Оборудование для измельчения
При переработке пластмасс образуются отходы: брак, литники, переработанный при тестировании оборудования или режимов материал… И для того чтобы привести вторичный материал в удобную для переработки форму, используют специальное оборудование – дробилки разных видов. В этой статье мы расскажем, какими бывают дробилки и какие лучше выбрать для разного типа производств.
Типы дробилок
Дробилки подразделяются на: конусные, валковые, молотковые, щековые, роторные По словам Михаила Усиченко, начальника отдела продаж Eastex Ets (Россия), все перечисленные дробилки имеют узкую специализацию. Роторные же дробилки являются универсальными, так как они более эффективны и высокопроизводительны. Они подразделяются на высоко- и низкоскоростные. Также дробилки могут быть снабжены фильтрами пыли, пневмовыгрузкой и прочим опциональным оборудованием. Существуют и специальные измельчители, которые помогают решить проблему переработки объемных литников, слитков, труб и бракованных деталей. Независимо от вида производства (литье под давлением, выдув или экструзия), переработку крупногабаритных материалов с наибольшей эффективностью и возможностью вторичного их использования производят шредеры.
Юрий Таперов, генеральный директор «Завод Полимерного Машиностроения «ТРИГЛА» (Россия), об особенностях шредеров: «Относительно дробилок, то они предназначенных для измельчения во фракцию 4-12мм, а шредеры – это оборудование для измельчения в крупную фракцию 15-100 мм». К основным отличиям шредера от дробилок можно отнести малую скорость вращения ротора и принципиально другую конструкцию шредера.
Типы шредеров
По словам Дмитрия Степанова, старшего менеджера компании «ЭКСПО-ПЛАСТ» (Россия), конструктивно шредеры разделяются на одновальные и двухвальные: «В одновальном шредере перерабатываемый материал подается при помощи гидравлического толкателя на режущий ротор, который оснащен сменными лезвиями и вращается навстречу материалу. Материал в таком шредере измельчается продольно, крупность частиц калибруется ситом с отверстиями определенного диаметра. В двухвальном шредере во время работы системы материал подается на два вращающиеся в разные стороны вала, оснащенные режущими дисками с зубцами. Они расположены так, что режущий диск одного вала всегда находится между двумя дисками другого. Материал в такой системе измельчается как продольно, так и поперечно. Размер измельченных частиц определяется шириной режущего диска и количеством зубцов».
Юрий Таперов: «Однороторные шредеры являются более современной и совершенной технологией относительно двух(четырех)роторных, хотя в отдельных случаях они сохраняют свои преимущества относительно однороторных. В основном, это относится к тем случаям, когда необходимо разорвать на очень крупные куски материал, содержащий металлические включения типа гвоздей, петель, скоб и т.п., и дробление производится без фракционной решетки, стоящей под роторами и калибрующей размер получаемой фракции)».
Принципы работы
Процесс работы шредера можно описать так: материал, предназначенный для переработки, необходимо положить в плоский бак-емкость (приемный бункер), который автоматически закрывается. После нажатия кнопки начинается процесс измельчения, затем материал перемещается по конвейеру для вторичного измельчения, чтобы получить гранулы требуемого размера.
Дмитрий Степанов: «Перерабатываемый материал загружается в приемный бункер при помощи ленточного транспортера, далее гидравлическим механизмом подачи материал доводится в рабочую зону, где быстро вращающийся ротор режет материал специальными фрезерными ножами. Количество ножей на роторе различно и зависит, как правило, от его размеров, от количества ножей зависит скорость измельчения перерабатываемого материала.
