Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Введение

Строительные отходы образуются при новом строительстве, сносе и реконструкции зданий и сооружений, при производстве строительных материалов, деталей и конструкций, ремонте и модернизации.

В соответствии с временным классификатором отходов при сносе, реконструкции и новом строительстве зданий и сооружений образуются следующие виды отходов: бетон и железобетон; сколы асфальта; керамзитобетон; древесина; лом черных металлов; рубероид; битум (мастика); линолеум (обрезь); использованная минеральная вата; асбошифер (бой); макулатура (в том числе оргалит); стеклобой; использованный санитарно-технический фаянс; кирпич (бой); отработанный раствор цементно-известковой; лакокрасочные (разные); отработанные шлак, зола, асбест; керамическая плитка (бой); использованная тара бумажная, загрязненная; тара металлическая.

1. ПЕРЕРАБОТКА СТРОИТЕЛЬНЫХ ОТХОДОВ

Строительные отходы образуются при новом строительстве, сносе и реконструкции зданий и сооружений, при производстве строительных материалов, деталей и конструкций, ремонте и модернизации.

В соответствии с временным классификатором отходов при сносе, реконструкции и новом строительстве зданий и сооружений образуются следующие виды отходов: бетон и железобетон; сколы асфальта; керамзитобетон; древесина; лом черных металлов; рубероид; битум (мастика); линолеум (обрезь); использованная минеральная вата; асбошифер (бой); макулатура (в том числе оргалит); стеклобой; использованный санитарно-технический фаянс; кирпич (бой); отработанный раствор цементно-известковой; лакокрасочные (разные); отработанные шлак, зола, асбест; керамическая плитка (бой); использованная тара бумажная, загрязненная; тара металлическая.

Преобладающий вид строительных отходов в городах - замусоренный грунт, асфальт, каменные материалы, кирпич, бетон и железобетон, древесина, керамическая плитка, картон, бумага и т. д.

Схема очистки городов от строительных отходов предусматривает переработку части отходов во вторичное сырье и вывоз на полигоны ТБО для захоронения той части строительных отходов, которая не может быть использована как вторичный строительный материал. На полигоны принимают строительные отходы, относящиеся к IV классу опасности. В основном это строительный мусор, за исключением крупногабаритных и крупнообломочных.

Переработка строительных отходов

На сегодняшний день увеличивается количество новых строительных объектов, вследствие чего старые и ветхие здания, построенные много лет назад, например - пятиэтажки, приходится сносить, ведь они занимают значительную территорию города. Исходя из этого, возникает вопрос касаемо строительного мусора.

Еще вчера строительные объекты, ставшие непригодными для использования сносились взрывами или непосредственным разрушением. А экскаваторы, вывозившие остатки строений на свалки имели специальные насадки. В итоге можно было увидеть большие горы строительных отходов, основную часть которых составляли бетон, стекла, металл, разгрести такую кучу было непросто. Это делалось с помощью самосвалов, которые отвозили данный мусор на обычные свалки.

В общих чертах демонтаж различных зданий производится данным методом и в наше время. Можно отметить, что за последнее время на свалках накопилось большое количество мусора (строительных отходов), именно поэтому нежелательно продолжать избавляться от мусора таким же способом, как и раньше.

Строительный мусор подлежит переработке, это не только может положительно повлиять на экономику государства, но так же и решить проблему с загрязнением окружающей среды токсичными веществами, входящими в строительные отходы (свинец, асбест). Также следует помнить, что свалки для мусора не безразмерны и места на них уже практически нет. Одним словом, переработка отходов в скором будущем окончательно превратится в необходимый последний этап процесса осуществления сноса зданий и сооружений. Учитывая причины, приведенные выше, можно сказать, что утилизация строительных отходов - необходимое занятие, которое обязано занять свою нишу в промышленной сфере.

Именно с помощью переработке строительного мусора новую жизнь обретают многие материалы - это и стекло, и железобетонный лом, и пластик, и древесина, также кирпичный бой и многие другие материалы. Сперва, буквально на месте демонтажа конструкций, появившийся завал из строй-отходов, 30-40% из которых составляет железобетонный лом, сортируется с помощью экскаваторов.

Большие куски железобетонных экскаваторы разбивают или разрезают на куски поменьше, используя специальное навесное оборудование, а точнее гидромолот или гидроножницы. Вблизи разрушенных зданий располагается дробильная установка, с помощью которой бетон перерабатывают в щебень. Затем остальные не переработанные материалы перевозятся на предприятия.

Существует множество вариантов использования переработанного строительного мусора. Чаще всего он используется для строительства небольших дорог, для засыпки болотистой местности или же в производстве тяжелых бетонов (щебень). Старый асфальт пригоден для использования в дорожном строительстве (после нагрева). Помимо этого спросом пользуется щепа из переработанной древесины, а арматурная сталь, несмотря на свою высокую цену, всегда быстро раскупается.

Однако наиболее популярным строительным материалом, который также подлежит вторичной переработке является бетон. Демонтаж железобетона идет во время сноса почти любого сооружения, так что переработка бетона получила наибольшее распространение. К "выходящим" продуктам этой переработки можно отнести вторичный щебень, и мелкий песок, в котором половина пылевидные отходы. Бетон стал популярным материалом совсем недавно, после того, как выяснилось, что он пригоден в строительстве после своей переработки.

Дробление бетона приводит к образованию пылевидного заполнителя, который в дальнейшем используется для производства непосредственно бетона. Этот заполнитель заменил портландцемент и позволил сократить затраты, так как его стоимость значительно ниже.

Если рассматривать рециклинг с точки зрения экономической выгоды, то можно понять насколько он позволяет экономить средства. Ведь при рециклинге нет нужды перевозить строительные отходы с одного места на другое, именно это и позволяет не тратить «лишние» деньги. Разрешение на захоронение строительного мусора стоит немалых денег, которые необходимо заплатить администрации свалки. Рециклинг позволяет не тратить деньги на это занятие. А если те же обломки от демонтажа металлоконструкций, утилизируются с помощью переработки прямо на месте, значит необходимость везти их, куда бы то ни было, попросту отпадает. Обычно покупатели битого кирпича, вторичного щебня и остальных отходов подъезжают на место демонтажа сооружений на своем автотранспорте и своими силами вывозят все нужное.

