Bentonita, marshalita, cărbunele măcinat și alte materiale asemănătoare prafului sunt utilizate pe scară largă pentru prepararea amestecurilor de turnare. Aceste materiale, de regulă, ar trebui să fie livrate turnătoriei în formă gata preparată, deși multe turnătorii le prepară singure.
În turnătorii, la prepararea materialelor de turnare se utilizează diferite tipuri de instalații de concasare pentru zdrobirea bucăților mari de amestec de deșeuri, argilă brută, nisip. Prin zdrobire se înțelege procesul de separare a corpurilor solide în părți, însoțit de deformarea elastică și plastică a corpului zdrobit și de formarea de noi suprafețe.
Procesul de zdrobire (fig. 2.6) se realizează prin strivire, divizare, fractură, abraziune și impact. Pentru materialele rezistente zdrobirea și impactul (argilă uscată) sunt cele mai raționale, iar pentru materialele importante și ductile se recomandă zdrobirea combinată cu abraziunea.
Materialul care intră în instalația de concasare se numește materie primă, iar materialul final concasat se numește produs finit. Raportul dintre dimensiunile transversale ale bucăților de materie primă și cele ale produsului finit se numește grad de zdrobire sau concasare:
unde D este diametrul unei bucăți din materialul de plecare; d este diametrul unei bucăți din produsul finit.
Zdrobirea se împarte în zdrobire grosieră (Dmax = 100-300 mm, dmax = 25-50 mm), fină (Dmax = 30-100 mm, dmax = 5-25 mm) și fine (măcinare).
Mașinile de concasat sunt împărțite în concasoare și mori, în funcție de gradul de mărunțire a materialelor. Unele utilaje pot funcționa atât ca concasoare, cât și ca mori (de exemplu, concasoare cu role, concasoare cu canal). În funcție de principiul de funcționare și de caracteristicile de proiectare, concasoarele sunt împărțite în concasoare cu fălci, cu conuri, cu role, cu ciocane; morile sunt împărțite în mori cu tambur, cu bile, vibrante și vortex. Diferitele tipuri de concasoare permit obținerea unui anumit grad de concasare inerent acestui design: concasoare cu fălci — 2-8; concasoare cu conuri — 3-8; concasoare cu role — 1,5-10; concasoare cu ciocane — 5-30; mori — 10-20.
Selectarea tipului de echipament de concasare se realizează în funcție de dimensiunea maximă a bulgărilor din materialul sursă, de rezistența acestuia, de gradul de concasare necesar și de productivitatea necesară.
Bazele fizice ale procesului de concasare
Procesul de zdrobire a materialelor este extrem de complex. Cea mai fiabilă dintre ipotezele cunoscute ale procesului de zdrobire este așa-numita lege generalizată de distrugere a solidelor, propusă de P.A. Rebinder, a cărei esență constă în următoarele: în timpul separării mecanice a unei piese solide în părți, forțele externe înving forțele de aderență internă dintre particule, formând noi suprafețe. Straturile superficiale ale particulelor au un anumit exces de energie liberă sau de energie de suprafață. Acest lucru se explică prin faptul că particulele din rețeaua cristalină a materialului situate pe suprafața sa, spre deosebire de particulele situate în interior, interacționează unilateral — din partea corpului.
Astfel, pentru a transfera energia particulelor interne la suprafață (strivire) este necesar să se cheltuiască o anumită muncă, care, fiind legată de unitatea de suprafață, se numește energie specifică de suprafață.
Pentru a separa un corp în părți și a le îndepărta unele de altele până la o distanță la care interacțiunea dintre ele încetează, este necesară energie. Prin urmare, legea generalizată de rupere a solidelor este exprimată prin lucrul total (J):
unde σpov ΔF este lucrul transferat la energia liberă a suprafeței ΔF, J (primul termen poate fi neglijat la calculul concasoarelor); σ 2вΔV/(2E) — lucrul deformațiilor elastice, vâscoase și plastice în volumul corpului ΔV, proporțional cu acest volum, J (pentru calculele de moară, al doilea termen poate fi neglijat); σpov — energia specifică de suprafață, J/m 2 ; ΔF — suprafața formată la ruperea materialului, m 2 ; σв — rezistența temporară a materialului, Pa; ΔV — partea din volumul corpului supusă deformării, m 3 .
