Thetvar agregátuhraje klíčovou roli v různých stavebních aplikacích, zejména v betonových a asfaltových směsích. Dobře tvarované agregáty mohou zlepšit mechanické vlastnosti, zpracovatelnost a trvanlivost těchto materiálů. Agregáty s více kubickým nebo zaobleným tvarem, na rozdíl od protáhlých nebo vločkovitých, jsou obecně preferovány. Protéhnuté a vločkovité agregáty mohou vést ke snížené pevnosti, slabé zpracovatelnosti a zvýšené poréznosti v konečném produktu. Proto je zlepšení tvaru agregátu klíčovým problémem v průmyslu výroby agregátů.
Pro dosažení optimálního tvaru agregátu je nezbytný systematický přístup, který integruje technické odbornosti a optimalizaci procesů. Tento přístup se primárně zaměřuje na následující klíčové prvky:
Geologické vlastnosti surovin jsou klíčové při určování konečného tvaru agregátů. Magmatické horniny, jako je bazalt a granit, jsou velmi preferovány díky své inherentní tvrdosti a strukturní integritě. Jejich husté minerální složení a krystalická struktura umožňují, aby se při drcení rozpadly na relativně kubické částice. Tato jednotná fragmentace je výsledkem konzistentního rozložení vnitřních napětí v těchto horninách, což usnadňuje výrobu agregátů s dobře vyváženými rozměry.
Naopak, sedimentární horniny jako je vápenec představují specifické výzvy. Skládající se z vrstevnatých sedimentů, které byly v průběhu času stlačeny, je vápenec náchylnější k praskání na ploché nebo protáhlé kusy při působení konvenčních kompresních drtičů. Vrstvená struktura vápence způsobuje, že se láme podél slabých rovin, což vede k neideálním tvarům částic. Nicméně, když je zpracováván pomocí horizontálních nebo vertikálních drtičů s nárazovým účinkem, a za předpokladu, že má vápenec nízkou abrazivitu, tyto drtiče mohou využít nárazové síly k rozbití materiálu náhodněji, což vede k lepším tvarům částic.
Skály s vysokým obsahem jílu nebo nečistot představují významná rizika pro kvalitu agregátu. Tyto nečistoty narušují rovnoměrné štěpení kamenné matrice, což způsobuje, že se částice lámou nepravidelně a tvoří podlouhlé nebo vločkovité tvary. Jíl například může fungovat jako mazivo během drcení, což mění rozložení napětí a vede k nepředvídatelné morfologii částic. Proto je před výrobou nezbytné provést důkladné geologické hodnocení a testování materiálu, aby se zajistilo, že vybrané suroviny jsou vhodné pro výrobu dobře tvarovaných agregátů.
Kloubové drtiče patří mezi nejčastěji používané zařízení pro primární drcení v průmyslu výroby agregátů. Fungují na principu stlačení, kdy se pohyblivá čelist posouvá směrem k pevné čelisti a drtí materiál mezi nimi. Tato jednoduchá, ale účinná konstrukce činí kloubové drtiče vhodné pro širokou škálu surovin, od měkkých po středně tvrdé horniny.
Jednou z hlavních výhod drtičů kamenů je jejich vysoký drtící poměr v primární fázi drcení. Efektivně mohou zmenšovat velké kameny na menší kusy, které mohou být dále zpracovány v dalších fázích drcení. Tento drtící poměr pomáhá rozkládat suroviny na lépe ovladatelnou velikost pro dosažení lépe tvarovaných agregátů v pozdějším zpracování.
Nicméně, pokud jde o přímé zlepšení tvaru agregátů, mají drtiče s kladivovým mechanismem určité omezení. Drtící akce založená na kompresi nemusí vždy produkovat nejvíce kubické nebo zaoblené částice. Místo toho mohou mít částice nepravidelné tvary s ostrými hranami. Přesto hrají drtiče s kladivovým mechanismem zásadní roli v počátečním rozložení materiálů, čímž položí základ pro další zlepšení tvaru v následných drtících procesech.
Kónické drtiče jsou vysoce ceněny pro svou schopnost vyrábět agregáty s vynikajícími vlastnostmi částic, zejména ve druhotných a terciárních drtících fázích. Pracují na principu komprese materiálu mezi pláštěm, který se excentricky otáčí, a konkávní miskou. Unikátní designové prvky kónických drtičů významně přispívají k jejich účinnosti při tvarování agregátů.