Учтем также, что там, где производился снос сооружений, всегда предполагается новое строительство, где будет необходим щебень. То, что материалы вторичной переработки не нужно перевозить с места на место - это тоже экономия, а кроме того, в таком случае не нужно тратить деньги и на покупку новых материалов, к тому же они стоят в несколько раз дороже. Не будет нужды оплачивать дополнительную перевозку строительных материалов, это связано с тем. Что переработанные строительные отходы находятся уже на нужном месте.

Ежегодно в мире количество строительных отходов увеличивается на 2,5 миллиарда тонн. Это очень негативно влияет на экологию во всем мире - к такому выводу пришли специалисты из Европейской Ассоциации по сносу зданий, именно они занимались подсчетом общего количества строительного мусора. Среди массы способов, использующихся для утилизации отходов их переработка (рециклинг) относится к основным. В европейских странах это уже привычное явление, стоит ожидать, что в скором времени и у нас будет использоваться именно эта процедура при решении вопроса о строительных отходах.

2. ЗАРУБЕЖНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ СТРОИТЕЛЬНЫХ ОТХОДОВ

Сегодня одной из наиболее актуальных проблем экономики России, является проблема рационального управления отходами. В больших количествах производится человеком отбросов, превращаясь за короткое время в твердые, жидкие и газообразные отходы. Природные ресурсы обогащавшие нашу планету веками, добываются и уничтожаются человеком за короткие десятилетия. Учитывая, данные факты, с другой стороны отходы могут представлять собой ценные продукты, потенциально пригодные для переработки и вторичного применения.

Все развитые страны, увеличивая рост производства и повышая уровень потребления, приходили к проблеме увеличения количества отходов. В результате преодоления этих проблем, произошло создание нового бизнеса по обращению с отходами: их сбору, хранению и переработке. В России доля отходов за последние десятилетие растет быстрее производства. На сегодняшний день перерабатывается, в среднем, лишь третья часть выбросов. При этом по данным экспертов Минприроды 50% бытовых и до 100% промышленных отходов вполне могут быть переработаны.
Существующий опыт переработки отходов в российских условиях показывает, что наиболее перспективны отечественные технологии, с применением созданного с учетом мирового опыта переработки отходов.

Ежедневно во всех городах нашей страны проводятся тысячи строек. И каждая стройка становится источником тонн строительных отходов. Некондиционные железобетонные изделия скапливаются на производстве железобетонных конструкций, на железных дорогах и т.д. Альтернативным вариантом утилизации, является переработка отходов, которая подразумевает под собой измельчение боя бетонных, железобетонных и кирпичных изделий в щебень различных фракций с одновременным отделением металла. Полученный щебень пригоден для вторичного использования в строительстве, дорожном хозяйстве, благоустройстве и рекультивации городских территорий. Перспективность бизнеса по переработке строительных отходов не подвергается сомнению. В последнее десятилетие в России и за рубежом разрабатывается специализированное оборудование, повышающее эффективность переработки разнородного материала, каким является строительный лом. Комплекс технологических операций дробления и сортировки включает: прием материала, подготовку для переработки, предварительную сортировку с отбором мелких фракций и перенесения ее из технологического процесса, дробления, транспортирование на склад или на последующее грохочение, извлечения металла. Комплекс может быть выполнен как в виде стационарной технологической линии, так и в виде мобильных или транспортируемых агрегатов на едином шасси. Конструкция комплексов зависит от свойств материала переработки и от требования к конечному продукту. Выбор агрегатов, их количество и типы грохотов зависит от требуемой глубины переработки материала. Уровень загрязненности исходного материала не камнеподобными материалами, а также состав загрязнений определяет необходимость включения в технологическую линию разделительной станции, имеющей возможности очистки по видам, например, дерево, пластмасс и другие. После дробилок первой и, возможно, второй стадии дробления требуется установка железоотделителей. Указанные факторы в основном относятся к переработке отходов железобетона и могут быть проиллюстрированы на примере предлагаемой схемы №8. Готовый объем переработки отходов на данной линии при трехсменном режиме работы может составлять 360 тыс. куб. м. В состав линии входят: вибропитатель на опорной раме, агрегат крупного дробления с роторной дробилкой СМД-86А, железоотделитель, разделительная станция для разделения древесины и пластмассы, агрегат сортировки с трехситным грохотом, агрегат среднего дробления с роторной дробилкой СМД-85А, агрегат управления, конвейеры. Все это позволяет на первой стадии измельчить строительные отходы, на второй довести до необходимого гранулометрического размера, обеспечив, тем самым, возможность их повторного использования. Причем, агрегат первичного дробления с роторной дробилкой может быть почти равнозначно заменен агрегатом со щековой дробилкой.

Готовую схему можно корректировать, в зависимости от вида строительных отходов. Так, переработка бетона не требует включения железоотделителей и разделительной станции, что делает схему проще и делает возможным применение типовых линий для переработки горных пород, например, ДСУ-30 или ДСУ-90. Переработка кирпичных отходов с получением продукта крупностью до 20 мм требует установки на второй стадии дробления молотковых дробилок. В открытом цикле возможно получение кирпичной крошки крупностью 0-5 мм до 80%, 5-10 мм до 20% и т.д.

Технологическая схема установки для переработки строительных отходов

Производительность, т/ч	128
Размер загружаемых кусков, макс., мм	600
Установленная мощность, кВт	310
Масса оборудования, т	93
Размер площадки под установку, м	40x50

Оборудование

1. Вибропитатель (17 куб.м.) на опорной раме

2. Агрегат крупного дробления с роторной дробилкой СМД-86А

3. Железоотделитель

4. Станция разделительная

5. Агрегат сортировки с грохотом ГИС-43 (с ситами 5х20; 10х10; 20х20)

6. Агрегат среднего дробления с роторной дробилкой СМД-85А

7. Конвейер 800-15

8. Конвейер 800-20

9. Конвейер 650-15 - 4 шт.

