Khi mua thiết bị nghiền và sàng, cần xem xét kỹ các yếu tố sau!

Thiết bị nghiền và sàng là các loại máy móc dùng để chế biến, sản xuất đá dăm và cát với nhiều quy cách khác nhau, được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng đường bộ, công trình xây dựng, thủy lợi, khai khoáng, cảng biển và các lĩnh vực khác. Khi mua thiết bị nghiền và sàng, làm thế nào để đưa ra quyết định hợp lý? Làm sao để mua được thiết bị có giá trị sử dụng cao mà không bị “mua hớ”? Dưới đây là một số chỉ tiêu tham khảo dành cho quý vị.

1. Giới thiệu một số kiến thức cơ bản về nghiền và sàng lọc

Các loại máy nghiền bao gồm máy nghiền hàm, máy nghiền côn, máy nghiền hình nón, máy nghiền trục, máy nghiền đĩa quay, máy nghiền phản kích và máy nghiền búa; trong đó 5 loại đầu được gọi là máy nghiền kiểu nén, còn 2 loại sau được gọi là máy nghiền kiểu va đập.

Máy nghiền hàm: có các đặc điểm như tỷ lệ nghiền lớn, kích thước hạt sản phẩm đồng đều, cấu trúc đơn giản, vận hành tin cậy, bảo dưỡng thuận tiện và chi phí vận hành tiết kiệm; được sử dụng rộng rãi trong quá trình nghiền thô và nghiền trung của các loại đá cứng và đá trung cứng, phù hợp với việc nghiền các loại vật liệu có cường độ nén không vượt quá 320 MPa.

Máy nghiền hình nón: tỷ lệ nghiền lớn, hiệu suất cao, kích thước hạt đồng đều, thường được sử dụng để nghiền trung và mịn các loại đá có độ cứng trung bình.

Máy nghiền phản kích: có thể xử lý các vật liệu có cạnh dài từ 100 đến 500 mm, với cường độ chịu nén lên đến 350 MPa; đồng thời sở hữu ưu điểm là tỷ lệ nghiền lớn, sản phẩm sau nghiền có dạng hạt hình khối và kích thước hạt đồng đều, do đó được sử dụng rộng rãi trong công tác nghiền đá cho các công trình đường bộ.

Máy nghiền búa: thích hợp để nghiền các loại khoáng sản có tính giòn. Độ bền nén của vật liệu không vượt quá 100 MPa, độ ẩm không lớn hơn 15%.

Các loại máy sàng gồm sàng rung lệch tâm, sàng rung quán tính, sàng cộng hưởng và sàng rung điện từ; bốn loại này được gọi chung là sàng rung. Trong khi đó, sàng trống, sàng lưới cố định, sàng hình cung và sàng xoáy… được gọi là sàng cố định. Sàng rung, nhờ năng suất lớn, hiệu quả sàng cao và khả năng kết hợp với các thiết bị nghiền để tạo thành hệ thống nghiền–sàng liên hợp, nên được sử dụng rộng rãi trong các công trình đường bộ và cầu đường.

2. Nguyên tắc cơ bản trong việc lựa chọn thiết bị nghiền và sàng phân

(1) Chu kỳ thi công: Đối với các công trình có chu kỳ thi công kéo dài và lượng vật liệu đá dăm tiêu thụ tương đối tập trung, nên lựa chọn thiết bị nghiền sàng liên hợp loại cố định; trong khi đó, đối với các công trình có chu kỳ thi công ngắn và lượng vật liệu đá dăm tiêu thụ phân tán hơn, đặc biệt là các dự án đường bộ có tính chất tuyến dài, thì thích hợp hơn khi sử dụng thiết bị nghiền sàng liên hợp loại di động.

