das Verständnis dieses einen Punktes erklärt nahezu jede Auslegungs-, Verschleiß- und Betriebsentscheidung, die folgt.
Funktionsweise
Das Aufgabegut gelangt in die Brechkammer und trifft auf einen schnell laufenden Rotor. Die Schlagleisten beschleunigen jedes Partikel und schleudern es gegen die im Gehäuse montierten Prallplatten. Das Gestein bricht entlang seiner Schwächezonen, und die scharfen Ecken, die ein Partikel splittrig oder länglich machen, verschwinden zuerst. Das Ergebnis ist ein runderes, kubischeres Korn.
Der Spalt zwischen Rotor und Prallplatten bestimmt die Produktgröße und den Feinanteil. Eine engere Einstellung treibt mehr Material in den Sandbereich; eine offenere Einstellung hält das Produkt etwas gröber. Auch die Rotordrehzahl ist von Bedeutung. Eine höhere Umfangsgeschwindigkeit bedeutet mehr Energie pro Prallstoß, mehr Feinanteile und eine bessere Form, allerdings auf Kosten eines schnelleren Verschleißes. Der Bediener stimmt beides ab, um die von der Anlage benötigte Kornverteilung zu erreichen.
Neben dem direkten Prallstoß wirkt ein zweiter Mechanismus. Vom Rotor abgeschleuderte Partikel treffen nicht nur auf die Prallplatten; sie kollidieren im Flug miteinander und mit dem Material, das bereits von den Platten zurückprallt. Diese Stein-auf-Stein-Wirkung übernimmt einen Teil der Formgebung und ist schonender für das Metall, was ein Grund dafür ist, dass ein gut eingestellter Prallbrecher eine gute Form halten kann, ohne seine Verschleißteile übermäßig zu belasten. Das Verhältnis von Stein-auf-Stein- zu Stein-auf-Metall-Wirkung verschiebt sich mit der Kammergeometrie, der Aufgabemenge und der Rotordrehzahl, und ein erfahrener Bediener lernt, es am Produkt und am Verschleißbild abzulesen statt an einer einzelnen Anzeige.
Die Prallplatten sind üblicherweise in zwei Positionen verstellbar, manchmal als erste und zweite Prallwand bezeichnet. Die erste Platte nimmt den ersten, härtesten Prallstoß auf und leistet den Großteil der Größenreduzierung; die zweite verfeinert, was von der ersten abkommt. Das unabhängige Einstellen der beiden Spalte gibt ein gewisses Maß an Kontrolle über das Gleichgewicht zwischen Zerkleinerung und Formgebung. Ein leichtes Schließen der zweiten Prallwand steigert beispielsweise die Feinkornausbeute, ohne die erste Platte zu mehr Arbeit zu zwingen, als sie leisten sollte. Diese Einstellungen sind die wichtigsten Stellhebel des Bedieners, sobald die Maschine installiert und die Rotordrehzahl festgelegt ist.
Warum dieser Brechertyp
Kegelbrecher und Prallbrecher weiter oben in der Linie reduzieren die Größe, liefern jedoch nicht immer die Form und den Feinanteil, die ein Hersteller für hochwertigen Zuschlagstoff oder für die Beschickung eines Sandkreislaufs wünscht. Ein Tertiär-Prallbrecher schließt diese Lücke. Er ist das Werkzeug, zu dem man greift, wenn die Kornverteilung stimmt, aber die Kornform schlecht ist, oder wenn der Anteil an feinem, sandgroßem Material im Endprodukt gesteigert werden muss.
Die Form ist kein kosmetisches Anliegen. Splittrige und längliche Partikel packen sich schlecht, verlangen mehr Bindemittel in Beton und Asphalt und schwächen die fertige Mischung. Ein kubisches Korn verzahnt sich, trägt Lasten besser und benötigt weniger Zement oder Bitumen für die gleiche Festigkeit. Für einen Hersteller, der nach einer Spezifikation verkauft, ist der Unterschied zwischen einem kantigen, splittrigen Produkt und einem sauberen kubischen der Unterschied zwischen einem Premiumpreis und einer abgelehnten Lieferung. In der Tertiärstufe wird dieser Wert geschaffen.
