Dây chuyền nghiền phế liệu kim loại đen dùng để giảm kích thước và tách rời tạp chất cho các loại vật liệu như vỏ ô tô, phế liệu đồ điện gia dụng và thép phế liệu công nghiệp. Thiết bị dựa vào rotor hạng nặng quay tốc độ cao kéo các đầu búa để đập, ép và xé vật liệu, thường được đặt ở khâu phân loại phế liệu tái sinh và khâu xử lý trước khi nấu luyện.
Khi xử lý phế liệu kim loại, công suất rotor và kết cấu đầu búa quyết định trực tiếp năng suất xử lý và điện năng tiêu thụ trên mỗi tấn. Nếu gặp kiện ép từ vật liệu mỏng nhẹ hoặc chi tiết kết cấu phức tạp mà chỉ dùng một máy nghiền búa để cố nghiền thẳng, dòng điện dễ tăng vọt, lỗ sàng dễ bị tắc, thậm chí làm trục chính quá tải. Chọn công suất không thể chỉ nhìn vào năng suất danh định, mà phải tính theo lực cản của nạp liệu và mật độ đổ đống.
Vật liệu hợp kim của chi tiết chịu mài mòn và cấu hình rotor phải gắn với mức độ tiền xử lý của nguyên liệu đầu vào. Phân định rõ ranh giới công nghệ giữa nghiền thô và nghiền mịn thì độ tinh khiết kim loại thu hồi mới đạt trên 98%, hệ thống nghiền cũng mới duy trì ra liệu liên tục.
| Loại thiết bị | Giai đoạn công nghệ | Dạng vật liệu phù hợp | Điểm cần xét về công suất và cấu hình |
|---|---|---|---|
| Máy nghiền hai trục | Nghiền sơ cấp | Vỏ ô tô, phế liệu cỡ lớn, chất thải rắn công nghiệp phức tạp | Dựa vào lực cắt xé tốc độ thấp, mô-men xoắn lớn; hệ vòng bi hạng nặng và dao cắt hợp kim cùng chịu va đập lớn, tránh kẹt cứng |
| Máy nghiền búa | Nghiền mịn cấp hai | Mảnh kim loại đã qua nghiền xé sơ bộ, phế liệu mỏng nhẹ | Rotor tốc độ cao cung cấp động năng đập với tần suất cao; điều chỉnh tốc độ quay và khối lượng đầu búa theo độ cứng vật liệu để nâng mức độ tách rời |
| Dây chuyền nghiền phế liệu kim loại đen | Xử lý ở cấp hệ thống | Phế liệu kim loại hỗn hợp, đồ điện gia dụng và cấu kiện công nghiệp thải bỏ | Nghiền xé ở đầu dây chuyền để kiểm soát hình dạng, phối hợp nghiền búa ở phía sau để đồng nhất vật liệu; cuối dây chuyền liên động tuyển từ và phân loại dòng điện xoáy để thu kim loại sạch |
1. Tiêu chí cốt lõi khi chọn công suất truyền động và mô-men xoắn cho rotor trong điều kiện xử lý phế liệu kim loại
Lực cản tức thời khi phế liệu kim loại vào buồng nghiền rất không đều. Khi đánh giá công suất truyền động, phải lấy mô-men xoắn đỉnh tức thời làm mức sàn để chọn máy, không thể chỉ tham khảo lực cản vận hành trung bình. Với những vật liệu có độ bền kéo cao, biến dạng dẻo lớn như vỏ ô tô hay phế liệu kim loại công nghiệp, rotor cần có mô-men quán tính đủ lớn để hấp thụ va đập, tránh động cơ thường xuyên quá tải và nhảy aptomat.
Kích thước hình học của nạp liệu quyết định đường bao quỹ đạo quay của đầu búa và mức tiêu hao công suất. Khi nguyên liệu lẫn chi tiết thép hình cỡ lớn mà công suất động cơ lại chọn theo vật liệu mỏng nhẹ, rotor sẽ bị kẹt cứng tức thì. Hệ truyền động cần có cơ cấu điều chỉnh, giám sát tải theo thời gian thực và điều chỉnh thông số nghiền để san phẳng biến động dòng điện.
Cơ cấu kiểm soát xả liệu làm thay đổi trực tiếp hiệu quả sử dụng công suất. Khi buồng nghiền có lắp lưới sàng, lỗ càng nhỏ thì vật liệu càng bị đập tuần hoàn nhiều lần trong buồng, điện năng tiêu thụ tăng gấp bội. Nếu mục đích sản xuất là kiểm soát kích thước hạt cho khâu nấu luyện phía sau, nên điều chỉnh quỹ đạo chuyển động của vật liệu trong buồng nghiền, kết hợp xả liệu qua khe hở xác định, giảm phần năng lượng hao phí do kẹt liệu trong buồng.
