Plattenbandförderer: die Arbeitspferde im Materialhandling

Nach der Veröffentlichung der Oktoberausgabe von International Mining und insbesondere der jährlichen Veranstaltung zum Brechen und Fördern in der Grube haben wir einen genaueren Blick auf eines der Kernelemente dieser Systeme geworfen: Plattenförderer.

Im Bergbau spielen Plattenförderer eine wichtige Rolle bei der Gewährleistung eines reibungslosen Betriebs und der Erhöhung der Betriebszeit. Ihre Anwendungsmöglichkeiten innerhalb eines Mineralverarbeitungskreislaufs sind sehr vielfältig. Ihre vollen Fähigkeiten sind jedoch in der gesamten Branche nicht allgemein bekannt, was viele Fragen aufwirft.

Martin Yester, Global Product Support of Bulk Products bei Metso, hat einige der wichtigeren Fragen beantwortet.

Was ist ein Schürzenförderer und wann sollte er verwendet werden?

Vereinfacht ausgedrückt handelt es sich bei einem Schürzenförderer (auch als Pfannenförderer bezeichnet) um einen mechanischen Förderertyp, der bei Materialumschlagvorgängen zum Übertragen (Zuführen) von Material an andere Geräte oder zum Extrahieren von Material (Erz/Gestein) aus Lagerhalden, Behältern oder Trichtern verwendet wird mit kontrollierter Geschwindigkeit.

Diese Feeder können in einer Vielzahl von Anwendungen im Primär-, Sekundär- und Tertiärbetrieb (Rückgewinnung) eingesetzt werden.

Schürzenfutterautomaten sind aus mehreren Gründen die bevorzugten Futterautomaten. Einige davon sind:

Welche Vorteile bietet die Verwendung eines Schürzenförderers im Traktorketten-Stil?

Ein Schürzenförderer im Traktorkettenstil bezieht sich auf die Fahrwerkskette, Rollen und Spornräder, die auch in Bulldozern und Baggern verwendet werden. Diese Art von Zuführvorrichtung dominiert den Markt in Branchen, in denen Benutzer eine Zuführvorrichtung benötigen, die Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften extrahieren kann. Polyurethan-Dichtungen in der Kette verhindern, dass abrasive Materialien in den inneren Bolzen und die Buchse eindringen, was den Verschleiß reduziert und die Lebensdauer der Ausrüstung im Vergleich zu einer Trockenkettenausführung verlängert. Plattenförderer im Traktorkettenstil verursachen außerdem weniger Lärmbelästigung und sorgen so für einen leiseren Betrieb. Die Glieder der Kette sind wärmebehandelt, was zu einer erhöhten Lebensdauer führt.

Zu den Vorteilen zählen insgesamt eine höhere Zuverlässigkeit, weniger Ersatzteile, weniger Wartung und eine bessere Zufuhrkontrolle. Im Gegenzug führen diese Vorteile zu einer höheren Produktivität bei minimalen Engpässen innerhalb jedes Mineralverarbeitungskreislaufs.

Können Plattenförderer an einer Steigung installiert werden?

Bei Schürzenförderern wird allgemein angenommen, dass sie horizontal installiert werden müssen. Entgegen der landläufigen Meinung können sie auch an einem Hang installiert werden! Daraus ergeben sich viele zusätzliche Vorteile und Möglichkeiten. Bei der Installation eines Plattenbandförderers an einer Schräge wird insgesamt weniger Platz benötigt – die Schräge schränkt nicht nur die Stellfläche ein, sondern auch die Höhe des Aufnahmebunkers kann reduziert werden. Schrägförderer verzeihen größere Materialklumpen besser und erhöhen insgesamt das Volumen im Trichter und verkürzen die Zykluszeit der Transportfahrzeuge.

Beachten Sie, dass bei der Installation eines Plattenförderers an einem Gefälle einige Faktoren zu beachten sind, um den Prozess zu optimieren. Ein richtig konstruierter Trichter, der Neigungswinkel, die Gestaltung der Stützkonstruktion sowie das Zugangs- und Treppensystem rund um den Beschicker sind entscheidende Faktoren.

Optimale Geschwindigkeit des Plattenbandanlegers – schneller ist immer besser, oder?

Das häufigste Missverständnis bei der Bedienung von Geräten lautet: „Schneller ist besser.“ Im Fall von Schürzenförderern könnte nichts weiter von der Wahrheit entfernt sein. Optimale Geschwindigkeit entsteht, wenn man das Gleichgewicht zwischen Effizienz und Transportgeschwindigkeit findet. Sie arbeiten zwar mit langsameren Geschwindigkeiten als Bandförderer, aber aus gutem Grund.

Normalerweise beträgt die optimale Geschwindigkeit eines Plattenbandförderers 0,05–0,40 m/s. Bei nicht abrasiven Erzen kann die Geschwindigkeit aufgrund des wahrscheinlich geringeren Verschleißes auf über 0,30 m/s ansteigen.