10. Конвейер 650-20

11. Конвейер 650-10

12. Агрегат управления

Одностадийная переработка строительных отходов

Возможна организация переработки отходов на агрегатах с одностадийным дроблением, более мобильных и не требующих большой площади. Для создания одностадийной переработки можно использовать, например, ДРО-703, его функциональный аналог - СМД-186-40 (экспортная модификация), а также агрегат ДРО-716. Данные агрегаты применяются для переработки каменных и железобетонных элементов сноса домов с получением несортированного щебня и отделения металлических элементов. Загружается агрегат экскаватором или ковшовым погрузчиком. Исходный материал подается подается питателем на грохот, где происходит отсев мелких фракций. Далее, не прошедший через колесники грохота материал поступает в щековую дробилку, разгрузка которого осуществляется при помощи встроенного конвейера. Мелкие фракции из-под грохота выносятся боковым транспортером. Агрегат может быть установлен на бетонные плиты, ровную забетонированную или заасфальтированную площадку. Данный агрегат может быть использован для переработки гравийно-песчанных смесей с содержанием песка и мелких фракций гравия не более 15-20%, и для природного камня, если в исходном продукте содержится достаточно большое количество мелких фракций или включений в качестве первичного агрегата.

Современное оборудование для переработки строительных отходов к.т.н. О.Л. Санько, к.т.н. В.Я. Балагула

Программа реконструкции жилого фонда Москвы предусматривает снос пятиэтажных зданий первых промышленных серий. Это повлечет образование около 15 млн. т строительных отходов, в которых, кроме неутилизируемого мусора, имеется значительная доля материалов, пригодных для переработки и использования.

Появление строительных отходов с переменными прочностными и реологическими характеристиками, разнородного строительного лома с преобладанием металлической арматуры, а также искусственных тепло- и гидроизоляционных материалов затрудняет использование традиционной дробильной техники.

Наиболее пригодны по техническим характеристикам для переработки строительных отходов горная техника и оборудование для производства нерудных строительных материалов.

Рассмотрим возможность использования при первичном дроблении строительного лома молотковых, конусных, щековых, роторных и валковых дробилок для нерудных материалов.

Молотковые и конусные дробилки следует исключить из рассмотрения, так как наличие длинномерной арматуры в железобетонных изделиях приводило к их поломке при дроблении уже первой тонны материала. В молотковой дробилке колосниковая решетка - непреодолимая преграда для арматуры, а в конусной - упругая арматура не дает возможности продвижения материала в камеру дробления.

Валковую дробилку также нужно исключить из рассмотрения в связи с необходимостью использования валков очень большого диаметра из-за возможной большой длины арматурной сетки и трудностей загрузки исходного материала.

Для реальной первичной переработки разнообразного строительного лома пригодны только щековые и роторные дробилки.

Специалисты с многолетним стажем работы на оборудовании для дробления однородных материалов не пришли к единому мнению относительно выбора типа дробилки для строительных отходов.

Щековые дробилки могут раздробить бетонную плиту, однако вызывает опасение неопределенность поведения арматурной сетки при разгрузке.

Использование роторных дробилок сдерживалось возможностью поломки ударных бил при скоростном соприкосновении с прутьями арматуры. Вызывала сомнение чрезмерная степень дробления, приводящая к избыточному измельчению материала и повышенному пылеобразованию.

Рассмотрим современные щековые и роторные дробильные агрегаты, эксплуатируемые в Москве или планируемые к поставке в московский регион.

Фирме Сатори, приобретшей в 1996 г. секцию предварительного дробления английской фирмы Parker (рис. 1), принадлежит первенство в переработке строительных отходов в Москве.

Секция предварительного дробления включает в себя приемный бункер, колосниковый вибропитатель, обеспечивающий попутный отсев мелкой фракции и грунта, щековую дробилку, боковой и отгрузочный конвейеры. Магнитный сепаратор, установленный над отгрузочным конвейером, отделяет арматуру и другой металлолом от раздробленного материала.

Для установки дробилки фирма предлагает как колесное, так и гусеничное шасси.

Московское предприятие СУ-155 приобрело щековую дробилку фирмы Maschinenfabrik Liezen, установленную совместно с вибрационным питателем, отгрузочным конвейером, магнитным сепаратором и дизель-генераторном.

Предприятие СУ-155, пожалуй, единственное, использующее дробилку целенаправленно для переработки материала снесенных пятиэтажек в зоне плотной городской застройки.

К особенностям данной конструкции следует отнести наличие движущего языка, подвешенного шарнирно на нижней части неподвижной щеки. Язык предназначен для ориентирования и подгибания вертикально расположенных прутьев арматуры и укладки их на конвейерную ленту.

Однако небольшой (120-150 мм) зазор между лентой отгрузочного конвейера и опорной балкой дизель генератора создает узкое место, в котором арматура застревает, образуя пробки из хаотично скрученных мотков проволоки. Проблема проталкивания пробок была решена путем создания добавочного рабочего места для оператора, вручную извлекающего арматурные мотки с отгрузочного конвейера.

Интересна конструкция вторичных ленточных конвейеров, оснащенных лишь ведущим и натяжным барабанами без поддерживающих роликов. Вместо роликов вдоль конвейера равномерно установлены подковообразные дуги, выполненные из антифрикционного сплава, обеспечивающего невысокий коэффициент трения. Благодаря такой дуге (около 150¦) удалось повысить корытообразность профиля ленты, обеспечив лучшую сцепляемость материала с ее поверхностью. Это, в свою очередь, дало возможность установить конвейер под углом 32-35¦ к горизонту (вместо 17-18¦), существенно сократив габариты установки.