Также в камере измельчения установлены неподвижные ножи (2…4 штуки), что способствует лучшему измельчению перерабатываемого материала. Подвижные ножи имеют 4 лезвия, сменное использование, устанавливаются на оси в форме «V», двигают вместе с осью. Неподвижные ножи зафиксированы на каркасе машины. Ротор приводится в движение двигателем, который через ременную передачу и понижающий зубчатый редуктор передает вращательный момент на ротор. Скорость вращения ротора составляет порядка 100 об./ мин. Скорость вращения ротора может регулироваться при помощи частотного регулятора мощности (инвертера), понижение скорости вращения ротора требуется, как правило, для переработки твердых пластиков. Измельченный материал попадает в приемную камеру и просеивается через калибровочное сито. Крупность частиц на выходе составляет порядка 20…30 мм, поэтому для использования переработанного материала в дальнейшем производстве, как правило, требуется дальнейшее измельчение фракции на дробилке. При возникновении аварийных ситуаций для предотвращения выхода оборудования из строя система безопасности шредера блокирует работу его управляющих систем и останавливает машину. Как правило, система безопасности снабжена световой и звуковой аварийной сигнализацией. Также есть кнопка для аварийной остановки шредера в ручном режиме».
Принцип работы однороторных шредеров отличается от двух (четырех)роторных. «Двухроторные шредеры (или их модификация – четырехроторные) представляют собой камеру дробления, в которой вращаются навстречу друг другу роторы, представляющие собой набор захватывающих клыков-зубьев, являющихся в то же время самим телом роторов. Крупные отходы типа канистр, бочек легко и быстро захватываются такими роторами и разрываются на крупные куски. Однороторные шредеры имеют принципиально другую конструкцию – один ротор, но со сменными ножами и прижимной пресс, захватывающий материал и прижимающий его к ротору. Соответственно, однороторные шредеры откусывают и режут материал, а двух (четырех) роторные его разрывают», – Юрий Таперов.
Примерно таким же образом (описанным выше) работают и классические дробилки. «Сырье, помещенное в загрузочный бункер, захватывается ножами, установленными на роторе, попадает в зазоры между ними и фиксированными ножами в корпусе. Дробление производится ударами нескольких ножей, которые закреплены на вращающемся роторе внутри камеры. Неподвижные ножи прочно закреплены в корпусе. Далее гранулы проходят через сито и попадают в приемник», – говорит Михаил Усиченко. Отличие работы шредера от дробилки заключается в том, что шредер режет, рвет крупногабаритные изделия, и на выходе из шредера материал будет крупным – 20-30 мм. Если же необходимо получить более мелкие частицы, полученные материалы после шредера отправляют в дробилку. «Цепочка из шредера и дробилки позволяет переработать крупную и жесткую пластмассу в виде труб, поддонов, литников и т.д. После шредера выходит крупная фракция, с помощью дробилки фракция измельчается на меньшие размеры, дальше фракцию можно либо гранулировать, либо дробленку можно направлять сразу в производство», – объясняет Дмитрий Степанов.
Сфера применения
Дробилки нужны везде, где есть отходы и возможность использовать вторичный материал. Наиболее актуальны они в литьевом производстве, особенно при использовании холодноканальных пресс-форм. Шредеры, в основном, применяются на крупных производствах изделий из пластмасс. Это могут быть заводы для производства труб и профиля экструзионным методом, или производство габаритних изделий методом литья под давленим (термопластавтоматы), например: фитинги для труб, автокомпоненты (бамперы, приборные панели), садовая мебель, ящики и многое другое. Дмитрий Степанов: «Поскольку производительность шредера велика, порядка 300 – 500 кг/час, то его применение на небольших производствах становится малорентабельным вследствие его высокой стоимости и большого энергопотребления».
Преимущества
Дробилки помогают переработать материал для его вторичного использования, а также упрощают процесс утилизации отходов. Таким образом, дробилки стоит приобретать всем, на чьем производстве есть отходы и технология позволяет использовать вторичный материал. «Если на производстве есть крупные, объемные отходы, которые невозможно переработать самим (с помощью простых дробилок), – такие материалы приходится отдавать компаниям переработчикам полимеров, – говорит Эдуард Пиловец, коммерческий директор «Полимермакс» (Россия).– А шредерные дробилки – это реальное решение проблемы переработки сложных отходов: на самом же производстве перерабатываются все материалы, которые могут еще понадобиться».
Юрий Таперов: «Единственное преимущество технологии двух (четырех) роторов – большая производительность на тонких пустотелых отходах типа бочек большого диаметра. Во всех остальных случаях (если не брать в расчет переработку ТБО и отходов, содержащих металл) – безусловное преимущество за однороторными шредерами. А именно: Толстые отходы типа слитков после экструдеров, толстостенные трубы – можно переработать только на однороторных шредерах.