(2) Quy cách của đá: Nếu quy cách kích thước của đá tương đối lớn, có thể sử dụng máy nghiền hàm làm thiết bị nghiền cấp một; khi quy cách kích thước của đá yêu cầu rất nghiêm ngặt và cần phải được cấu thành từ các loại đá có phân bố cỡ hạt nhất định, thì cần phải sử dụng hệ thống thiết bị nghiền – sàng kết hợp, chẳng hạn như hệ thống nghiền kết hợp gồm máy nghiền hàm và máy nghiền hình nón hoặc máy nghiền va đập, máy nghiền búa, đồng thời phối hợp với các thiết bị sàng có quy cách kích thước nhất định để tạo thành một tổ hợp hoàn chỉnh.

(3) Tính chất của đá: Khi nghiền các loại đá cứng hoặc vừa cứng, nên sử dụng thiết bị nghiền hàm làm thiết bị nghiền cấp một; khi nghiền các loại đá vừa mềm hoặc mềm, có thể trực tiếp sử dụng máy nghiền hình nón, máy nghiền va đập hoặc máy nghiền búa.

3. Mười chỉ tiêu hàng đầu trong việc lựa chọn thiết bị nghiền và sàng phân

Để đánh giá ưu – nhược của một phương án lựa chọn thiết bị, trước hết cần có một hệ thống đánh giá và các chỉ tiêu đánh giá đúng đắn, hợp lý. Việc xác định phương án lựa chọn cho hệ thống nghiền và sàng cần phải xem xét tổng hợp các chỉ tiêu khác nhau.

(1) Các chỉ tiêu kinh tế

1. Chi phí đầu tư giai đoạn trước Chi phí đầu tư giai đoạn trước là các khoản chi cần thiết được thực hiện ngay từ giai đoạn ban đầu nhằm bảo đảm vận hành bình thường của thiết bị, chẳng hạn như chi phí tuyển dụng và đào tạo nhân sự liên quan, chi phí đóng gói, hiệu chuẩn, chứng nhận đối với thiết bị, v.v.

2. Tổng giá trị thiết bị và phương thức thanh toán: Giá bán của thiết bị cũng như phương thức thanh toán thường là những yếu tố được các doanh nghiệp có nguồn vốn eo hẹp đặc biệt quan tâm, vì chúng có ảnh hưởng trực tiếp đến tính bền vững của dự án.

3. Chi phí lắp đặt và di dời: Tổng chi phí bao gồm chi phí lắp đặt và di dời thiết bị vào công trường, cũng như chi phí tháo dỡ, di dời và dọn dẹp mặt bằng. Trong đó, chi phí lắp đặt bao gồm chi phí vật liệu cốt thép và bê tông dùng cho nền móng, chi phí nhân công và chi phí các thiết bị hỗ trợ trong quá trình cẩu lắp, v.v.

4. Chi phí vận hành: Ngoài các chi phí về ca làm việc của hệ thống nghiền sàng, chi phí ngừng máy và chi phí bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị, còn phải bao gồm cả chi phí sản xuất và vận hành của hoạt động nổ mìn đi kèm.

(2) Chỉ tiêu kỹ thuật

1. Độ tin cậy khi sử dụng: Độ tin cậy khi sử dụng của thiết bị là một trong những yếu tố quan trọng để đánh giá tính năng kỹ thuật của thiết bị. Thông thường, các nhà sản xuất nước ngoài yêu cầu loại sản phẩm này sau khi xuất xưởng phải có thể vận hành liên tục trong 1.500–2.000 giờ mà không xảy ra sự cố về cơ khí; còn theo yêu cầu về độ tin cậy của máy móc thiết bị tại hầu hết các nhà sản xuất trong nước, thời gian vận hành liên tục của loại máy móc này ở nước ta nên được bảo đảm trong khoảng 1.000–1.500 giờ mà không phát sinh sự cố là phù hợp.

2. Quy trình sản xuất: Quy trình sản xuất là tiền đề quan trọng để bảo đảm độ tin cậy trong quá trình sử dụng thiết bị; đồng thời, quy trình này phản ánh và đánh giá trình độ kỹ thuật cũng như năng lực quản lý của nhà sản xuất.