Для борьбы с негабаритными кусками на верхней площадке щековой дробилки Lokotrak скандинавской фирмы Nordberg установлен манипулятор с гидромолотом,

При попадании негабаритных кусков в камеру дробления предусматривается остановка щековой дробилки и раздрабливание материала гидромолотом непосредственно в камере дробления.

Российское АО ?Дробмаш¦ предлагает щековые и роторные дробилки для первичного дробления строительных отходов.

Щековые дробилки устанавливают на шасси. При этом интересен опыт международной кооперации предприятия по установке российской щековой дробилки на словацкое колесное шасси (рис. 2) с сопутствующим оборудованием (фирма TECHNO S.R.O).

Первые шаги по использованию отечественных роторных дробилок для переработки строительных отходов следует отнести к 1996 г., когда на территории Очаковского кирпичного завода (000 ?Промстройпереработка¦) была сдана в эксплуатацию стационарная дробилка СМД-75 в качестве первичного дробильного агрегата.

Устойчивая работа подтвердила возможность использования дробилки СМД-75 на переработке железобетонного лома (арматуры диаметром 15 мм и более).

Фирма Krupp Fordertechnik предлагает серию из 11 типоразмеров роторных агрегатов, установленных на стационарных рамах или передвижных шасси.

Агрегаты снабжены вибрационным питателем с перфорированным днищем для отбора мелкой фракции, магнитным сепаратором, двумя конвейерами (боковым и отгрузочным) и автономным дизель генератором.

На московской выставке Mos-Con'97 фирма представляла самую маленькую модель CO-3C-80/100G (рис. 3), рассчитанную на прием кусков материала размером не более 450 мм.

Для приема и дальнейшего транспортирования готового материала, вылетающего из камеры дробления со значительной скоростью (30-40 м/с), под роторной дробилкой установлен вибрационный питатель, унифицированный с питателем приемного бункера.

Дизель-генератор в данной модели дробилки расположен под приемным бункером, что резко сокращает габариты агрегата.

Положением отбойных плит роторной дробилки управляет компьютер в зависимости от характеристик исходного материала и требуемого товарного щебня.

В дробилке обеспечены сбор просыпи материала и пылеподавлениё в дробильной камере распылением воды под давлением 20 МПа. Комплекс, выполненный с применением современных технических решений, начал эксплуатироваться в Москве в 1997 г. государственным предприятием ?Экотехпром¦.

Дробильно-сортировочный комплекс австрийской фирмы Hartl (рис. 5) введен в эксплуатацию в конце 1997 г. предприятием ?Рецикл материалов¦. Комплекс перерабатывает дефектные железобетонные плиты, получая продукт с большой долей кубовидных зерен.

В состав базового дробильного агрегата, выполненного на гусеничном шасси, входят пластинчатый питатель, грохот предварительного отсева с конвейером, роторная дробилка, отгрузочный конвейер с магнитным сепаратором и приводной дизель. Кроме базового агрегата имеется двухситовый грохот, смонтированный на отдельной раме.

Отличие данной конструкции - гидропривод всех исполнительных механизмов, за исключением ротора дробилки, который приводится во вращение от дизеля через клиноременную передачу.

Опыт эксплуатации агрегатов рассмотренных конструкций не выявил преимуществ роторной схемы дробления перед щековой при переработке строительных отходов.

Ударно-валковая дробилка фирмы Westfalia & Braun (Германия) занимает особое место в переработке строительных отходов.

Дробилка, спроектированная для горных условий, известна как агрегат, передробивший историческую Берлинскую стену попанельно без предварительного измельчения, а также ломаный бетон после землетрясения в городе Кобэ (Япония).

Дробилка состоит из корпуса 7, дробильной камеры 2, ударного ротора 3, цепного конвейера 4, расположенного на лотке 5. Уникальный размер входного куска (1400х800х5000 мм) практически исключает необходимость предварительной подготовки материала.

Проблема предотвращения попадания в камеру дробления негабаритного или недробимого материала удачно решена включением в схему управления процессора, получающего управляющие сигналы от датчика натяжения цепи конвейера. В случае заклинивания материалом цепи конвейера датчик посылает сигнал процессору, который сначала останавливает конвейер, а затем включает его задний ход (примерно 1 м). После этого конвейер снова подает материал в камеру дробления, и так продолжается до тех пор, пока материал на конвейере не расположится нужным образом.

Достоинство дробилки - низкий уровень загрузки материала (на высоте 1 м над землей), позволяющий исключить из технологической схемы погрузчик и подавать материал непосредственно из кузова автосамосвала.

Недостаток дробилки - крупный гранулометрический состав получаемого материала: максимальный размер куска может достигать 200 мм, а средневзвешенный размер 75-80 мм. Это определяет двухстадийную схему использования дробилки при переработке строительных отходов.

Рассматривая конструкции дробилок, авторы не упоминали производительность. При расчете теоретической, технической и эксплуатационной производительности дробилок для нерудных материалов предполагается схожесть физико-механических параметров дробимого материала (исходный размер, влажность, прочность на сжатие, абразивность и пр.) и обеспечение условий максимальной загрузки.

При переработке строительного лома поведение в камере дробления разновеликих бетонных кусков, хаотично скрученных прутьев арматуры, тепло- и гидроизоляционных материалов не может быть описано известными теориями дробления.

Реальная производительность дробилок при переработке строительного лома зависит от производительности загрузочных устройств, которая определяется типом и размером загружающей машины, удаленностью склада материала от места загрузки, типом, размером и состоянием загружаемого материала. переработка строительный отход

Практика эксплуатации дробильных агрегатов различных типов показывает, что при загрузке в питатель лома, оставшегося от снесенного пятиэтажного железобетонного дома, производительность погрузчика составляет 35-50 м3/ч. Этот параметр не относится к ударно-валковой дробилке, способной принимать строительные отходы длиной до 5 м.