Zur Klarstellung des Umfangs: Ein Tertiär-Prallbrecher formt und klassiert. Ein Vertikalprallbrecher, der VSI, ist die spezialisierte Sandaufbereitungsmaschine. Die beiden werden oft zusammen eingesetzt. Der Tertiär-Prallbrecher übernimmt den Großteil der Formgebung und der Feinkornerzeugung, und ein VSI verfeinert den Sandanteil dort, wo eine strenge Sandspezifikation eingehalten werden muss. An vielen Standorten mit mittelhartem Gestein erzeugt der CTC allein genügend gut geformte Feinanteile, um die Anforderung zu erfüllen, und der VSI wird nur hinzugezogen, wenn die Sandkörnung oder der Feinheitsmodul ein enges Ziel treffen muss.
Die Constmach CTC-Baureihe
Vier Modelle decken Durchsätze von kleinen Feinformgebungsaufgaben bis hin zu tonnagestarken Tertiärstufen ab. Alle teilen dieselbe Prallkonstruktion und dieselbe Verschleißteil-Philosophie; sie unterscheiden sich in Rotorgröße, Kapazität und installierter Leistung.
| Modell | Rotor (mm) | Kapazität (t/h) | Antrieb |
|---|
| CTC-1275 | 1,100 x 750 | 60 - 80 | 110 kW |
| CTC-1210 | 1,100 x 1,000 | 80 - 135 | 160 kW |
| CTC-1212 | 1,100 x 1,200 | 120 - 170 | 200 kW |
| CTC-1215 | 1,100 x 1,500 | 230 - 250 | 250 kW |
Die Rotorbreite wächst über die Baureihe hinweg, während die Rotordurchmesserklasse gleich bleibt, sodass die Kapazität mit der Größe der Brechkammer und der Leistung an der Welle skaliert. Der CTC-1275 eignet sich für kompakte Anlagen und moderate Feinformgebungslasten. Der CTC-1215 bewältigt mit bis zu 250 t/h bei 250 kW die Tertiärstufe einer großen stationären Installation. Die beiden mittleren Modelle, der CTC-1210 und der CTC-1212, decken das breite Band mittlerer Anlagen ab, in dem die meisten Steinbrüche liegen, und die Überschneidung ihrer Kapazitätsbereiche gibt Ihnen Spielraum, nach Kornverteilung und Reserve statt allein nach Tonnage zu wählen.
Bauqualität und Verschleißteile
Die beiden Verschleißteile, die die Maschine bestimmen, sind die Manganschlagleisten und die Prallplatten. Beide nehmen den direkten Prallstoß des Gesteins auf und sind für den Austausch ausgelegt. Manganstahl ist die Standardwahl, weil er sich unter wiederholtem Prall kaltverfestigt: Die Oberfläche härtet im Betrieb, während der Kern darunter zäh bleibt, was genau das Verhalten ist, das man bei einem Teil wünscht, das tausende Male pro Minute getroffen wird.
Gehäuse und Rotor sind so gebaut, dass sie diese Prallbelastung ohne Nachgeben aufnehmen, denn ein steifer Rahmen hält den Spalt zwischen Rotor und Platte stabil und die Kornverteilung gleichmäßig. Die automatische Schmierung ist serienmäßig, sodass die Rotorlager eine dosierte Fettversorgung erhalten, ohne dass ein Bediener an die Rundgänge denken muss. Diese eine Funktion beseitigt eine der häufigsten Ursachen für vorzeitigen Lagerausfall bei Prallmaschinen.
Der Rotor selbst ist das Herz der Maschine, und seine Masse ist bewusst gewählt. Ein schwerer Rotor speichert beim Drehen Energie, sodass die Schlagleisten auch bei Schwankungen der Aufgabemenge einen gleichmäßigen Schlag liefern. Diese gespeicherte Trägheit glättet die Belastung des Motors und hält die Produktkörnung auch bei den kleinen Schwankungen gleichmäßig, die auf jedem Aufgabeförderer auftreten. Die Schlagleisten werden durch eine Klemmvorrichtung im Rotor gehalten, die sie sicher fixiert und ihr Herausziehen und Ersetzen ermöglicht, ohne den Rotor zu zerlegen, was die Umrüstzeit und den damit verbundenen Produktionsausfall so kurz wie möglich hält.
Wie er sich in die Brechlinie einfügt
Eine typische Hartgesteinsanlage arbeitet in Stufen. Ein Backenbrecher übernimmt die Primärzerkleinerung. Ein Sekundärbrecher, oft ein Kegel- oder ein Sekundär-Prallbrecher, reduziert die Größe weiter. Der Tertiär-Prallbrecher nimmt dann dieses vorgebrochene Aufgabegut für den abschließenden Formgebungsdurchgang auf.