3. Năng suất: Hiệu suất sản xuất của thiết bị là một thông số kiểm soát quan trọng trong quá trình lựa chọn thiết bị; thông thường, căn cứ vào đặc điểm của dự án và qua phân tích chi phí, có thể xác định hai mức năng lực sản xuất – một mức lạc quan và một mức bi quan – từ đó xác định giới hạn trên và giới hạn dưới của năng lực sản xuất phù hợp với dự án. Năng lực sản xuất thực tế của thiết bị thường chênh lệch so với công suất ghi trên nhãn mác, và sự chênh lệch này thay đổi tùy theo các yếu tố như loại vật liệu nghiền, cường độ, độ cứng và quy cách của vật liệu. Khi lựa chọn thiết bị, có thể tham khảo các thông số kinh nghiệm do nhà cung cấp tích lũy được, đồng thời chọn những dữ liệu kinh nghiệm gần tương ứng với điều kiện kỹ thuật của dự án để dự đoán mối quan hệ giữa năng lực sản xuất thực tế và năng lực sản xuất ghi trên nhãn mác. Năng lực sản xuất thực tế được lựa chọn cần cao hơn mức năng lực sản xuất trung bình theo yêu cầu của dự án, nhằm bảo đảm rằng năng lực sản xuất có một mức dư thừa nhất định.

4. Mức độ tự động hóa Mức độ tự động hóa là chỉ tiêu cơ bản phản ánh trình độ công nghệ của chính thiết bị; nó thể hiện mức độ áp dụng các công nghệ tự động trong các thao tác và kiểm soát chất lượng công việc mà con người không thể thực hiện được. Trình độ tự động hóa của thiết bị cơ khí chính là sự thể hiện tập trung của trình độ phát triển công nghệ của toàn bộ doanh nghiệp sản xuất.

(3) Các chỉ tiêu sản phẩm

1. Tình trạng vật liệu đá sau nổ mìn

(1) Chủng loại: Tiến hành phân tích địa chất-học và thành phần hóa học đối với các mẫu đá tiêu biểu để xác định chủng loại của vật liệu nổ, chẳng hạn như đá vôi, đá granit, đá bazan, v.v., đồng thời xác định loại và hàm lượng của các khoáng vật chính, khoáng vật phụ và khoáng vật thứ sinh trong đá. Trong quá trình thi công các dự án đường bộ sử dụng hỗn hợp nhựa đường hoặc lớp phủ mặt hai lớp, việc tiến hành phân tích thành phần hóa học và địa chất-học của cốt liệu sẽ giúp đánh giá một cách tương đối chính xác mức độ tương thích giữa cốt liệu và nhựa đường, cũng như xác định xem có cần áp dụng biện pháp chống bong tróc cho hỗn hợp hay không. Đây là một công tác nền tảng thí nghiệm hết sức có ý nghĩa.

(2) Cường độ, nói chung, đề cập đến cường độ nén đơn trục. Dựa trên cường độ nén đơn trục của đá, có thể phân loại đá thành đá siêu cứng (250–160 MPa), đá cứng (160–100 MPa), đá bán cứng (100–140 MPa) và đá mềm (<40 MPa).

(3) Độ cứng, thường được hiểu là độ cứng theo thang Mohs, biểu thị khả năng chống lại các tác động cơ học từ bên ngoài của khoáng vật. Đây cũng là tiêu chuẩn phổ biến dùng để xác định độ cứng tương đối của các khoáng vật; tiêu chuẩn này được xây dựng dựa trên 10 loại khoáng vật thông dụng, lần lượt được xếp theo thứ tự từ talc, thạch cao, canxit, fluorit, apatit, fenspat, thạch anh, topaz, corundum đến kim cương, với độ cứng tương ứng từ 1 đến 10.

(4) Hàm lượng nước: yêu cầu chung ≤2%, tối đa không vượt quá 5%.

(5) Hàm lượng bùn: thông thường yêu cầu ≤1%, tối đa không vượt quá 2%.

