Çubuklu değirmenlerde olası problemler ve çözümleri

Çubuklu değirmenlerde olası problemler ve çözümleri 

1.Giriş
Tesislerde cevher çeşitine ve öğütmenin amacına bağlı olarak çok değişik öğütme devreleri
oluşturulmaktadır. Öğütme devrelerini gerektiğinde tesis çalışırken de değiştirme olanağı vardır.

Bunlar içinde en yaygın olanı “çubuklu değirmen öncesi elekle kapalı devre çalışan kırıcı,
çubuklu değirmen sonrası siklonla kapalı devre çalışan bilyalı değirmen öğütme devresidir”.

Boyut küçültme devreleri değişik de olsa öğütme devrelerinde yaşanabilecek olası sorun ve
çözümleri benzerdir. Aynı şekilde öğütme kuralları ile yaşanan mekanik sorun ve çözümleri
çubuklu ve bilyalı değirmenlerde birbirlerinin benzeridir. Temel farklılık çubuklu değirmenlerin iri
öğütmede bilyalı değirmenlerin de çubuklu değirmenlere göre daha ince boyutta öğütmede
kullanılmasıdır.
Cevher hazırlama tesislerinde ölçülmesi gerekli ağırlık, yoğunluk, tenör, boyut dağılımı, akış
miktarı, seviye, güç, ses gibi değerler geliştirilen elektronik ekipmanla sürekli ölçülmekte, aynı
ortamda ölçülen değerler birbiri ile ilişkilendirilip değerlendirilmekte, cevher akışı yönetilmektedir.
İşini iyi yapan cevher hazırlama mühendisleri bu süreci ekipman olmadan da yönetebilmelidir.

Çalışan mühendisler kullanılan ekipmanın geliştirilmesi, yeni cevher hazırlama ekipmanı ve
süreç kontrol sistemlerinin üretilmesi için sürecin nasıl işlediğini yakından gözlemeli, bu
konularda yeni fikirler oluşturmalıdır.

2. Çubuklu değirmenlerde öğütmede karşılaşılan olası sorunlar ve çözümleri

Çubuklu değirmende öğütme yönetimi bilyalı değirmene göre daha kolaydır. Mekanik olarak
herhangi bir sorun olmadıkça çubuklu değirmenlerde yaşanan öğütme sorunları değirmenin
doğru verilerle çalıştırılmamasından kaynaklanmaktadır. Öğütme maliyetleri kırma maliyetlerine
göre yüksektir. Bunun için öncelikle çubuklu değirmenlere kırma boyutlandırma devrelerinden
mümkün olduğunca küçük boyutta cevher gönderilmelidir. Çubuklu değirmenlerde de cevher en
ince boyutta öğütülerek bilyalı değirmen devrelerine beslenmelidir.

Çubuklu değirmen devrelerinde yaşanan olası öğütme sorunlarını belirlemek kolaydır. Değirmen
giriş ve çıkışından alınan cevher örneğinden sorunun kaynağının değirmen olup olmadığı
kolayca anlaşılabilmektedir. Bu örneklerin elek analizleri bir öncekilerle karşılaştırıldığında farklılık
sorunun kaynağıdır. Sorunun kaynağı çubuklu değirmen değilse, sorun kırma ve boyutlandırma
devreleri ya da cevherin sahadan beslendiği bölgedeki cevher özelliklerinde aranmalıdır.

Çalışan bir tesiste süreçle ilgili değişkenlerin yakından takip ediliyor olması gerekmektedir.
Örneğin tesise beslenen cevherin fiziksel ve kimyasal özellikleri, çubuklu değirmenlerdeki pülp
yoğunluğu, çubuk yükü gibi değer ve değişimler sürekli izlenmelidir. Hatta yaşanabilecek olası
sorunları önceden tahmin ederek önlemleri de alınmalıdır.