Höhere Geschwindigkeiten würden einem Betrieb schaden: Ist die Geschwindigkeit zu hoch, besteht die Gefahr eines beschleunigten Verschleißes der Komponenten. Auch die Energieeffizienz nimmt aufgrund des steigenden Energiebedarfs ab.

Ein weiteres Problem, das beim Betrieb eines Bandförderers mit hohen Geschwindigkeiten beachtet werden muss, ist die erhöhte Möglichkeit, dass Feinteile entstehen. Es kann zu Schleifeffekten zwischen dem Material und den Pfannen kommen. Die Entstehung von Bußgeldern würde nicht nur zu mehr Problemen aufgrund möglicher Staubpartikel in der Luft führen, sondern auch insgesamt zu einer gefährlicheren Arbeitsumgebung für die Mitarbeiter führen. Daher ist es für die Produktivität und Betriebssicherheit der Anlage wichtiger, die optimale Geschwindigkeit zu finden.

Welche Beschränkungen gibt es hinsichtlich Größe und Art des Erzes?

Schürzenförderer unterliegen hinsichtlich der Größe und Art des Erzes Einschränkungen. Die Einschränkungen können unterschiedlich sein, aber es sollte nie zu einem sinnlosen Abkippen von Material auf den Beschicker kommen. Sie müssen nicht nur die Anwendung berücksichtigen, für die Sie den Feeder verwenden, sondern auch, wo im Prozess dieser Feeder platziert wird.

Im Allgemeinen gilt für die Abmessungen Ihrer Schürzenbeschicker eine Branchenregel, dass die Breite der Pfannen (Innenschürzen) doppelt so groß sein sollte wie die maximale Klumpengröße des Materials. Andere Faktoren, wie ein richtig konstruierter offener Trichter mit der Verwendung von „Steindrehplatten“, können sich auf die Pfannengröße auswirken, aber das ist nur unter bestimmten Umständen relevant.

Bei Verwendung eines 3.000 mm breiten Beschickers ist es keine Seltenheit, dass 1.500 mm Material entnommen werden. Material mit einer Dicke von minus 300 mm aus Brechererzhalden oder Lager-/Mischbehältern wird typischerweise mit Bandförderern entnommen, um Sekundärbrecher zu beschicken.

Welche Informationen sind bei der Dimensionierung eines Schürzenförderers erforderlich?

Bei der Dimensionierung eines Plattenbandförderers und des entsprechenden Antriebssystems (Motors) sind, wie bei vielen Geräten im Bergbau, Erfahrung und Wissen über den gesamten Prozess wertvoll. Für die Dimensionierung von Vorschubförderern sind Grundkenntnisse der Anlagendaten erforderlich, um die Kriterien, die für das „Anwendungsdatenblatt“ eines Anbieters (oder wie auch immer der Anbieter seine Informationen erhält) benötigt werden, genau ausfüllen zu können.

Zu den grundlegenden Kriterien, die dabei berücksichtigt werden sollten, gehören die Zufuhrgeschwindigkeit (Spitze und Normal), Materialeigenschaften (wie Feuchtigkeit, Abstufung und Form), maximale Klumpengröße des Erzes/Gesteins, Schüttdichte des Erzes/Gesteins (Maximum und Minimum) und Zufuhr- und Abfuhrbedingungen.

Gelegentlich können jedoch Variablen zum Dimensionierungsprozess des Vorschubförderers hinzugefügt werden, die einbezogen werden sollten. Eine wichtige zusätzliche Variable, nach der Anbieter fragen sollten, ist die Trichterkonfiguration. Konkret handelt es sich um die Scherlängenöffnung des Trichters (L2) direkt über dem Plattenbandförderer. Gegebenenfalls ist dies nicht nur ein Schlüsselparameter für die richtige Dimensionierung des Bandförderers, sondern auch des Antriebssystems.

Wie wirkt sich die „Schüttdichte“ auf die Dimensionierung eines Schürzenförderers aus?

Wie oben erwähnt, ist die Schüttdichte des Erzes/Gesteins eines der grundlegenden Kriterien, die für die effektive Dimensionierung von Vorschubförderern berücksichtigt werden sollten. Die Dichte ist das Gewicht des Materials in einem bestimmten Volumen. Normalerweise wird die Schüttdichte in Tonnen/Kubikmeter (t/m³) oder Pfund/Kubikfuß (lbs/ft³) gemessen. Ein besonderer Hinweis, den Sie beachten sollten, ist, dass für Schürzendosierer die Schüttdichte und nicht die Feststoffdichte wie bei anderen Mineralverarbeitungsgeräten verwendet wird.