2. Nguyên tắc chọn vật liệu hợp kim và kết cấu đầu búa chịu mài mòn theo mật độ nạp liệu
Vật liệu và kết cấu đầu búa được chọn tùy theo cường độ va đập hay tính mài mòn của vật liệu chiếm ưu thế hơn. Với chi tiết kết cấu cỡ lớn như vỏ ô tô, khi vật liệu vào buồng nghiền, đầu búa phải chịu lực cắt va đập rất mạnh. Trong điều kiện này nên chọn dao cắt và đầu búa bằng hợp kim đặc chủng cường độ cao trên nền vật liệu dai, tránh đầu búa bị gãy do va đập tần suất cao.
Với nguyên liệu vụn nhỏ nhưng có tính mài mòn mạnh như phoi kim loại công nghiệp, tiêu chí chọn chuyển sang tuổi thọ chịu mài mòn của bề mặt. Lúc này rotor nên đi với đầu búa bằng vật liệu composite chịu mài mòn đặc chủng, dùng lớp bề mặt cứng chịu mài mòn để chống cào xước, bong tróc, làm chậm biến dạng của mặt đập đầu búa.
Trọng lượng đầu búa quyết định động năng va đập. Khi nghiền chi tiết kim loại mỏng nhẹ, chọn đầu búa hợp kim nhẹ, ít cản gió để duy trì tốc độ dài. Khi gặp kiện phế liệu kim loại dày nặng, phải đổi sang đầu búa hợp kim đúc liền khối, khối lượng lớn, dựa vào lực va đập lớn của mỗi cú đập để phá vỡ kim loại, bảo đảm xé và bóc tách được.
3. Cách bố trí hệ thống: tiền xử lý bằng máy nghiền hai trục và hiệu quả sử dụng công suất của máy nghiền búa
Trong dây chuyền nghiền phế liệu kim loại đen quy mô lớn, đặt thêm một máy nghiền hai trục ở đầu dây chuyền để tiền xử lý có thể san sẻ hiệu quả tải công suất cho công đoạn nghiền búa phía sau. Máy nghiền hai trục dùng các dao cắt hợp kim bố trí so le, cắt và xé ở tốc độ thấp, mô-men xoắn lớn để cắt mở vỏ nguyên xe hoặc phế liệu cỡ lớn trước, phá vỡ các khoang kín trong vật liệu, giải phóng ứng suất đàn hồi.
Nghiền sơ cấp xé các cấu kiện dạng khối thành liệu dạng tấm; khi rơi vào máy nghiền búa, rotor tốc độ cao không còn phải chịu va đập tải điểm tập trung tức thời. Cách phối hợp trước sau này giúp mảnh kim loại sau nghiền có kích thước đồng đều, thuận tiện cho khâu tuyển từ phía sau, đồng thời giảm 20% tiêu hao năng lượng khi nấu luyện.
Vật liệu sau nghiền được đưa vào máy tuyển từ cường độ cao và thiết bị phân loại dòng điện xoáy, độ tinh khiết kim loại thu hồi có thể đạt trên 98%, tạp chất nhẹ cũng được tách ra cùng lúc. Khi tải được chia đều cho các công đoạn trên toàn dây chuyền, hệ thống vừa duy trì sản lượng, vừa giúp dao cắt và đầu búa ít bị mẻ bất thường.
Video hiện trường
Câu hỏi thường gặp
- Khi xử lý phế liệu kim loại cỡ lớn lẫn tạp, vì sao không nên dùng riêng một máy nghiền búa?
- Vỏ nguyên xe hoặc phế liệu kim loại công nghiệp cỡ lớn chưa qua xử lý có độ bền kết cấu cao, đưa thẳng vào máy nghiền búa dễ gây quá tải mô-men xoắn đỉnh tức thời, khiến trục chính chịu tải động quá lớn và đầu búa mòn nhanh. Dùng máy nghiền hai trục cắt ở tốc độ thấp trước sẽ phá vỡ ứng suất trong vật liệu, nhờ đó máy nghiền búa phía sau chạy ở tải ổn định.
- Trên dây chuyền nghiền phế liệu kim loại, nên chọn vật liệu đầu búa chịu mài mòn như thế nào cho hợp lý?
- Nghiền cấu kiện phế liệu kim loại cỡ lớn chủ yếu phải chịu tải va đập cao, cần chọn dao cắt và đầu búa bằng hợp kim đặc chủng có độ dai va đập cao để tránh gãy giòn. Còn với điều kiện mài mòn như xử lý phoi kim loại, nên chọn vật liệu composite chịu mài mòn đặc chủng để chống cào xước và giảm tần suất thay thế.
- Kim loại tái sinh sau khi qua dây chuyền nghiền này cho kết quả ra sao ở khâu sử dụng tiếp theo?
- Nguyên liệu sau khi qua nghiền xé sơ cấp và nghiền bằng máy nghiền búa có kích thước đồng đều; kết hợp tuyển từ và phân loại dòng điện xoáy, độ tinh khiết kim loại thu hồi có thể đạt trên 98%. Mảnh kim loại đồng đều được tách rời triệt để, khi vào công đoạn nấu chảy lại có thể giảm 20% tiêu hao năng lượng nấu luyện.