3. ДРОБИЛКИ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ДОРОЖНОГО ПОЛОТНА И СТРОИТЕЛЬНЫХ ОТХОДОВ

В основном‚ конструкции установок по переработке строительных отходов (от сноса домов или замены дорожного полотна) зависят‚ с одной стороны‚ от физико-механических свойств исходного материала‚ а с другой - оттребований к конечному продукту.

К отходам от сноса ветхих сооружений принято причислять кирпичную кладку‚ бетон и железобетон‚ строительный раствор‚ гипсовые плиты‚ дерево‚ обломки сан-‚ фаянсизделий‚ изоляционные материалы. При переработке полотна подлежащих реконструкции дорог образуется строительный лом‚ состоящий из иных компонентов - асфальт‚ бетон‚ дегтевые субстанции‚ щебень‚ бортовой камень‚ брусчатка‚ песок и земля.

Изначально дробилки проектировались и изготавливались исключительно для переработки нерудных материалов‚ в большей степени - взорванной горной породы: гранитов или известняков. Эти типы материалов характеризуются практически неизменными физическими параметрами: постоянными значениями плотности‚ влажности‚ влагоемкости‚ гранулометрическим составом и пр. С появлением необходимости переработки и утилизации отходов строительного производства‚ характеризующихся широким и переменным спектром значений вышеприведенных параметров‚ началась стремительная специализация дробильных машин.

Необходимо отметить‚ что сами дробилки‚ без сопутствующего оборудования практически не используются. Сейчас под этим термином понимается набор оборудования‚ собранный на едином мобильном шасси или стационарно установленной раме и предназначенный для выполнения комплекса сопутствующих технологических операций - приема и подачи материала‚ предварительного рассеивания и отбора неэффективной фракции споследующей ее эвакуацией из камеры дробления‚ самого процесса дробления‚ транспортирования в отвал или на последующее грохочение‚ извлечения металлических включений.

Практически именно набор сопутствующего базовой дробилке оборудования определяет ее функциональное назначение и проводит условную границу между дорожными дробилками и дробилками для переработки строительных отходов. Ниже приводим перечень различий между дорожными дробилками и дробилками для строительных отходов.

Появление значительных объемов строительных отходов (миллионы тонн) разного размера‚ состоящих из различных материалов‚ потребовало наличия машин‚ способных на первой стадии просто измельчить их и утилизировать‚ ана второй - обеспечить повторное их использование.

Для реальной переработки (ресайклинга) разнообразного строительного лома пригодны только два типа дробилок - щековые и роторные. Остальные типы - молотковые‚ конусные‚ валковые - не могут использоваться для первичной переработки засоренного строительного лома.

Вопрос выбора оптимального базового оборудования - щековой или роторной дробилки‚ по-видимому‚ останется без ответа еще долгое время.

Обе модели‚ обладая рядом своих особенных достоинств‚ также имеют и свои специфические недостатки.

Щековая дробилка дешева и неприхотлива в эксплуатации‚ однако обладает сравнительно невысокой (1:6) степенью дробления‚ обеспечивает высокий процент лещадных зерен и не поддается пылеподавлению. Роторная дробилка обладает завидной (1:20) степенью дробления при высокой кубовидности исходного зерна‚ полностью изолирована для подавления пыли‚ однако имеет высокий износ сменного оборудования‚ что удорожает ее эксплуатацию. Удельные энергозатраты у нее значительно выше‚ чем ущековой дробилки.

Острая необходимость наличия в России дробилок для переработки строительных отходов возникла в 1995 году‚ когда начала реализовываться программа Правительства Москвы по реконструкции ветхого жилого фонда. Вэтой программе предусматривается безусловный снос всех железобетонных панельных домов первых промышленных серий - К-7 и 11-32. В Москве общая полезная площадь таких пятиэтажек составляет около 6 млн м²‚ что соответствует около 10 млн тонн строительных отходов‚ намеченных к переработке до 2005 года. Потребность в дорожных дробилках возникла существенно раньше‚ однако ее было легче удовлетворить‚ так как исходный материал - дорожный лом существенно легче передробить благодаря его сравнительной однородности.

Разновеликий размер загружаемых в дробилку кусков строительного бетонного лома‚ хаотично скрученные прутья арматуры‚ тепло- и гидроизоляционные материалы 40-летней давности - вот тот «салат»‚ который попадает в камеру дробления при переработке пятиэтажек. Напрактике это приводит к фактически двукратному снижению производительности по сравнению с паспортной‚ рассчитанной на дробление однотипных горных пород.

Первые шаги по использованию стационарных роторных дробилок для ресайклинга строительных отходов от снесенных панельных железобетонных пятиэтажек в России следует отнести к 1996 г.‚ когда на территории Очаковского кирпичного завода (предприятие «Промстройпереработка») была смонтирована и запущена в эксплуатацию линия по ресайлингу сроторной дробилкой СМД-86А в качестве первичного дробильного агрегата. Опасения относительно невозможности разрубки арматуры диаметром 15мм на такой высокодинамичной мощной машине не оправдались‚ иустойчивая работа СМД-86А подтвердила возможность ее использования на ресайклинге железобетонного лома. Такая роторная дробилка выпускается Выксунским заводом «Дробмаш».

Кроме того‚ «Дробмаш» предлагает и щековые дробилки разных типоразмеров для первичного дробления строительных отходов. Щековые дробилки устанавливают на шасси. При этом интересен опыт международной кооперации предприятия по установке российской щековой дробилки насловацкое колесное шасси с сопутствующим оборудованием (фирма TECHNO S.R.O).

Рассмотрим реальный производственный опыт российских предприятий поиспользованию иностранной техники для переработки строительных отходов и отходов при ремонте дорог‚ накопленный за последние годы.

Первым иностранным оборудованием по хронологии московского ресайклинга были щековые дробилки‚ приобретенные фирмами САТОРИ иСУ-155 (г. Москва). Это были практически однотипные машины‚ хотя иразных фирм‚ соответственно Parker (Великобритания) и Maschinenfabrik Liezen (Австрия). Они представляют собой мобильные механизмы‚ устанавливаемые непосредственно на месте переработки материала исостоящие из вибропитателя‚ с помощью которого производится предварительный отбор мелких фракций‚ самой щековой дробилки‚ отгрузочного транспортера и установленного над ним магнитного ленточного сепаратора.

