- BHS

Sonderdruck aus der Ausgabe 2/2008
Auswahl der richtigen Maschine
Grundsätze zum Einsatz von Rotorbrechern
Dr. Eckhard Schicht
Grundsätzlich lassen sich drei Typen
unterscheiden [2]: der Rotorprallbrecher, die Rotorprallmühle und der Rotorschleuderbrecher. Bei allen drei Typen
wird das Material mittig auf einen Rotor
aufgegeben und von diesem nach außen
beschleunigt. Beim Rotorprallbrecher
und der Rotorprallmühle gleitet das Material dabei entlang einer Bahn aus Verschleißmaterial, beim Rotorschleuderbrecher jedoch entlang einer Bahn aus
Gestein. Anschließend wird es bei allen
drei Typen auf eine Prallwand aus Stahl
oder Gestein abgeschleudert.
Beim Rotorprallbrecher und beim
Rotorschleuderbrecher hat der Abstand
zwischen Rotor und Prallwand wegen
seiner Größe von 250 bis 350 mm keinen
Einfluss auf die Zerkleinerungswirkung.
Die Zerkleinerung des Aufgabegutes erfolgt rein durch einen einmaligen Prall
an der Prallwand. Daraus resultiert auch
die bei dieser Zerkleinerung entstehende
gute Kornform der Brechprodukte. Bei
beiden Brechertypen steht als variable
verfahrenstechnische Einflussgröße nur
die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors
zur Verfügung.
Bei der Rotorprallmühle beträgt der
Abstand zwischen Rotor und Prallwand
nur 12 bis 25 mm. Dadurch erfolgt die
Zerkleinerung des Materials nicht nur
durch einmaligen Prall, sondern auch
durch eine Schlagwirkung auf das von
der Prallwand zurückspringende Gut.
Im Ergebnis entsteht ein wesentlich höheres Zerkleinerungsverhältnis, als bei
den anderen beiden Typen. Als variable
Einflussgrößen stehen bei der Rotorprallmühle die Umfangsgeschwindigkeit des
Rotors und die Spaltweite zwischen Rotor und Prallwand zur Verfügung.
Die Beachtung dieser Wirkprinzipien
und der Eigenschaften des Aufgabegutes,
Seit ihrer Einführung Mitte der siebziger Jahre haben die Rotorbrecher
ein recht großes Verbreitungsgebiet gefunden. Der Begriff „Rotorbrecher“ wurde erst 2000 von Unland in (1) eingeführt, um eine deutliche
Abgrenzung zu anderen Brechertypen zu erreichen. Im englischen
Sprachgebrauch sind sie durch die Bezeichnung als „vertical shaft impactor“ eindeutig definiert.
insbesondere seiner schleißenden Eigenschaften, ermöglichen nun die Auswahl
der richtigen Maschine für einen vorgegebenen Einsatzfall.
Der Rotorprallbrecher
Der Rotorprallbrecher ist eine Zerkleinerungsmaschine für schwach bis
mäßig schleißende Aufgabegüter mit einer Aufgabekorngröße von 60 bis ca. 250
mm. Der Hauptverschleiß entsteht bei
diesem Maschinentyp an den Beschleunigungselementen auf dem Rotor und an
der Prallwand. Da der Rotorprallbrecher
ein deutlich größeres Zerkleinerungsverhältnis und eine bessere Kornform der
Brechprodukte als Backen- oder Kegelbrecher erreicht und dadurch möglicherweise eine Zerkleinerungsstufe eingespart werden kann, wird er oft auch bei
stark schleißenden Gesteinen eingesetzt.
Dabei entsteht jedoch beim Beschleunigen auf dem Rotor durch das Gleiten
des Materials entlang einer Wand aus
Verschleißmaterial ein unverhältnismäßiger Verschleiß. Dieser Verschleiß ist,
wie auch bei den anderen beiden Typen,
dann noch von der Umfangsgeschwindigkeit des Rotors abhängig. Große Zerkleinerungswirkung erfordert eine hohe
Umfangsgeschwindigkeit, welche hohen
Verschleiß nach sich zieht.
Die Rotorprallmühle
Die Rotorprallmühle kann aufgrund
ihrer Arbeitsweise und ihrer konstruktiven Merkmale nur für schwach und
mäßig schleißende Gesteine und eine
Aufgabekorngröße bis 60 mm eingesetzt
werden [2]. Sie ist eine ausgesprochene
Sandmaschine und findet ihr Einsatzgebiet daher vorwiegend zur Erzeugung
von Sanden aus Kalkgestein, Dolomit,
Gips oder Anhydrit.