Das Aufgabegut erreicht den CTC über einen Schwingaufgeber und Bandförderer, und das Produkt verlässt ihn über einen Austragsförderer zu einer Vibrationssiebmaschine. Das Sieb teilt den Austrag in Endfraktionen auf und führt jegliches Überkorn für einen weiteren Durchgang zurück. Wo ein Sandprodukt benötigt wird, erfüllt der Feinanteil aus der Tertiärstufe entweder direkt die Spezifikation oder wird an einen VSI und einen Wasch- oder Klassierkreislauf weitergeleitet. Der Brecher arbeitet selten allein; er ist ein Element in einem ausgewogenen Fluss, in dem die Kapazitäten von Aufgeber, Sieb und Förderer alle zu seinem Durchsatz passen müssen.
Ausgewogenheit ist hier das entscheidende Wort. Ein Tertiär-Prallbrecher, der im geschlossenen Kreislauf mit einem Sieb läuft, führt sein Überkorn für einen weiteren Durchgang zurück, sodass der Brecher tatsächlich mehr Tonnen bewältigt, als die Frischaufgaberate vermuten lässt. Diese Umlauflast muss von vornherein eingeplant werden. Ist das Sieb unterdimensioniert, staut sich Überkorn und der Brecher verstopft; ist der Rückführförderer zu klein, kann sich der Kreislauf nicht selbst leeren. Aufgeber, Siebdecks und jeden Förderer auf die Umlauflast auszulegen, nicht nur auf die Frischaufgabe, ist es, was eine Anlage, die ihre Nenntonnage hält, von einer unterscheidet, die ständig abschaltet und leerläuft. Der Brecher kann nur spezifikationsgerecht produzieren, wenn die Ausrüstung um ihn herum die Kammer gleichmäßig und kontrolliert beschickt hält.
Kapazität und Auslegung
Die veröffentlichten Werte, 60 bis 80 t/h für den CTC-1275 bis hin zu 230 bis 250 t/h für den CTC-1215, sind aus gutem Grund Bereiche. Der tatsächliche Durchsatz hängt von der Aufgabegröße, der Härte und Abrasivität des Gesteins, der Zielkörnung und der Spaltweite ab. Eine gröbere Produkteinstellung und ein weicheres Gestein bringen Sie an das obere Ende des Bereichs. Ein feines Produkt mit hohem Sandbedarf zieht Sie an das untere Ende, weil die Maschine pro Tonne mehr Arbeit leistet.
Legen Sie die Tertiärstufe auf den Austrag der sie beschickenden Stufe aus, mit einer Reserve. Ein Brecher, der dauerhaft an seiner Obergrenze läuft, lässt keinen Spielraum für härtere Gesteinschargen oder für das allmähliche Öffnen des Spalts, wenn die Verschleißteile altern. Das nächstgrößere Modell zu wählen ist über die Lebensdauer der Anlage oft günstiger, als eine kleinere Maschine am Anschlag zu betreiben.
Ein durchgerechnetes Auslegungsbeispiel
Nehmen wir einen Kalksteinbruch, der 150 t/h gut geformtes 0- bis 5-mm- und 5- bis 12-mm-Produkt benötigt, beschickt von einem Sekundär-Kegelbrecher, der bei minus 40 mm läuft. Die 150 t/h sind die Frischaufgabe, aber die Tertiärstufe läuft im geschlossenen Kreislauf mit einem Sieb, und bei einer Feinformgebungsaufgabe kommt ein ansehnlicher Teil jedes Durchgangs als Überkorn zurück. Nehmen wir eine Umlauflast von etwa 30 Prozent an: Der Brecher selbst sieht dann rund 195 t/h. Diese Zahl, nicht die 150, ist es, gegen die Sie auslegen.
Liest man 195 t/h gegen den Bereich ab, ist der CTC-1212 mit 120 bis 170 t/h bereits über seiner Obergrenze und könnte die Aufgabe gar nicht halten, sobald die Platten verschlissen sind. Der CTC-1215 mit 230 bis 250 t/h trägt 195 t/h bequem und lässt Reserve für das Öffnen des Spalts, wenn die Schlagleisten verschleißen. Nach der Prospekt-Obergrenze mag der CTC-1212 einen Käufer verlocken; bei der realen Aufgabe, mit der eingerechneten Umlauflast und einer sinnvollen Reserve, ist der CTC-1215 die einzig solide Wahl. Dies ist die Rechnung, die Käufer überrascht, die nach der Frischaufgaberate und dem oberen Wert auslegen und dann feststellen, dass die Anlage ihre Nennleistung nicht halten kann, sobald die Verschleißteile die Hälfte ihrer Lebensdauer erreicht haben.