Секция предварительного дробления фирмы Parker включает в себя приемный бункер‚ колосниковый вибропитатель (с колосниками или перфорированным днищем)‚ обеспечивающий попутный отсев мелкой фракции и грунта‚ щековую дробилку‚ боковой и отгрузочный конвейеры. Магнитный сепаратор‚ установленный над отгрузочным конвейером‚ отделяет арматуру и другой металлолом от раздробленного материала.

Для установки дробилки фирма предлагает как колесное‚ так и гусеничное шасси.

Предприятие СУ-155‚ пожалуй‚ единственное‚ использующее дробилку целенаправленно для переработки материала снесенных пятиэтажек в зоне плотной городской застройки.

К особенностям данной конструкции следует отнести наличие качающегося «языка»‚ подвешенного шарнирно на нижней части неподвижной щеки. «Язык» предназначен для ориентирования и оптимальной укладки раздрабливаемого материала на конвейерную ленту.

Однако небольшой (120-150 мм) зазор между лентой отгрузочного конвейера и опорной балкой дизель-генератора создает узкое место‚ в котором арматура застревает‚ образуя пробки из хаотично скрученных мотков проволоки. При этом происходит повышенный износ транспортерной ленты имеханизма ее протяжки. Проблема проталкивания пробок была решена путем создания добавочного рабочего места для оператора‚ вручную извлекающего арматурные мотки с отгрузочного конвейера. Это неизбежная плата за использование дорожной дробилки не по прямому назначению - переработка материала‚ для которого она не была спроектирована.

Интересна конструкция вторичных ленточных конвейеров этой же фирмы‚ оснащенных лишь ведущим и натяжным барабанами без поддерживающих роликов. Вместо роликов вдоль рамы конвейера равномерно установлены подковообразные дуги‚ выполненные из антифрикционного сплава‚ обеспечивающего невысокий коэффициент трения. Благодаря такой дуге (около 150°) удалось повысить корытообразность профиля ленты‚ обеспечив лучшую сцепляемость материала с ее поверхностью. Это‚ в свою очередь‚ дало возможность установить конвейер под углом 32-35° (вместо 17-18°)‚ существенно сократив габариты установки.

Предприятие СУ-175 (г. Москва) также приобрело дорожную щековую установку фирмы Maschinenfabrik Liezen несколько отличной конструкции‚ сбоковым расположением отгрузочного транспортера длиной в 2.0 м. Такой короткий транспортер‚ вполне приемлемый в дорожных условиях‚ потребовал существенной модернизации всей конструкции для использования встационарных условиях переработки строительных отходов.

Большой интерес вызывает эксплуатация мощной дорожной дробилки TRACK-404 австрийской фирмы Hartl‚ мобильно работающей как нареконструкции дорожного полотна‚ так и стационарно перерабатывающей на постоянном месте своей дислокации строительные отходы. Дробилка интенсивно эксплуатируется с 1998 года московским предприятием «Рецикл материалов». Рабочий вес установки - 42 тонны‚ она способна перерабатывать строительный лом размером до 700 мм с паспортной производительностью 250 тонн в час. На гусеничном шасси смонтирован приемный бункер емкостью 8 м3‚ регулируемый вибрационный питатель‚ предварительный вибрационный грохот‚ отсеивающий мелкую фракцию‚ роторная дробилка‚ дизель-генератор с гидросистемой управления исполнительными механизмами‚ отгрузочный транспортер‚ магнитный сепаратор‚ пост управления. Привод дробилки - клиноременная передача непосредственно от дизеля. Все остальные механизмы получают вращающий момент от регулируемых гидромоторов единой гидросистемы. В комплект оборудования входит и отдельно стоящий на раме двухситовой грохот с тремя отгрузочными транспортерами‚ которые также приводятся в действие отединой гидросистемы. При всей неоспоримой прогрессивности использования гидросистем данная конструкция выявила и ее реальный недостаток в условиях эксплуатации в холодное время года. Так как грохот сконвейерами находится на существенном удалении от центральной гидросистемы‚ то запуск и эксплуатация дробилки при низких температурах затруднительны.

Распределение мощности от гидросистемы на TRACK-404 рассчитано таким образом‚ что исключает возможность работы дробилки и другого технологического оборудования при движении самого комплекса. Однако модели‚ выпущенные фирмой в прошлом году‚ позволяют одновременно идвигаться комплексу‚ и перерабатывать строительные отходы. Хотя возникает сомнение в необходимости такого совмещения операций‚ так как загрузить в бункер несколько кубометров строительного лома «на ходу» представляется крайне сомнительным.

Ввиду двойного назначения рассматриваемый комплекс оснащен двумя различными комплектами рабочих органов - бил. Одни била предназначены для работы с асфальтовыми отходами‚ другие ориентированы на работу сбетоном и железобетоном.

Здесь же уместно остановиться и на особенностях эксплуатации дробилок при работе с асфальтом. (Данная дробилка использовалась при переработке дорожного полотна Ленинского проспекта в Москве). При дроблении последнего (если он не совсем древний и ломкий) дробимая камера покрывается маслянистым слоем‚ а все неровности и технологические полости для крепления бил «намертво» закупориваются дегтевыми субстанциями. Обычные резьбовые соединения‚ крепящие ударные била иотбойные плиты‚ превращаются в трудноразъемные. Реальным способом снизить это негативное воздействие является интенсивный полив асфальта водой еще в приемном бункере‚ что используется на этих же машинах приихэксплуатации в США.

На примере данной машины также необходимо остановиться на обычной проблеме‚ возникающей при перепрофилировании дорожной дробилки встационарно расположенную для дробления строительного лома.