(6) Kích thước lớn của vật liệu sau nổ: Nhìn chung, kích thước của vật liệu sau nổ không phải là thông số chủ yếu trong việc lựa chọn thiết bị. Sau khi các thông số chính như hiệu suất sản xuất, yêu cầu về quy cách và hình dạng sản phẩm đã được xác định, giới hạn về kích thước lớn của đá đối với hệ thống nghiền sàng đồng bộ cũng sẽ được xác định theo đó. Chúng ta có thể kiểm soát kích thước của vật liệu sau nổ bằng cách lựa chọn phương pháp nổ, điều chỉnh các thông số nổ, sao cho chúng đáp ứng được yêu cầu của hệ thống nghiền sàng. Thực tiễn cho thấy, nếu tiến hành phân tích và so sánh chi phí giữa khâu nổ và khâu nghiền, có thể nhận thấy rằng việc tăng kích thước của vật liệu sau nổ có thể giảm hiệu quả chi phí nổ; tuy nhiên, điều này lại làm giảm đáng kể hiệu suất sản xuất của quá trình nghiền sàng, đồng thời làm gia tăng mức độ mài mòn của các chi tiết dễ hao mòn như hàm nghiền và tấm lót, đặc biệt khi vật liệu sau nổ là đá cứng hoặc đá có độ cứng trung bình, hiện tượng này càng rõ rệt; hơn nữa, mức giảm chi phí nổ không đủ bù đắp cho sự gia tăng chi phí nghiền. Do đó, giải pháp khả thi về mặt kinh tế chính là tập trung vào khâu nổ, nghiêm ngặt kiểm soát quy cách và kích thước của vật liệu sau nổ.

(7) Phương thức nạp liệu: Dự kiến sẽ lựa chọn phương thức nạp liệu nào, chẳng hạn như dùng máy xúc để nạp liệu hoặc dùng xe tự đổ để nạp trực tiếp, v.v.

2. Thành phẩm mong đợi

(1) Tổng sản lượng thường được quy định theo số tấn đá được nghiền trong mỗi giờ; nếu lấy sản lượng hàng năm hoặc hàng tháng làm tiêu chuẩn, thì cần xác định rõ số ngày làm việc trong năm và thời gian vận hành mỗi ngày, từ đó tính toán khối lượng công việc thực hiện trong mỗi giờ, tức là hiệu suất sản xuất mong muốn.

(2) Yêu cầu về cấp phối: Thông thường có các loại kích thước hạt như 0–5 mm, 5–15 mm, 15–25 mm, 25–40 mm. Căn cứ vào nhu cầu thi công của dự án, xác định khối lượng của từng loại cốt liệu theo cấp phối, đồng thời lựa chọn loại lưới sàng, kích thước lỗ sàng và kiểu dạng lỗ sàng phù hợp, chẳng hạn như lưới sàng bằng thép hoặc lưới sàng bằng nhựa, với lỗ hình vuông hoặc lỗ hình tròn.

(3) Yêu cầu về dạng hạt: Căn cứ theo các quy định về thi công, xác định tỷ lệ phần trăm cho phép của các thành phần hình kim và hình tấm đối với từng loại sản phẩm có các quy cách khác nhau.

(4) Các yêu cầu khác, chẳng hạn như liệu có cần dùng nước để rửa sạch vật liệu đã được nghiền trên sàng rung hay không.

(4) Địa điểm lắp đặt

1. Địa hình khu vực: Việc lựa chọn một khu vực có độ dốc nhất định để lắp đặt thiết bị nghiền và sàng giúp giảm khối lượng công tác đào đắp đất. Khi lựa chọn thiết bị, cần chú ý đến chiều cao chênh lệch tự nhiên giữa mặt nền của cửa nạp liệu và mặt nền lắp đặt thiết bị, cũng như hình dạng và diện tích chiếm đất của mặt nền lắp đặt thiết bị.