Tesiste çubuklu değirmenler istenildiği gibi öğütmüyorsa nedenleri aşağıdakilerden biri ya da
birkaçı olabilmektedir:

1. Tesise beslenen cevherin fiziksel ve kimyasal özellikleri
2. Çubuklu değirmen boyutları.
3. Devrede varsa sınıflandırıcı, diğer ekipman seçimi ve çalışma koşulları.
4. Mekanik sorunlar.
5. Değirmenin çalışma verileri:

• Pulp yoğunluğu
• Cevher miktarı
• Cevher boyutu
• Çubuk miktarı
• Çubuk boyutu
• Değirmen devri
• Değirmen astarları

 

2.1 Tesise beslenen cevherin fiziksel ve kimyasal özellikleri

Çubuklu değirmen normal çalışırken öğütmede sorun yaşanmaya başlanması durumunda
öncelikle bakılması gereken değirmene ve tesise beslenen cevherin fiziksel ve kimyasal
özelliklerinin değişip değişmediğidir. Cevherin fiziksel ve kimyasal yapısındaki değişiklikler
öğütmeyi doğrudan etkilemektedir.

Sahada cevherin üretildiği bölge zaman zaman değiştirilmektedir. Cevherin özelliği değiştiğinde
öğütülebilirliği de değişecektir. Çubuklu değirmen hesaplamalarında cevherin Bond İndeksi ve
boyutu kullanılmaktadır. Cevherin özellikleri değiştiğinde haliyle değirmen hesaplamalarında
kullanılmış değerler de değişmiş olacaktır. Esasen sahadan alınmış örneklerin sahadaki yatağın
tamamını temsil ediyor olması önemlidir. Diğer taraftan alınmış örneklerin sonuçlarına göre
sahada cevherleşmedeki değişimin de biliniyor olması gerekmektedir. Çubuklu değirmen
hesaplamaları yapıldığında da olası değişiklikler göz önüne alınmış olmalıdır.

Çubuklu değirmenin beslendiği başta kırıcılar ve kırıcı astarları olmak üzere elek aralıklarındaki
boyut değişmelerinin de öğütülecek cevher boyut ve miktarını da fiziksel olarak etkileyecektir.
Cevherin fiziksel ve kimyasal özelliklerindeki değişim çoğu zaman belirli bir aralık içinde
kalmaktadır. Bu durumda çubuklu değirmene beslenen cevher miktarı, elek aralıklarının yeniden
düzenlenmesi, kırıcı ayarları ile öğütme koşullarına kolayca uygun hale getirilmektedir.

Tesis kapasitesine uygun aynı özellikte cevher beslemede süreklilik sağlanması ve aynı zamanda
cevherin stoklanması amacıyla harmanlama sahaları hazırlanmaktadır. Özelliği bilinen cevher
harmanın ilkinden tesis beslenirken bu süreçte ikinci harman hazırlanmaktadır. Hazırlandığında
bu harmanın da besleme öncesi tesisteki zenginleşme sürecini nasıl etkileyeceği biliniyor olması,
cevherdeki değişime hazırlıklı olunması gerekmektedir.

2.2 Değirmen boyutlandırması

Çoğu zaman tesis ve ekipman projelendirilmesi henüz üretim yapılmayan bir cevher yatağından
alınmış örneklere göre yapılmaktadır. Alınmış örneklerin cevher yatağı tam anlamıyla temsil
etme olanağı yoktur. Hesaplamalarda yapılmış hatanın nedenlerinden biri de alınmış örneklerden
kaynaklanmaktadır.

Çubuklu değirmenlerin istenildiği gibi öğütmemesinin ikinci nedeni de alınmış doğru örneklere
karşın değirmen hesaplamalarının yanlış yapılmış olmasından kaynaklanabilmektedir. Her iki
durumda da ortada çözülmesi gereken bir sorun vardır.

Değirmenlerin boyutlandırılmasında Bond eşitliği ile cevherin F₈₀, P₈₀, W_İ, W değerleri
kullanılmaktadır.