Речь идет об эффекте просыпи мелкой фракции и из приемного бункера‚ исотгрузочного транспортера под дно комплекса. Объем этой просыпи при интенсивной работе дробилки составляет десятки килограммов в час. Но если при движущейся дробилке эта просыпь остается на дороге незаметной полосой‚ то при стационарном расположении агрегата она образует быстрорастущие конусы материала под его дном. В условиях влажной иморозной погоды эти конусы становятся реальным препятствием‚ смерзаясь и зачастую разрезая транспортерную ленту по ее длине. Одним из главных условий адаптации дорожной дробилки к стационарному использованию является работа по безусловной изоляции транспортных потоков материала в дробилке и исключение возможности просыпи мелких фракций.

С точки зрения борьбы с просыпью‚ как образцовую стоит упомянуть новинку немецкой фирмы Teltomat - широко известной в России своим оборудованием для производства дорожного покрытия. Стационарный комплекс COBRA-300 (Рис.1.) выполнен по классической схеме: вибрационный питатель‚ роторная дробилка‚ вибрационный эвакуационный лоток‚ магнитный сепаратор.

Существенным отличием данной установки является высокая степень ееавтоматизации. Так‚ управление положением отбойных плит дробилки осуществляется компьютером в зависимости от характеристик исходного материала и требуемого товарного щебня.

Попутно следует отметить эту конструкцию как наиболее насыщенную технологическими новинками‚ исключающими просыпь материала иорганизующими ее 100-процентный сбор‚ а также обеспечивающую обеспыливание дробильных камер за счет использования туманообразующих гидросистем с давлением воды 200 (!) атмосфер.

Последнее обстоятельство‚ в свою очередь‚ требует высокой очистки воды исоответствующей культуры производства. На практике предприятию «Экотехпром»‚ эксплуатирующему эту установку‚ пришлось поставить отдельную емкость для отстаивания воды и ее естественной очистки‚ только после которой вода поступает в прецизионные форсунки для распыления водяного тумана.

Реальной проблемой на площадке по переработке строительных отходов является разрушение негабаритных кусков материала‚ образованных присносе зданий или при взломе дорожного полотна. Практически только наоборудовании скандинавской фирмы Nordberg эта проблема решена кардинально. Для борьбы с негабаритными кусками на верхней площадке щековой дробилки Lokotrak (Рис.2.) установлен манипулятор с гидромолотом.

Гидромолот выполнен финской фирмой Rammer. При попадании негабаритных кусков в камеру дробления предусматривается остановка щековой дробилки и раздрабливание материала гидромолотом непосредственно в камере дробления.

Японские производители дробильной техники представлены на европейском рынке фирмами Komatsu и Nakayama. Первая представлена типоразмерным рядом в семь машин на гусеничном ходу‚ пять из которых оборудованы щековыми дробилками‚ а две - роторными. Причем‚ что характерно‚ роторные дробилки ориентированы на среднее дробление (макс. размер куска 500х500х200)‚ а щековые дробилки позволяют принять кусок длиной до1200 мм.

Бункерное хозяйство оборудовано как вибрационными‚ так и пластинчатыми питателями. Установки оснащены двигателями Komatsu с прямым впрыском топлива и турбонаддувом‚ позволяющими достигать скорости передвижения до 3 км час.

На прошедшей в сентябре 2000 года в Голландии всемирной выставке оборудования для сноса и переработки строительных отходов европейское отделение Komatsu продемонстрировало новый дробильно-сортировочный модуль BR 350 JG (Рис.3).

Установленный на гусеничном шасси комплекс‚ состоящий из вибрационного питателя с предварительным отсевом мелочи‚ щековой дробилки‚ отгрузочного транспортера и магнитного сепаратора‚ обладает паспортной производительностью 47-160 т\ч в зависимости от крупности и прочности дробимого материала.

Удачная компоновка позволила снизить высоту расположения загрузочного бункера до 3‚1 м‚ что позволяет производить загрузку материала фронтальным погрузчиком без создания дополнительного пандуса.

Следует отметить повышенные меры безопасности на установке‚ практически исключившие возможности электротравматизма. Все системы управления гидравлические‚ включая управление самой дробилкой. Новинкой следует признать установку постоянного магнита в магнитном сепараторе вместо обычно используемого электромагнита. Эта замена позволила радикально улучшить электробезопасность всей установки в целом.

Компания Nakayama - широко известный мировой производитель горнорудного оборудования для переработки асфальта и строительных отходов предлагает два оригинальных комплекта оборудования.

Первый - машины 30-тонного класса на гусеничном ходу с щековой дробилкой либо с вибрационным питателем и предварительным грохотом NC 320G\420G‚ NC 420GX‚ либо выполненный по упрощенной схеме спластинчатым питателем NC 320\420 (Рис. 4). Эти машины предлагается использовать в качестве первичной дробилки.

Модуль NVA 32\42 - это установленный на гусеничном ходу комплекс извибрационного ситового грохота и вторичной щековой дробилки‚ гарантирующей додрабливание больших кусков материала. (рис. 5)‚ поступающего после первичного дробления.

Производитель особо обращает внимание на эту дорожную установку как наспособную перерабатывать асфальтовый лом при любой жаре.

Совершенно неожиданное техническое решение представлено этой фирмой для работ небольшого объема при переработке отходов. Создан комплект мини-оборудования‚ каждый на отдельном гусеничном шасси. На рис. 6 представлены щековая дробилка MC140P‚ роторная дробилка MF2 ивибрационный грохот MS3.

Такой набор оборудования представляет собой законченный комплекс для получения вторичного продукта высокого качества. Об опыте работы с этими машинами на территории РФ авторам статьи не известно.

Фирма Krupp Fordertechnik предлагает серию из 11 типоразмеров роторных агрегатов‚ установленных на стационарных рамах или передвижных шасси.

Агрегаты снабжены вибрационным питателем с перфорированным днищем для отбора мелкой фракции‚ магнитным сепаратором‚ двумя конвейерами (боковым и отгрузочным) и автономным дизель-генератором.