2. Diện tích mặt bằng: Diện tích mặt bằng nói chung được xác định dựa trên các yếu tố như diện tích chiếm dụng cho việc lắp đặt thiết bị, vị trí của các cửa nạp liệu và xuất liệu, lối ra vào và giao thông nội bộ trong khu vực, phương thức lưu trữ sản phẩm, chủng loại và quy mô tồn trữ của sản phẩm, nhà đặt máy phát điện, nhà kho, các công trình phục vụ sinh hoạt, phòng bảo vệ, v.v.

817673

(5) Cơ sở và trụ cột

Hình thức trụ đỡ của thiết bị nghiền và sàng, mức độ dễ dàng trong thi công lắp đặt, cũng như khối lượng cốt thép và bê tông móng đều là những yếu tố được xem xét trọng điểm khi lựa chọn thiết bị. Hệ thống giá đỡ bằng kết cấu thép di động có các ưu điểm như thi công đơn giản, tháo lắp thuận tiện, chuyển địa điểm nhanh chóng, đồng thời giảm thiểu khối lượng cốt thép và bê tông móng; do đó, loại này phù hợp với các dự án đường bộ có tuyến dài, nhu cầu về vật liệu đá phân tán rải rác.

(6) Cung ứng hàng hóa

1. Nguồn hàng và kênh cung ứng: Nếu thiết bị được thuê thì đề cập đến kênh cho thuê thiết bị; nếu được mua sắm thì đề cập đến đại lý phân phối thiết bị hoặc nhà sản xuất. Khi lựa chọn thiết bị, cần căn cứ vào sự khác biệt về khu vực của môi trường sử dụng (chẳng hạn như châu Á hay châu Phi), mức độ phát triển của thị trường, tính phổ biến của phụ tùng bảo dưỡng trong quá trình thi công cũng như các kênh cung ứng, để tiến hành đánh giá kỹ lưỡng đối với các nguồn hàng khác nhau và lựa chọn một cách thận trọng.

2. Chu kỳ cung ứng hoặc giao hàng: Về nguyên tắc, chu kỳ cung ứng hoặc giao hàng càng ngắn càng tốt; tuy nhiên, đối với các thiết bị tùy chọn hoặc đặt làm riêng, trong phạm vi không ảnh hưởng đến tiến độ chung của toàn bộ dự án, cần bảo đảm rằng nhà sản xuất có đủ thời gian để tổ chức sản xuất, nhằm tránh tình trạng phải gấp rút hoàn thành công việc, từ đó làm ảnh hưởng đến chất lượng chế tạo thiết bị. Căn cứ vào kế hoạch đưa thiết bị đến công trường, cần lập kế hoạch chi tiết về chu kỳ sản xuất – gia công thiết bị, thời gian vận chuyển nội địa, thời gian vận chuyển đường biển, thời gian thông quan tại cảng cũng như thời gian vận chuyển nội địa tại quốc gia nơi thực hiện dự án, qua đó tránh những tác động tiêu cực đến tiến độ thi công do kế hoạch thiếu chi tiết, kiểm soát thời gian chưa chặt chẽ hoặc phát sinh các sự cố bất ngờ.

3. Phương thức và yêu cầu vận chuyển: Các phương thức vận chuyển khác nhau sẽ phát sinh chi phí khác nhau và chịu những rủi ro khác nhau trong quá trình vận chuyển. Đồng thời, việc vận chuyển có hay không có các yêu cầu đặc biệt cũng phản ánh trình độ thiết kế của doanh nghiệp sản xuất.

4. Dịch vụ sau bán hàng: Dịch vụ sau bán hàng ở đây được hiểu một cách khái quát, bao gồm đào tạo kỹ thuật chuyên môn, khả năng cung ứng phụ tùng thay thế, địa điểm và mức giá cung ứng, kiểm tra kỹ thuật cũng như bảo trì, bảo dưỡng thiết bị, v.v.