Když je potřeba dodatečné tvarování, zejména pro náročnější materiály, může být do výrobní linky přidán vertikální hřídelový drtič (VSI) jako doplňkový stroj k kuželovým drtičům. VSI je vysoce účinný při vytváření vynikajícího tvaru částic a je ideálním nástrojem pro výrobu umělého písku. Má však některé kompenzace.
Pokroky v technologii VSI, jako jsou plně nebo semi – autogenní systémy drcení a vylepšení designu rotoru a metalurgie pro ocel – na – ocel systémy, pomohly zmírnit některé z těchto problémů. Například když VSI přechází z plně autogenního systému rock – on – rock na plný rotor a anvil systém ocel – na – ocel, často se zlepší energetická účinnost.
Z pohledu návrhu tokového schématu je doporučeno pracovat s co nejnižším poměrem snížení, aby se získal kubický produkt. Vysoký poměr snížení, zejména ve finální fázi drcení, často vede k špatné nebo snížené kubičnosti. "Nejlepší postup" spočívá v tom, že je akceptován vyšší poměr snížení ve sekundárním drcení, aby bylo možné tento poměr snížit ve terciárním drcení. Tento přístup umožňuje lépe kontrolovat tvarování částic v pozdějších fázích procesu.
Provozování jak sekundárního drtiče, tak terciárního drtiče v uzavřeném cyklu s širším nastavením uzavřené strany a zvýšeným recirkulačním zatížením ze síťových sítí může také zlepšit tvar částic. V uzavřeném cyklu jsou nadměrné částice vraceny zpět do drtiče k dalšímu zpracování. Toto opakované zpracování pomáhá rozložení částic do jednotnějších tvarů. Takové jako kuželové drtiče ZENITH, se svým vysokým otočným bodem a vysokým hodem, mohou v uzavřeném cyklu produkovat velmi kubický produkt. Provozování těchto drtičů při jejich nejnižší akceptovatelné excentrické rychlosti může dále maximalizovat výtěžek.
Po drcení lze použít třídění k oddělení agregátů na základě jejich tvaru. K odstranění podlouhlých a vločkovitých částic lze použít specializované třídicí zařízení. Například zařízení na třídění s konkrétními tvary otvorů a orientací může být navrženo tak, aby umožnilo průchod pouze kubickým nebo téměř kubickým částicím, zatímco nežádoucí tvary budou odmítnuty. To může výrazně zlepšit celkovou kvalitu tvaru produktu z agregátu.
Digitální analýza obrazů je silný nástroj pro kontrolu kvality při výrobě agregátů. Použitím kamer a softwaru pro zpracování obrazů lze kvantifikovat tvarové charakteristiky agregátů. Parametry jako poměr stran, faktor tvaru, faktor struktury, sphericita, zaoblenost a úhlovost mohou být měřeny. Tyto informace lze využít k úpravě procesu drcení v reálném čase. Například, pokud analýza ukazuje nadměrný počet protáhlých částic, mohou být provozní parametry drtičů upraveny k vyřešení tohoto problému.
Pravidelné vzorkování a testování agregátového produktu je nezbytné. Fyzikální testy, jako jsou testy štěpnosti a prodloužení, mohou být prováděny k měření podílu nežádoucích tvarů částic. Testy pevnosti v tlaku mohou být také prováděny, aby se zajistilo, že tvarované agregáty splňují požadované standardy mechanických vlastností. Nepřetržitým sledováním kvality produktu mohou být jakékoli odchylky od požadovaného tvaru a kvality rychle identifikovány a řešeny.
Zlepšení tvaru agregátu vyžaduje komplexní přístup, který zahrnuje výběr vhodných surovin, použití odpovídajícího drtiče a tvarovacího zařízení, optimalizaci drtícího procesu a přísnou kontrolu kvality. Pečlivým zohledněním každého z těchto aspektů mohou výrobci agregátů zlepšit kvalitu svých produktů a splnit vysoké výkonnostní požadavky moderních stavebních aplikací. Ať už se jedná o použití ve vysoce pevném betonu nebo odolných asfaltových površích, dobře tvarované agregáty jsou nezbytné pro zajištění dlouhodobé výkonnosti a integrity stavebních projektů.