На московской выставке Mos-Con фирма представляла самую маленькую модель CO-3C-80/100G (Рис. 7)‚ рассчитанную на прием кусков материала размером не более 450 мм.

Для приема и дальнейшего транспортирования готового материала‚ вылетающего из камеры дробления со значительной скоростью (30-40 м/с)‚ под роторной дробилкой установлен вибрационный питатель‚ унифицированный с питателем приемного бункера.

Дизель-генератор в данной модели расположен под приемным бункером‚ чторезко сокращает габариты агрегата по сравнению с конкурентными моделями схожего типоразмера.

Необходимо упомянуть и еще одну немецкую фирму‚ энергично идущую нароссийский рынок. Фирма Kleemann Reiner предлагает семейство мобильных и стационарных дробильных комплексов (Рис. 8 )‚ собранных поуже рассмотренным выше схемам. Обращают внимание на себя значительные размеры предварительного грохота‚ что свидетельствует овысокой степени подготовки материала‚ а значит о снижении энергозатрат на основное дробление.

Совершенно особое место в оборудовании для ресайклинга занимает ударно-валковая дробилка фирмы Westfalia and Braun. Эта дробилка‚ спроектированная исключительно для горных и даже шахтных условий‚ известна в мире ресайклинга как агрегат‚ передробивший историческую Берлинскую стену без ее предварительного измельчения‚ попанельно.

После катастрофического землетрясения в Кобэ (Япония) также были приобретены такие машины для оперативного дробления сотен тысяч тонн переломанного бетона (Рис.9).

Главной характеристикой дробилки (типоразмер SB1215) является уникальный размер входного куска -1400х800х5000 мм. Это практически исключает необходимость предварительной подготовки материала‚ а значит и сокращает расходы на приобретение экскаватора с дробителем.

Еще одним несомненным достоинством этой дробилки является низкий уровень загрузки материала - всего 1 м над землей. Это попутно решает несколько обычных проблем загрузки: погрузчику не надо поднимать ковш‚ при этом экономится топливо‚ сокращается рабочий цикл и повышается производительность оборудования.

Такой уровень загрузки позволяет вообще исключить из технологической схемы погрузчик - материал может подаваться непосредственно из кузова автосамосвала.

Материал‚ поступив на лоток цепного питателя‚ под действием его ползущих брусьев затягивается под вращающийся ударный ротор‚ где ираздрабливается.

Камнем преткновения любой дробилки является попадание в камеру дробления либо негабарита‚ либо недробимого материала. В данной конструкции эта проблема удачно решена за счет включения в электрическую цепь управления конвейером процессора‚ получающего управляющие сигналы от датчика натяжения цепи конвейера.

В случае заклинивания материалом цепи конвейера датчик сообщает об этом процессору‚ который сначала останавливает конвейер‚ а затем включает его задний ход примерно на 1 м. После этого конвейер заново подает материал вкамеру дробления‚ и так продолжается до тех пор‚ пока материал наконвейере не расположится нужным образом.

ЗАО «Армстрой» спроектировало на основе использования данной дробилки специализированную линию по переработке строительных отходов от сноса пятиэтажек. Создание подобной линии позволило бы реально утилизировать сотни тысяч тонн отходов‚ которые ныне захораниваются на загородных полигонах.

Рассмотренные выше конструкции предназначены для специализированного использования‚ хотя и имеют зачастую характер двойного назначения: и для дробления отходов от дорожного полотна‚ и для переработки строительных отходов от сносимых зданий.

По мнению вице-президента Экологического комитета Европейского парламента Александра Д'Роо‚ изложенного на конференции 2000 года Европейской ассоциации по технологиям разрушения‚ величина перерабатываемых в Европе строительных отходов к 2005 году должна возрасти до 50-75 процентов (при нынешних 20%).

Такие перспективы обеспечивают гарантированное развитие рассмотренному сектору строительного оборудования‚ а его пользователям - надежные и увеличивающиеся объемы работ в ближайшем будущем.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мансуров И.З., Бромберг А.И. Ломоперерабатывающее оборудование. Обзор. - М.: НИИМАШ, 1982. - 96 с.

2. Вторичные материальные ресурсы черной металлургии. Справочник в 2-х т. т.1: Лом и отходы черных металлов и огнеупорных материалов / под ред. Хомского Г.С. - М.: Экономика, 1986. - 229 с.

3. Морозов С.И. Оборудование для переработки легковесного лома. - М.: Металлургия, 1982. - 232 с.

4. Справочник по чугунному литью / под ред. Гиршовича Н.Г. - Л.: Машиностроение, 1978. - 758 с.

5. Высококачественные чугуны для отливок / под ред. Александрова Н.Н. - М.: Машиностроение, 1982. - 222 с.

6. Шевелева Л.Н., Метушевская В.И. Качество стали и влияние на него использования лома (по материалам Европейской экономической комиссии ООН) - М.: Машиностроение, 1995. - 176 с.

7. Валеев В.Х., Сомова Ю.В., Авдеева М.В. Разработка способа переработки замасленной окалины прокатного производства / Межрегиональный сб. науч. тр.: Теория и технология металлургического производства. Вып. 7. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2007. - С.150-152.

8. Вторичные материальные ресурсы черной металлургии. Справочник в 2-х т. т.2: Шлаки, шламы, отходы обогащения железных и марганцевых руд, отходы коксохимической промышленности, железный купорос / под ред. Смирнова Л.А. - М.: Экономика, 1986. - 344 с.

9. Черепанов К.А., Черныш Г.И., Динельт В.М., Сухарев Ю.И. Утилизация вторичных материальных ресурсов в металлургии. - М.: Металлургия, 1994. - 224 с.

10. Сокуренко А.В., Шеремет В.А., Кекух А.В. Опыт утилизации железосодержащих шламов и вторичной окалины // Сталь. 2006. №1. - С.82-85.

Размещено на Allbest.ru