OPTIMAL FRAGMENTERING Bättre krossmaskiner kan tas fram genom optimering av en given krossprocess utifrån bergmaterialets fragmenteringsuppträdande 4/14/2011 1
PRESENTATIONSÖVERSIKT Bakgrund Syfte Metod Resultat Slutsatser 4/14/2011 2
BAKGRUND Förhållandevis stor mängd oanvändbart finmaterial skapas vid ballastproduktion Ingen skillnad på olika tillämpningar i utvecklingsarbetet Större ekonomisk press i produktionssammanhang än tidigare Förväntad ökad efterfrågan på krossat bergmaterial Strävan att öka produktutbyte Krav på att minska energiåtgång 4/14/2011 3
SYFTE Att skapa effektivare krossning, processer och krossmaskiner genom teoretisk optimering av fragmenteringsprocessen 4/14/2011 4
METOD Modellering Krossprocess Materialets fragmenteringsbeteende Optimering Krossprocess utifrån Materialets fragmenteringsbeteende Krav på produkt 4/14/2011 5
METOD MODELLERING I Modellering av krossprocess 4/14/2011 6
METOD MODELLERING II Modellering av materialets fragmenteringsbeteende Sönderdelningsfunktionen beskriver hur en partikel sönderdelas Selektionsfunktionen beskriver vilka partiklar som sönderdelas,, 4/14/2011 7
METOD OPTIMERING Optimeringsproblem: Komplexa ickelinjära sönderdelningsbeteenden Diskreta variabler Vald lösningsmetod: Genetiska evolutionära algoritmer (GA) Kräver varken differentierbarhet eller kontinuitet Hittar ofta lösningar nära globalt optimum Robusthet 4/14/2011 8
METOD OPTIMERING FORTS Evaluering - fitnessfunktion Matematisk värderingsfunktion Styr optimeringen Exempel på optimeringsmål: Produktutbyte en eller flera målprodukter Energiutbyte Partikelstorleksdistribution Krosstryck Partikelstorlek 4/14/2011 9
RESULTAT INTERPARTIKULÄR SÖNDERDELNING, PRODUKTUTBYTE 4/14/2011 10
RESULTAT INTERPARTIKULÄR SÖNDERDELNING, VALIDERING Valideringsförsök av produktutbytesoptimala krossekvenser God överensstämmelse mellan simulering och mätdata Optimeringsresultat experimentellt validerade 4/14/2011 11
RESULTAT INTERPARTIKULÄR SÖNDERDELNING, ENERGIUTBYTE 4/14/2011 12
RESULTAT INTERPARTIKULÄR SÖNDERDELNING, KROSSTRYCK 4/14/2011 13
RESULTAT INTERPARTIKULÄR SÖNDERDELNING, BEFINTLIG KONKROSS Modifierad konkross med enbart interpartikulär sönderdelning Optimerad interpartikulär krossekvens för produktutbyte av 2-5,6 mm Inmatningsfraktion: 10-25 mm gnejs 4/14/2011 14
RESULTAT INTERPARTIKULÄR SÖNDERDELNING, KROSSANLÄGGNINGSSIM. FORTS 4/14/2011 15
RESULTAT INTERPARTIKULÄR SÖNDERDELNING, KROSSANLÄGGNINGSSIMULERING II 4/14/2011 16
RESULTAT FÄLTFÖRSÖK Ökat varvtal ökat antal kompressioner Ökat CSS minskad storleksreduktion 4/14/2011 17
RESULTAT FÄLTFÖRSÖK FORTS Större slag verkar ge högre produktutbyte Mindre finmaterial Mer retur Optimalt varvtal verkar variera med CSS Optimala parametrar varierar beroende på produktionen Konstanta styrparametrar verkar inte optimala 4/14/2011 18
RESULTAT SIMULERING AV BEFINTLIG APPLIKATION Fullskaleförsök (Evertsson, 2000) Tre olika varvtal Två olika CSS Olika antal interpartikulära krosszoner Varierande antal kompressioner 4/14/2011 19
RESULTAT OPTIMERING AV BEFINTLIG APPLIKATION Teoretiska optimeringar för verkliga applikationer Inledande interpartikulära kompressioner (IPB) följda av singelpartikulära kompressioner (SPB) F1 s1 b1 +... Fk sk bk Fallstudier med olika fördelningar mellan IPB och SPB F1 vs Fk 4/14/2011 20
RESULTAT OPTIMERING AV BEFINTLIG APPLIKATION, FORTS Applikationen i Dalby Material: Gnejs Inmatningsfraktion: 10-50 mm Produktutbyte 2-8 mm 4/14/2011 21
RESULTAT OPTIMERING AV BEFINTLIG APPLIKATION, FORTS Applikationen i Dalby Material: Gnejs Inmatningsfraktion: 10-50 mm Produktutbyte 2-16 mm 4/14/2011 22
SLUTSATSER Optimal krossning varierar beroende på applikation och material Färre kompressioner skall användas än i befintliga konkrossar Mindre kompressionsgrader skall användas än i moderna konkrossar om finandelen skall minimeras Optimal fördelning mellan interpartikulära och singelpartikulära kompressioner beror dels på material, dels på applikation Moderna konkrossar verkar inte optimala i de studerade aspekterna Betydande vinster kan göras i både produktutbyte och processkapacitet om driften av den aktuella konkrossen kan anpassas på ett korrekt sätt Krossanläggningssimuleringar visar på stora potentiella produktutbytesvinster, kapacitetsvinster, samt energibesparingar i hela krossanläggningar vid förbättrad konkross 4/14/2011 23
TACK FÖR UPPMÄRKSAMHETEN Ellen, Walter och Lennart Hesselmans stiftelse för vetenskaplig forskning Knutbergsstiftelsen 4/14/2011 24