Trong khai thác cát và sỏi hiện đại, khai thác mỏ và xây dựng cơ sở hạ tầng, hệ thống nghiền đá hiệu quả và ổn định là mắt xích cốt lõi để đảm bảo hiệu quả sản xuất và kiểm soát chi phí. Máy nghiền quay đã trở thành một trong những thiết bị được ưa chuộng cho các dự án nghiền đá quy mô lớn do công suất xử lý cao, mức tiêu thụ năng lượng thấp và hiệu suất nghiền ổn định. Để đáp ứng nhu cầu tiêu chuẩn cao "1.000 tấn mỗi giờ", cần phải thực hiện tối ưu hóa có hệ thống từ nhiều khía cạnh như lựa chọn thiết bị, thiết kế quy trình, điều khiển tự động và quản lý vận hành và bảo trì. Sau đây là một giải pháp cụ thể:
1. Lựa chọn thiết bị và các thông số kỹ thuật chính
Công suất sản xuất của máy nghiền quay phụ thuộc trực tiếp vào kiểu máy, kích thước hạt cấp liệu, phạm vi điều chỉnh cổng xả và công suất truyền động. Để đáp ứng nhu cầu 1.000 tấn mỗi giờ, cần phải lựa chọn máy nghiền quay lớn (như dòng PXZ hoặc dòng CG của các thương hiệu như Metso và Sandvik), có công suất xử lý có thể đạt 1000-1500 tấn/giờ. Các thông số chính như sau:
Kích thước cổng nạp: Cần phải thích ứng với kích thước hạt tối đa của nguyên liệu thô (thường là ≤900mm) để đảm bảo rằng các mảnh vật liệu lớn đi trực tiếp vào buồng nghiền và giảm liên kết sàng lọc trước.
Công suất truyền động: Được trang bị động cơ 500-800kW để đảm bảo mô-men xoắn cao và đáp ứng nhu cầu nghiền đá cứng (như đá granit và đá bazan).
Thiết kế buồng nghiền: Áp dụng buồng sâu và cấu trúc không đối xứng để kéo dài thời gian lưu trú của vật liệu, cải thiện tỷ lệ nghiền (lên đến 6: 1 đến 8: 1) và giảm áp suất của thiết bị nghiền trung bình và mịn tiếp theo.
Hệ thống điều chỉnh thủy lực: Điều chỉnh thời gian thực kích thước cổng xả (phạm vi 50-150mm) để đảm bảo kích thước hạt đồng đều của thành phẩm và giảm tỷ lệ trả lại.
2. Thiết kế tối ưu hóa quy trình
Quá trình chế biến đá dăm với công suất 1.000 tấn/giờ đòi hỏi phải xây dựng hệ thống vòng kín "nghiền hiệu quả + sàng chính xác". Quy trình điển hình như sau:
Giai đoạn nghiền thô: Máy nghiền quay được sử dụng làm thiết bị nghiền chính để chế biến quặng thô hoặc nguyên liệu thô sau khi nổ mìn và tạo ra các sản phẩm bán thành phẩm có kích thước 150-300mm.
Giai đoạn nghiền vừa và mịn: Sử dụng máy nghiền hình nón (như máy nghiền hình nón thủy lực nhiều xi lanh) để nghiền thứ cấp các vật liệu đã nghiền thô để thu được cốt liệu có kích thước 20-50mm.
Sàng và phân loại: Cấu hình sàng rung nhiều lớp (lỗ sàng được tùy chỉnh theo thông số kỹ thuật của sản phẩm hoàn thiện) để phân loại vật liệu thành các thông số kỹ thuật như 0-5mm, 5-10mm, 10-20mm, v.v. và vật liệu quá khổ được đưa trở lại giai đoạn nghiền.
Loại bỏ bụi và giảm tiếng ồn: Áp dụng hệ thống loại bỏ bụi khô (máy thu bụi túi) và hành lang vận chuyển kín để đáp ứng các yêu cầu về bảo vệ môi trường.
3. Tự động hóa và điều khiển thông minh
Hệ thống điều khiển thông minh là chìa khóa để cải thiện năng suất sản xuất và tính ổn định:
Điều khiển tập trung PLC: Theo dõi thời gian thực dòng điện máy nghiền, nhiệt độ, độ rung và các thông số khác, tự động điều chỉnh tốc độ nạp, tránh tắc nghẽn hoặc chạy không tải.
Phân tích kích thước hạt trực tuyến: Thông qua máy phân tích kích thước hạt laser hoặc hệ thống camera quan sát, phân phối kích thước hạt thành phẩm được phản hồi động và cổng xả được điều chỉnh theo cách liên kết.
Bảo trì dự đoán: Sử dụng công nghệ Internet vạn vật (IoT) để thu thập dữ liệu như nhiệt độ ổ trục và trạng thái dầu bôi trơn để dự đoán sự cố thiết bị và giảm nguy cơ ngừng hoạt động.
4. Chiến lược quản lý vận hành và bảo trì
Tối ưu hóa các bộ phận chống mài mòn: Sử dụng tấm lót và tường vữa làm bằng thép mangan cao hoặc vật liệu composite hợp kim để kéo dài tuổi thọ lên 6-12 tháng và giảm tần suất thay thế.
Nâng cấp hệ thống bôi trơn: Sử dụng các thiết bị bôi trơn tập trung và thay thế thường xuyên các chất bôi trơn có độ nhớt cao (như ISO VG320) để giảm tổn thất ma sát.
Đào tạo vận hành: Chuẩn hóa trình tự khởi động (khởi động không tải → nạp dần) và quy trình tắt máy (làm rỗng buồng nghiền) để tránh hư hỏng thiết bị.
5. Lợi ích kinh tế và phân tích trường hợp
Lấy một dây chuyền sản xuất nghiền đá granit làm ví dụ. Dây chuyền được trang bị máy nghiền quay PXZ1400, công suất mỗi giờ là 1.200 tấn, thời gian hoạt động trung bình mỗi ngày là 20 giờ và công suất xử lý hàng năm là hơn 7 triệu tấn. Thông qua việc tối ưu hóa thiết bị và quản lý, kiểm soát thông minh, mức tiêu thụ điện năng giảm 15% (mức tiêu thụ điện năng trên một tấn ≤ 1,2kWh), tổng chi phí giảm 20% và thời gian thu hồi vốn đầu tư được rút ngắn trong vòng 2 năm.
Để đạt được mục tiêu sản xuất 1.000 tấn mỗi giờ cho máy nghiền quay, cần phải dựa trên sự lựa chọn khoa học, kết hợp thiết kế quy trình thông minh và thân thiện với môi trường, đạt được hoạt động ổn định lâu dài thông qua hoạt động và bảo trì tinh vi. Trong tương lai, với việc ứng dụng các công nghệ như 5G và bản sao kỹ thuật số, hiệu quả và độ tin cậy của máy nghiền quay sẽ được cải thiện hơn nữa, thúc đẩy sự chuyển đổi của ngành cát và sỏi theo hướng xanh và thông minh.