Die Lektion lässt sich verallgemeinern. Legen Sie stets gegen die Last aus, die der Brecher tatsächlich sieht, einschließlich der Umlaufrückführung, und lesen Sie die erforderliche Tonnage stets gegen den unteren bis mittleren Teil des Bereichs eines Modells ab, nicht gegen dessen oberen Wert. Das obere Ende des Bereichs ist das, was die Maschine mit dem leichtesten Material bei der offensten Einstellung leistet, nicht das, was sie mit Ihrem Gestein bei Ihrer Zielkörnung Schicht um Schicht hält.
Materialien und Anwendungen
Die CTC-Baureihe ist für mittelhartes, gering abrasives Gestein gebaut. Das umfasst Kalkstein, Dolomit und ähnliche Sedimentgesteine sowie viele Basalte und Andesite am milderen Ende der Abrasivitätsskala. Bei diesen Materialien liefert das Prallprinzip eine ausgezeichnete Form und eine großzügige Feinkornausbeute, und die Mangan-Verschleißteile bieten eine vernünftige Standzeit.
Hochabrasive Aufgabegüter wie Quarzit, Flusskies mit hohem Silikatgehalt oder sehr harter Granit sind eine andere Sache. Das Prallbrechen dieser Materialien treibt den Verschleißteilverbrauch stark in die Höhe, und eine Druckzerkleinerungsmaschine oder ein VSI mit der richtigen Konfiguration ist meist die bessere wirtschaftliche Antwort. Passen Sie den Brecher an das Gestein an, nicht umgekehrt.
- Kubischer Feinzuschlagstoff für Beton- und Asphaltmischungen
- Brechsand und ein höherer Feinanteil für Sandkreisläufe
- Abschließende Formgebung, wo frühere Stufen splittrige oder längliche Partikel hinterlassen
- Tertiärbetrieb in Kalkstein- und ähnlichen mittelharten Steinbrüchen
Verschleißwirtschaftlichkeit
Bei einem Prallbrecher sind die Verschleißteile die entscheidenden Betriebskosten, und sie verdienen es, als Wirtschaftlichkeit statt als Wartung verstanden zu werden. Die Kosten pro Tonne Produkt werden davon bestimmt, wie schnell der Manganstahl verschwindet, und diese Rate wird weit stärker vom Material als von der Maschine gesetzt. Bei dem mittelharten, gering abrasiven Gestein, für das der CTC gebaut ist, verdient ein Satz Schlagleisten und Platten sein Geld, und die Kosten pro Tonne bleiben niedrig und vorhersehbar. Setzt man dieselbe Maschine auf abrasives, silikatreiches Aufgabegut, verschwindet der Manganstahl um ein Vielfaches schneller, sodass sich die Kosten pro Tonne vervielfachen können, obwohl sich am Brecher nichts geändert hat.
Deshalb ist die Beschickung mit dem richtigen Material eine wirtschaftliche und nicht nur eine technische Entscheidung. Deshalb kann auch eine etwas größere Maschine mit offenerer Einstellung günstiger im Betrieb sein als eine kleinere, eng zugestellte, denn Umfangsgeschwindigkeit und Prallenergie treiben sowohl die Feinkornausbeute als auch den Verschleiß, und eine Maschine, die nicht am Anschlag arbeitet, verschleißt ihre Teile bei gleicher Leistung langsamer. Die Zahlen, die einen Kauf entscheiden, sind nicht der Listenpreis des Brechers, sondern die Mangankosten pro Tonne über ein Jahr, der Arbeits- und Produktionsausfall jeder Umrüstung und der Wert des kubischen Produkts, den die Maschine hinzufügt. So gewogen, amortisiert sich der richtige Tertiär-Prallbrecher durch Produktqualität und Bindemittelersparnis lange bevor seine Verschleißteile zum Thema werden.
Betriebstipps
Einige Gewohnheiten unterscheiden einen Tertiär-Prallbrecher, der seine Spezifikation hält, von einem, der abdriftet. Beschicken Sie ihn gleichmäßig: Eine im Stauförderbetrieb konstant gefüllte Kammer formt weit besser als eine, die schwankt und leerläuft, denn eine gleichmäßige Beschickung hält die Stein-auf-Stein-Wirkung aktiv und die Kornverteilung gleichmäßig. Halten Sie das Aufgabegut vorgebrochen und frei von Fremd-Überkorn, da Brocken großen Gesteins die Schlagleisten hämmern und das Produkt stören. Beobachten Sie das Produkt, nicht nur die Anzeigen; ein schleichender Anstieg splittriger Partikel oder ein Rückgang des Feinanteils bedeutet meist, dass sich der Spalt durch Verschleiß geöffnet hat, und das ist das Signal, die Platten nachzustellen oder eine Umrüstung zu planen.