Eine Ausnahme bilden Aufgabematerialien, die sehr leicht zerkleinern und
wenig Verschleiß verursachen, wie zum
Beispiel Branntkalk. Hier kann die Aufgabekorngröße bis 100 (120) mm angehoben werden. Ein ganz besonderes
Einsatzgebiet für diese Maschine ist die
Herstellung von Trockenmörtelsanden.
Sie ist in der Lage, auch feinere Überschusskörnungen bis >0,5mm weiter zu
zerkleinern [3].
Der Rotorschleuderbrecher
Obwohl die Rotorschleuderbrecher
selbst für extrem schleißende Aufgabematerialien einsetzbar sind, finden auch
sie ihre Grenzen. Da das Beschleunigen
des Materials im Rotor entlang einer
Wand aus Gestein erfolgt, konzentriert
sich der Verschleiß auf die vordere Abrisskante. Diese besteht aus einem hoch
verschleißfesten Hartmetall. Je fester
und verschleißintensiver ein Aufgabegut
ist, desto geringer sollte die Aufgabekorngröße sein. Kalkstein, Dolomit und
Gesteine mit ähnlichen Eigenschaften
können mit Rotorschleuderbrechern
durchaus bis zu einer Aufgabekorngröße von 120mm in einem Durchgang
zerkleinert und kubiziert werden. Dabei
kann problemlos eine Ringpanzerung
aus Stahl zum Einsatz kommen. Diese
erhöht die Zerkleinerungswirkung der
Maschine ganz entscheidend. Die Kubizierungswirkung wird bis auf sehr wenige Ausnahmen hervorragend sein. Bei
Gesteinen mit hoher Verschleißintensität
– Granite, Quarzite und ähnliche hochquarzhaltige Gesteine – muss wegen der
zu erwartenden hohen Verschleißkosten
auf eine Ringpanzerung aus Stahl verzichtet werden. Bei der dann Gestein auf
Gestein stattfindenden Zerkleinerung
sinkt das Zerkleinerungsverhältnis er-
Mineralische Rohstoffe 2 / 2008
Themen
wartungsgemäß ab. Daher sollte auch die
Aufgabekorngröße verringert werden, da
sonst der Verschleiß und die umlaufende
Last unvertretbar hoch werden. In solch
einem Falle ist die Kubizierungswirkung
vor der Zerkleinerungswirkung zu sehen.
Neigt das Gestein nicht gerade zum plattigen Brechen, wie es bei Gneisen, Grauwacken und Glimmerschiefern normal
ist, so kann ein Plattigkeitsindex um 10
durchaus erwartet werden. Wie auch bei
den Rotorprallbrechern, ist es bei stark
abrasiven Gesteinen günstiger, die Zerkleinerungsarbeit bis auf 60 bis 70 mm
herunter mit einer langsam laufenden
Maschine, einem Kegelbrecher zu erledigen und den Rotorschleuderbrecher vorwiegend als Kubizierer einzusetzen. Das
Wirkprinzip der Zerkleinerung, die Beschleunigung jedes einzelnen Kornes auf
eine vorgegebene Geschwindigkeit im
Rotor und ein einmaliger Prall an einer
Wand, führt beim Rotorschleuderbrecher
dazu, dass eine selektive Zerkleinerung
auftritt. Das bedeutet, dass Bestandteile
des Aufgabegutes mit geringerer Festigkeit stärker zerkleinert werden als solche
mit höherer Festigkeit. Dieser Effekt lässt
sich dazu nutzen, um verwitterte oder
poröse Gesteinsbestandteile so weit zu
zerkleinern, dass sie in die Sandfraktion
gelangen. Die Schlagzertrümmerungswerte und die Frostfestigkeit der Splitte
werden dadurch beträchtlich gesteigert.
Konglomerate können damit vorsichtig
aufgeschlossen werden. Im Bereich der
Erzaufbereitung kann diese selektive
Zerkleinerung zu einer Anreicherung
des Wertstoffes genutzt werden. Einen
Sondereinsatzfall stellen extrem abrasive
Aufgabematerialien, wie z.B. gesintertes
Aluminiumoxid oder Schleifmittel, dar,
die selbst bei Kegelbrechern hohe Verschleißkosten verursachen. Glas und
Mineralische Rohstoffe 2 / 2008
Glasrohstoffe können mit Rotorschleuderbrechern mit einem sehr geringen Metalleintrag zerkleinert werden [3].
Quellennachweis
[1] Unland: Marktfocus Brecher 2000, Bauverlag
[2] Schicht: Zum Einsatz von Rotorprallmühlen, AT
45(2004)Nr.5
[3] Bauß, Schicht: Anlage zur Rückgewinnung
von Feinkornfraktionen beim Glasrecycling
AT 43(2002)0Nr.10
Kontakt
Dr. Eckhard Schicht
BHS Sonthofen
Hans-Böckler-Str. 7
87527 Sonthofen
Internet: www.bhs-sonthofen.de