Роторы двух(четырех)роторных шредеров не имеют ножей, подвержены катастрофическому износу и, соответственно, требуют постоянного регулярного ремонта. При сколько-нибудь серьезных объемах производства требуется два двух (четырех) роторных шредера, чтобы за то время, пока один работает, успели отремонтироваться роторы на другом. Эксплуатационные расходы на однороторных шредерах существенно ниже из-за отсутствия необходимости ремонта и простоя – они имеют сменные ножи. Однороторные шредеры дешевле двух (четырех) роторных».
Особенности эксплуатации
По словам производителей, никаких сложностей в эксплуатации как дробилок, так и шредеров не должно быть. Главное – правильно использовать. Поэтому стоит обратить внимание на некоторые особенности эксплуатации этого оборудования. Михаил Усиченко считает наиболее вероятной проблемой попадание в дробилку непредназначенного для дробления материала (металла и прочего). Также время от времени нужно менять ножи, они понемногу затупляются. Поэтому комплект ножей разумно приобретать вместе с дробилкой. Кроме того, необходимо следить, чтобы подача электроэнергии шла без скачков и перебоев, чтобы избежать повреждения электрических цепей. «Нужно регулярно проводить плановое ТО с осмотром и смазкой всех движущих элементов шредера.
Также надо обратить внимание на квалификацию персонала, чтобы избежать травмирования людей при работе и обслуживании шредера, – комментирует Дмитрий Степанов. – При анализе работы дробильного оборудования основная сложность – это подшипники роторного узла и тупление ножей от длительной работы. Рекомендация тут только одна – не надо покупать дешевое оборудование!».
Борис Ашмарин, коммерческий директор IBC Systems, считает, что при эксплуатации главное – квалифицированный персонал, который изучает инструкцию перед началом работы, следит за подаваемым в шредер материалом и вовремя проводит обслуживание. Юрий Таперов рекомендует при выборе шредера обратить особое внимание на толщину ножей на станине: тонкие ножи (менее 25мм) могут откалываться и ломаться. К примеру, ножи даже на некоторых немецких шредерах имеют толщину 10-15 мм и часто при попадании каких-либо посторонних предметов в камеру дробления просто откалываются. Форму ножей, количество рабочих граней (возможность поворачивать их) по мере затупления, а также затачивать. Толщина станины. Некоторые производители экономят на толщине листового металла, из которого сделана станина. При переработке тяжелых кусков типа слитков или труб это приводит к искривлению станины от ударов материала внутри камеры дробления.
Масса шредера – напрямую связана с его долговечностью. Наличие различных опций на одну и ту же модель шредера. Дело в том, что под переработку разных материалов могут потребоваться разные добавления в конструкцию шредера (ускоренный ход гидравлики, защита от прокручивания материала, спецформа бункера для больших труб, спецформа ротора для бигбэгов и т.п.). Если вам предлагают одну универсальную модель без объяснения нюансов работы на вашем материале – остерегайтесь таких продавцов, зачастую они вынуждены продавать только ту одну - две модели, которые у них есть, и не заинтересованы в детальном выяснении всех нюансов.
Целесообразность и перспективы
Как быстро окупится шредер, зависит от стоимости и режима эксплуатации оборудования. Чем выше суточная загруженность оборудования, тем быстрее идет его окупаемость, но вместе с тем и повышается износ основных узлов. Также при определении целесообразности и просчете окупаемости шредеров важно учитывать объем материала, который будет перерабатываться и стоимость конечного продукта переработки. Примерный срок окупаемости для шредера стоимостью 60 тысяч долларов составляет от полугода до года при 8-ми часовом режиме работы. Средний же срок окупаемости шредера в зависимости от различных факторов – от двух месяцев до 3 лет.
Дмитрий Степанов о перспективах рынка: «Сейчас можно отметить динамичный рост спроса на оборудование подобного класса: как на оборудование для рециклинга полимеров в целом, так и на измельчительное оборудование в частности. В дальнейшем данное оборудование также будет востребовано, поскольку переработка отходов для дальнейшего использования их в производстве всегда была актуальной и таковой останется в обозримой перспективе».
Кристина Москаленко