(7) Tính bảo trì của thiết bị

1. Tính bảo dưỡng – sửa chữa: Ở đây đề cập đến khả năng tiếp cận trong công tác bảo dưỡng, sửa chữa; tính tương thích, thay thế lẫn nhau của các chi tiết phụ tùng; cũng như thiết kế chống sai sót nhằm phục vụ công tác bảo dưỡng – sửa chữa; tất cả đều được hiện thực hóa thông qua việc thiết kế khoa học, hợp lý và áp dụng các quy trình gia công chất lượng cao. Trong quá trình triển khai dự án kỹ thuật, để nâng cao hệ số sử dụng của máy móc, thường yêu cầu các sự cố của máy có thể được xử lý ngay tại hiện trường; điều này đòi hỏi máy phải được tháo lắp thuận tiện, nguồn cung cấp chi tiết phụ tùng phải tin cậy và có tính tương thích tốt, đồng thời cần có các dụng cụ chuyên dùng cho những bộ phận đặc thù. Mức độ dễ dàng trong công tác bảo dưỡng – sửa chữa của thiết bị phản ánh trực tiếp trình độ thiết kế và trình độ công nghệ chế tạo của một doanh nghiệp sản xuất.

2. Cung ứng phụ tùng Đây vốn thuộc phạm vi của dịch vụ hậu mãi, nhưng do tầm quan trọng của nó nên được tách riêng ra để trình bày. Việc cung ứng phụ tùng sửa chữa ở đây không chỉ đề cập đến việc cung cấp các linh kiện thay thế trong khuôn khổ dịch vụ hậu mãi, mà còn bao gồm mức độ dễ dàng hoặc khó khăn trong việc tiếp cận và mua sắm phụ tùng sửa chữa ngoài các cơ sở dịch vụ hậu mãi. Xây dựng kế hoạch cung ứng phụ tùng một cách bài bản, đồng thời thực hiện việc mua sắm và vận chuyển kịp thời, chính là bảo đảm cơ bản cho việc triển khai dự án một cách bình thường; vì vậy, khi lựa chọn thiết bị và lập kế hoạch cung ứng phụ tùng, cần hết sức coi trọng yếu tố này.

Các phụ tùng chính của máy nghiền hàm

(8) Tính đồng bộ của thiết bị

Tính phù hợp của dự án: chỉ mức độ phù hợp giữa thiết bị được đưa vào và các đặc điểm của công trình dự án.

Tính đồng bộ của đội máy: chỉ mức độ tương thích giữa các thiết bị được đưa vào và các thiết bị hiện có của dự án, chẳng hạn như máy xúc lật, xe tải tự đổ, v.v., cũng như ảnh hưởng của sự đồng bộ này đối với các thiết bị hiện có.

(9) Quan hệ giữa con người và máy móc

Tính an toàn khi vận hành: đề cập đến mức độ hoàn thiện của các thiết bị bảo vệ an toàn của thiết bị.

Tính tiện nghi khi vận hành: đề cập đến các điều kiện vận hành của người lái; những điều kiện vận hành và lái xe tốt chủ yếu bao gồm việc máy móc phải có môi trường ngồi thoải mái, tầm nhìn rộng và hệ thống điều hòa – thông gió hiệu quả.

Số lượng nhân sự hỗ trợ liên quan: Chỉ tiêu này phản ánh mức độ vận hành và tự động hóa của thiết bị.

(10) Yêu cầu về môi trường

Tức là mức độ ô nhiễm môi trường; ở đây, mức độ ô nhiễm môi trường cũng được hiểu một cách khái quát, chỉ mức độ ảnh hưởng của việc lắp đặt và vận hành thiết bị đối với môi trường xung quanh. Điều này chủ yếu thể hiện qua hai khía cạnh: bụi và tiếng ồn.

Việc đánh giá tổng hợp phương án lựa chọn thiết bị cơ khí là một quá trình phức tạp; việc xây dựng hệ thống chỉ tiêu đánh giá cũng như xác định trọng số của các chỉ tiêu không thể thực hiện trong ngày một ngày hai, và cũng không phải là bất biến—đó là kết quả của quá trình tích lũy kinh nghiệm lâu dài và các phép tính toán phức tạp, đòi hỏi phải không ngừng hoàn thiện trong quá trình ứng dụng thực tế.