Achten Sie auch auf die Feuchtigkeit des Aufgabeguts. Feuchte, klebrige Feinanteile können sich auf den Platten und in der Kammer ansammeln, und bei einer Feinformgebungsaufgabe verändert dieser Aufbau den effektiven Spalt und die Kornverteilung. Halten Sie die Kammer frei und sorgen Sie bei feuchtem Aufgabegut dafür, dass Sieb und Förderer kein nahes Grenzkorn endlos rückführen. Protokollieren Sie auch den Verschleiß. Das Messen der Schlagleisten bei jeder Inspektion und das Verfolgen, wie sich der Spalt öffnet, macht aus dem Verschleißteilaustausch statt einer Überraschung ein geplantes Ereignis, und eine geplante Umrüstung ist stets günstiger und schneller als eine Notfallumrüstung.
Wartung und Verschleißteile
Die tägliche Wartung konzentriert sich auf die Schlagleisten und Prallplatten. Inspizieren Sie sie nach einem festen Zeitplan und verfolgen Sie, wie sich der Spalt mit dem Verschleiß öffnet, denn ein sich weitender Spalt verschiebt die Kornverteilung zur groben Seite und verringert den Feinanteil. Das Drehen oder Wenden der Schlagleisten zum richtigen Zeitpunkt gleicht den Verschleiß aus und verlängert die Standzeit des Satzes bis zum Austausch.
Mit der montierten automatischen Schmierung ist die Lagerpflege weitgehend eine Frage der Kontrolle, ob das System liefert und die Fettleitungen frei sind. Halten Sie die Antriebsriemen korrekt gespannt, achten Sie auf Vibrationen, die auf einen unwuchtigen Rotor hindeuten, und beseitigen Sie jeglichen Aufbau in der Kammer bei klebrigem oder feuchtem Aufgabegut. Nichts davon ist bei einer Prallmaschine ungewöhnlich; die Disziplin liegt darin, es planmäßig zu tun, statt auf einen Fehler zu warten.
Häufige Fehler
Der häufigste Fehler ist die Beschickung mit dem falschen Material. Abrasives, silikatreiches Gestein durch eine für mittelhartes Gestein gebaute Maschine zu schicken, verbrennt Manganstahl und ruiniert die Betriebskosten. Der zweite ist überdimensioniertes oder ungleichmäßiges Aufgabegut: Ein Tertiär-Prallbrecher erwartet vorgebrochenes Material, und Brocken von Überkorn hämmern die Schlagleisten und stören die Kornverteilung.
Weitere häufige Fehler: die Verschleißteile über ihre nutzbare Lebensdauer hinaus zu betreiben und eine abdriftende Produktspezifikation hinzunehmen; die Kammer zu verstopfen, indem schneller beschickt wird, als Sieb und Förderer räumen können; und vom Tertiär-Prallbrecher zu erwarten, dass er bei strenger Spezifikation als Sandmacher fungiert, obwohl dies eigentlich die Aufgabe eines VSI ist. Jeder dieser Fehler ist mit korrekter Auslegung und einem klaren Verständnis dessen, wofür die Maschine gedacht ist, vermeidbar.
Wie man wählt
Beginnen Sie mit dem Gestein. Bestätigen Sie, dass es mittelhart und gering abrasiv ist, die Aufgabe, für die die CTC-Baureihe gebaut ist. Legen Sie dann den erforderlichen Durchsatz und die Zielkörnung fest, insbesondere den Fein- und Sandanteil, den Sie benötigen, und lesen Sie diese gegen die vier Modelle ab. Der CTC-1275 und der CTC-1210 decken kleine bis mittelgroße Anlagen ab; der CTC-1212 und der CTC-1215 tragen die größeren Tertiärstufen bis 250 t/h.
Prüfen Sie, dass der Rest der Linie um Ihre Wahl herum ausgewogen ist, dass Aufgeber, Sieb und Förderer Schritt halten können, und lassen Sie Reserve für härtere Chargen und für Verschleiß. Entscheiden Sie, ob der Tertiär-Prallbrecher Ihr Form- und Feinkornziel allein erreicht, oder ob Ihre Sandspezifikation die Kombination mit einem VSI rechtfertigt. Bringen Sie Gestein und Körnung in Ordnung, legen Sie mit Reserve aus, und die Maschine wird ihre Produktspezifikation und ihre Verschleißkosten über eine lange Betriebszeit halten.
