Technische Universiteit Delft
Faculteit Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek en Technische Materiaalwetenschappen Transporttechnologie
C. Kruger Korrelgroottereductiewerktuigen. Brekers en molens voor de reductie van de korrelgrootte van stortgoed. Literatuuropdracht/scriptie, Rapport 97.3.TT.4831, Sectie Transporttechniek en Logistieke Techniek.
Vele grondstoffen en producten als bestratingsmateriaal en cement, maar ook levensmiddelen als meel en koffie worden tijdens de productie één of meer keren in korrelgroottereductiewerktuigen gebroken of vermalen tot een bruikbaar product. De diversiteit aan producten en werktuigen maken het vakgebied van de korrelgroottereductie van stortgoed belangrijk en boeiend, maar tevens zeer ingewikkeld: het gedrag van stortgoedkorrels onder druk is niet of nauwelijks theoretisch te voorspellen.
Groottereduktiewerktuigen zijn in de loop van enkele millenia ontwikkeld door 'trial and error': van een idee voor een bepaald breukproces werd een pilotplant gebouwd die in verdere uitvoeringen werd aangepast en verbeterd. De laatste jaren zijn er simulatieprogrammas ontwikkeld die het breukgedrag van stortgoedkorrels enigszins kunnen voorspellen, zodat de kwaliteiten - en beperkingen - van een ontworpen breker in een vroeger stadium berekend kunnen worden.
Groottereductiewerktuigen zijn grofweg in te delen in twee categorieën: brekers en molens. Het onderscheid tussen breken en malen - of tussen brekers en molens - is gelegen in de geometrie van de machine en komt tot uitdrukking in de gemiddelde korrelgrootte van het product. In brekers is fysiek contact tussen de onderdelen die het breukproces initiëren uitgesloten, in molens is dit contact wel mogelijk. Molens leveren daardoor een fijner product; de grens tussen breken en malen ligt rond de 5 mm.
Een fijner onderscheid kan worden gemaakt op basis van het reductieprincipe: compressiebrekers, slagbrekers, tuimelmolens, snijmachines en wrijvingsmolens.
Compressiebrekers breken stortgoed door het opleggen van een grote drukkracht, bijvoorbeeld tussen twee platen of tussen walsrollen. In slagbrekers slaan brekerdelen met hoge snelheid tegen de aangevoerde stortgoedkorrels, waarna de weggeslagen korrels eventueel tegen een wand verder gebroken worden. In tuimelmolens vallen stalen staven of kogels in een continu proces op het stortgoed. Snijwerktuigen splijten met een scherp voorwerp de korrels in één of meer delen. In wrijvingsmolens tenslotte wordt het stortgoed door een wrijvende werking van de machineonderdelen of van de korrels onderling afgeschoven.
Elke categorie bevat meerdere breker- of molentypen.
Elk type heeft zijn eigen specifieke kwaliteiten met een daarmee verbonden toepassingsgebied. Dit toepassingsgebied wordt bepaald door de samenstelling van het stortgoed als de korrelgrootteverdeling, de vochtigheid en de kleverigheid, en door de materiaaleigenschappen als de structuur, de druksterkte en de hardheid.
Het aantal variabelen bij de korrelgroottereductie van stortgoed is dermate groot dat de diverse werktuigen zich qua prestaties moeilijk laten vergelijken. De capaciteit van de werktuigen is vaak afhankelijk van de grootte van het werktuig. Het energieverbruik kan worden gerelateerd aan de hoeveelheid gebroken product, zodat dit een kental geeft voor de prestaties van de machine bij de bereiding van dat specifieke product. Het reductieproces kan gepaard gaan met zware trillingen en stofvorming, wat problemen kan geven voor het (leef)milieu in de omgeving. Bij de kostprijs van een brekerinstallatie moet dan ook rekening worden gehouden met additionele kosten voor bijvoorbeeld stofafzuiging en geluiddempende maatregelen.
Rapporten studenten Transporttechniek en Logistieke Techniek