W = 10 W_İ * (P₈₀)^-0.5 – 10 W_İ  * (F₈₀)^-0.5

W = Öğütmede harcanan güç, kWs/t
W_İ = İş indeksi, kWs/t
P₈₀= Öğütülmüş cevherin %80’inin geçtiği boyut, µ
F₈₀= Öğütülecek cevherin %80’inin geçtiği boyut, µ

Kuru öğütme katsayısı EF₁, Açık devre öğütme katsayısı EF₂, Değirmen çap katsayısı EF₃,
İri boyut katsayısı EF₄, İnce boyut katsayısı EF₅, Çubuklu değirmen küçültme katsayısı EF₆,
Bilyalı değirmen küçültme katsayısı EF₇, Çubuklu değirmen katsayısı EF₈ ve sonuçta çubuklu
değirmenin L_D , Ø_D, d/d yanlış hesaplanmıştır. Bu da değirmen kapasitesinin olması gerektiğinden
düşük ya da yüksek olması anlamına gelmektedir. Her iki durum da öğütmede çözülmesi gereken
bir sorundur.

Tesisteki ekipmanın kapasiteleri de birbirleriyle ilişkili olarak belirlenmiştir. Her ekipmanın da
kapasite olarak alt ve üst sınırları vardır. Hatta bazı ekipmanının kapasiteleri de gerekenden
%20-30 daha büyük seçilmektedir. Çubuklu değirmen hesaplamalarında yapılmış hata diğer
ekipmanın kapasite sınırları içinde kalması durumunda yaşanabilecek olası sorun daha küçüktür.
Böyle bir durumda çubuklu değirmen kapasitesi tesisteki diğer ekipman kapasiteleriyle birlikte
değerlendirilerek tesis akışında yeniden uygun bir düzenleme yapılması gerekecektir.

Diğer bir seçenekte çubuklu değirmen kapasitesi diğer ekipman kapasitesine uygun hale
getirilecektir. Bunun için de değirmenin uygun olanla/olanlarla değiştirilmesi gerekecektir. Bu da
tesisten beklentilere ve yapılacak işin ekonomikliği ile ilişkilidir. Örneğin kurulacak bir konsantre
tesisinin kapasitesi bir sonraki entegre tesisi besleyebilecek şekilde belirlendiyse yanlış
hesaplamayla kapasitesi düşük seçilmiş bir değirmen uygun olanla değiştirilmelidir.

2.3 Pulp yoğunluğu

Değirmenlerde pulp yoğunluğu sürekli kontrol edilmesi gereken, öğütmeyi etkileyen en önemli
değerlerden biridir. Bunun için çubuklu değirmenlerin çıkışlarından sık sık örnek alınıp pülp
yoğunluğu ölçülmelidir. Pulp yoğunluğunda ciddi bir değişiklik gözlenirse ya da sürekli olarak
dalgalanma söz konusu olursa nedeni araştırılmalıdır. Nedeni belirlendiğinde değirmendeki
yoğunluğu ayarlamak ya da kontrol altında tutmak çok kolay olacaktır.

Öğütmede en uygun pulp yoğunluğu işletme sürecinde deneme-yanılma yöntemi ile kısa sürede
belirlenebilmektedir

Devrelerde yoğunluk için örnek alınması gereken en önemli nokta 1 nolu değirmen çıkışıdır. Bu
değer çubuklu değirmen içindeki pulp yoğunluğudur. Diğer değerler karşılaştırma ve yoğunluğun
kontrolü açısından gerekli olabilmektedir.

Çubuklu değirmen içindeki pulp yoğunluğu 2.00-2.30 gr/cm³ civarındadır. Bunun karşılığı pulpteki cevher oranı % 65-80 katı arasındadır.

Pulp yoğunluğunu ölçmek için “Marcy Pulp Density Scale” olarak isimlendirilen özel üretilmiş
pulp yoğunluk ölçme terazisi kullanılmaktadır. Bu terazi, 1 litrelik ölçü kabı boş olarak
tartıldığında göstergesi “0”, su doldurulduğunda “1” olacak şekilde ayarlanmıştır. Terazi
üzerinde cevher yoğunluğuna göre “cevher/su oranları” ile “ağırlıkça pulpteki cevher oranını”
gösteren çizelgeler de mevcuttur.