Warum ist die Schüttdichte so wichtig? Schürzenförderer sind volumetrische Förderer, was bedeutet, dass anhand der Schüttdichte die Geschwindigkeit und Leistung bestimmt wird, die erforderlich sind, um eine bestimmte Tonnage des Materials pro Stunde zu fördern. Die minimale Schüttdichte bestimmt die Geschwindigkeit und die maximale Schüttdichte bestimmt die Leistung (Drehmoment), die für den Förderer benötigt wird.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es wichtig ist, dass für die Dimensionierung von Bandförderern die richtige „Massendichte“ und nicht die „Feststoffdichte“ verwendet wird. Sollten diese Berechnungen falsch sein, könnte dies die resultierende Fördermenge für den nachgelagerten Prozess gefährden.

Wie bestimmen Sie die Trichterscherlänge des Bandförderers?

Die Ermittlung der Scherlänge des Trichters ist eine Schlüsselkomponente für die richtige Dimensionierung und Auswahl eines Plattenförderers und Antriebssystems (Motor). Aber wie lässt sich das feststellen? Die Scherlänge des Trichters ist das Maß von der Rückplatte des Trichters an der Schürzenlinie bis zur Scherstange am Austrittsende des Trichters. Es klingt sehr einfach, aber es ist wichtig zu beachten, dass dies nicht mit der Abmessung an der Oberseite des Trichters verwechselt werden sollte, in die das Material geladen wird.

Das Ziel dieser Messung der Scherlänge des Trichters besteht darin, die tatsächliche Scherebenenlinie des Materials zu ermitteln und festzustellen, wo das Material innerhalb der Schürzen vom Material innerhalb des Trichters (L2) getrennt (geschert) wird. Der Scherwiderstand des Materials wird typischerweise auf 50–70 % der gesamten Kraft/Leistung geschätzt. Diese Berechnung der Scherenlänge führt entweder zu unzureichender Leistung (Produktionsverlust) oder zu übermäßiger Leistung (steigende Betriebskosten (Opex)).

Wie finde ich die optimale Länge meines Schürzenfutterspenders?

Der Abstand der Geräte ist für jede Anlage von entscheidender Bedeutung. Wie bereits erwähnt, können Plattenförderer platzsparend schräg aufgestellt werden. Durch die Auswahl der richtigen Länge eines Schürzenförderers werden nicht nur die Investitionsausgaben (Capex), sondern auch der Stromverbrauch und die Betriebskosten gesenkt.

Doch wie wird die optimale Länge ermittelt? Die optimale Länge eines Schürzenförderers ist eine Länge, die die erforderliche Aufgabe auf möglichst kurzer Länge erfüllen kann. In manchen Fällen kann es jedoch bei einem Betrieb erforderlich sein, dass die Wahl des Zuführgeräts etwas länger dauert, um Materialien zu den nachgeschalteten Geräten zu „befördern“ und einen Übergabepunkt (und unnötige Kosten) zu vermeiden.

Um den kürzesten und optimalen Feeder zu bestimmen, ist Flexibilität bei der Positionierung des Plattenbanddosierers unter dem Trichter (L2) erforderlich. Nach der Bestimmung der Scherlänge und der Betttiefe kann die Gesamtlänge gerade so weit minimiert werden, dass eine sogenannte „Selbstspülung“ über das Austragsende verhindert wird, wenn der Feeder im Leerlauf ist.

Ich habe meinen Plattenbandförderer richtig ausgewählt, aber was ist mit meinem Antriebssystem?

Die Auswahl des richtigen Antriebssystems für Ihren Plattenbandförderer hängt vom Betrieb und den Zielen des Förderers ab. Plattenbandförderer sind für den Betrieb mit variablen Geschwindigkeiten konzipiert, um aus dem Speicher zu entnehmen und stromabwärts mit kontrollierter Geschwindigkeit zuzuführen, um maximale Effizienz zu erreichen. Das Material kann abhängig von Faktoren wie der Jahreszeit, dem Erzkörper oder den Spreng- und Mischmustern variieren.

Die beiden Arten von Antrieben, die für variable Geschwindigkeiten geeignet sind, sind ein mechanischer Antrieb mit einem Untersetzungsgetriebe, einem Wechselrichtermotor und einem Frequenzumrichter (VFD) oder ein Hydraulikmotor und eine Antriebseinheit mit einer variablen Pumpe. Heutzutage haben sich mechanische Antriebe mit variabler Drehzahl aufgrund der Fortschritte in der Technologie und der Investitionsvorteile als das bevorzugte Antriebssystem erwiesen.

Hydraulische Antriebssysteme haben zwar ihre Berechtigung, gelten aber nicht als ideale Alternative zwischen den beiden variablen Antrieben.

Diese Fragen und Antworten stammen aus einer Reihe von Metso-Blogs über Schürzenförderer. Für weitere Informationen folgen Sie bitte diesen Links:

https://www.metso.com/blog-hub/mining-minds/feeding-the-facts-part-1-apron-feeder-basics/

https://www.metso.com/blog-hub/mining-minds/feeding-the-facts-23-proper-sizing-and-selection-of-your-apron-feeder/