Pulp yoğunluğu klasik bakkal ya da sayısal terazi ile de ölçülebilmektedir. Bu tip teraziler
kullanıldığında pulp yoğunluğunu ölçmek için kullanılacak kabın hacminin 1 litre olması ve
darasının bilinmesi gerekmektedir. Darası alınıp kaba su doldurulduktan sonra terazi göstergesi
1 kilogramı göstermelidir.

Çubuklu değirmendeki pulp yoğunluğunun düşük olması “su / cevher ayrışmasına” neden
olmaktadır. Bu ayrışma nedeniyle pulp çubuk üzerine yapışmayacak, çubuk dokunma
bölgelerinde cevher olmayacağından iyi bir öğütme gerçekleşmeyecek, çubuklar birbirlerini
öğüterek aşınacaktır.

Diğer taraftan cevher-su ayrışması nedeniyle dönü hareketi ile cevher değirmen içinde gerekli
yüksekliğe çıkamadan geri kayacaktır. Bunların sonucu değirmen daha çok güç harcarken,
olması gereken öğütme de gerçekleşmeyecektir

Pulp yoğunluğunu düşürmek kolaydır. Bunun için çubuklu değirmen girişine su ilave
edilmektedir. Pulp yoğunluğunu artırmak için değirmene girişine su veriliyorsa kısılmalıdır. Çoğu
zaman pulp yoğunluğunu düşürmek için değirmene öğütülmek için cevherin beslendiği başta
elekler olmak üzere bazı ekipmanda kullanılan suyun kısılması da gerekmektedir.

2.4 Cevher miktarı

Çubuklu değirmende çubuk miktarı cevher miktarından daha fazladır. Değirmen boyutlandırılırken
hesaplamalarda kullanılan en önemli veri değirmende öğütülecek cevher miktarıdır. Değirmene
gereken miktarın çok altında ya da çok üstünde cevher besleniyorsa haliyle değirmen gerektiği
şekilde öğütmeyecektir.
Çubuklu değirmene beslenen cevher miktarı Şekil 6’deki devrede 1 numaralı bant kantarı ile
ölçülmektedir. Değirmen çıkışı debi ve yoğunluk ölçülerek de çubuklu değirmene beslenen
cevher miktarı hesaplanabilmektedir. Diğer bir yöntemde 3 nolu noktada akış ölçer ve yoğunluk
ölçer kullanılarak değirmen çıkışı cevher miktarı belirlenebilmektedir.

Çubuklu değirmenlere öğütülmek için beslenen cevher miktarında bir sorun olduğunda beslenen
cevher miktarı önce azaltılıp belirli aralıklarda artırılarak öğütme sonuçları gözlenip en uygun
besleme miktarı belirlenmelidir.

Çubuklu değirmenlerde yaşanacak en önemli sorun çubuklu değirmen kapasitesi ile bilyalı
değirmen kapasitelerinin uyuşmamasıdır. Böyle bir durumda kırıcı çıkışı küçültülerek çubuklu
değirmen kapasitesi artırılabilmektedir. Bu durumda devreye ilave kırıcı koymak
gerekebilmektedir. Diğer taraftan çubuklu değirmen çıkışı ile bilyalı değirmen giriş boyutu ve
kapasitelerle oynanarak öğütme devresin çalışma koşullarını yeniden düzenlemek mümkündür.
Örneğin çubuklu değirmen kapasitesi bilyalıya göre küçük kalıyorsa çubuklu değirmen çıkış
boyutu artırılarak kapasitesi de artırılmakta, bilyalı değirmenlerde bilya boyutu değiştirilerek
gerekli öğütme gerçekleştirilebilmektedir.

Çubuklu değirmene beslenen cevher miktarı besleyicinin titreşim seviyesi değiştirilerek azaltılıp
artırılmaktadır. Çoğu zaman bant kantarı ile besleyicinin titreşim seviyesi birbirine elektronik
olarak ilişkilendirilmiştir. Banttan geçmesi istenilen cevher miktarı ayarlandığında besleyicinin
titreşimi de buna uygun olarak değişmektedir.

2.5 Cevher boyutu

F₈₀ olarak ifade edilen değirmen boyutlandırılmasında kullanılan cevher boyutundaki değişmeler
de öğütmeyi etkilemektedir. Çubuklu değirmene öğütülmesi için gereken boyutun çok altında ya
da çok üstünde cevher besleniyorsa haliyle değirmende öğütmede sorun yaşanacaktır.

Şekil 7’deki çubuklu değirmen öğütme devresinde belirli aralıklarla 1 ve 2 noktalarından örnek
alınıp elek analizlerinin yapılması ve değerlendirmesi gerekmektedir. Elek analiz sonucu
değerlendirilip gerekirse çubuklu değirmene beslenen cevher boyutuna yönelik değirmen öncesi
kırıcı ve eleklerde gerekli düzenlemeler yapılmalıdır.

Çubuklu değirmene genellikle kırıcı çıkışı cevher gönderilmektedir. Çubuklu değirmene gereken
boyutun çok altında ya da çok üstünde cevher besleniyorsa haliyle değirmen gerektiği şekilde
öğütmeyecektir. Çubuklu değirmenlerde öğütülebilecek en büyük cevher boyutu yaklaşık
50 mm olup genellikle bu boyut ~F₈₀ = -20 mm/-30 mm arası, ~P₈₀ = -2 mm, küçültme
oranı ~15-20/1’dir. Çubuklu değirmenlerde 30 mm boyutundaki cevher 300 µ’a kadar da
öğütülebilmektedir.

Öğütme devresinde cevher boyutundan kaynaklanan bir sorun olduğunda bu sorun öncelikle
kırma-boyutlandırma devrelerinde kırıcı ve elek açıklıkları ile düzeltilmeli, gerektiğinde çubuklu
değirmenlerde çubuk, bilyalı değirmenlerde bilya boyutu yeniden hesaplanarak değirmenlere
öğütülmesi için beslenen cevher boyutuna uygun boyut ve miktarda öğütücü yüklenmelidir.

2.6 Öğütücü miktarı

Hacim olarak çubuklu değirmenlerdeki çubuk miktarı cevherden daha fazladır. Değirmende
cevherin daha fazla olması durumunda cevherin büyük bir kısmı öğütülmeden değirmeni terk
edecektir. Bu durumda çubuklu değirmenin gerektiği şekilde öğütme olasılığı yoktur. Çubuk
miktarının gerektiğinden fazla olması durumunda da çubuklar kendi kendilerini öğüteceklerdir.

İyi bir öğütme ortamı için hesaplamalar değirmen hacminin %40’nın çubuk ile doldurulması esası
üzerinden yapılmaktadır.
Çoğu zaman çalışan değirmende çubuk yükü değirmenin çektiği güç ile ölçülmekte, çubuk ilavesi
de değirmenin çektiği güç düştüğünde yapılmaktadır. Diğer bir yöntem de değirmen durdurulup
içindeki çubuk yüksekliğinden gidilerek değirmen içindeki çubuk yükünün hesaplanmasıdır.

Yaklaşık bir hesaplama için değirmen kesitinde dairenin %50 alanı hesaplanmakta, değirmen
kesitinin ortası ile bilya yüzeyi arasındaki (a) kesitinde “a” mesafesi ölçülmektedir. “a” değeri
küçükse “a x s” alanını dikdörtgen olarak kabul edilmesiyle önemli bir hata yapılmış
olunmayacaktır. Bu iki değerden değirmen kesitinde çubuk yüklü alan hesaplanıp tam kesite oranı

hesaplanmaktadır. Eğer hassas olarak hesaplama yapılmak istenilirse geometrik eşitliklerden
yararlanılmalıdır.

Diğer bir yöntemde (b)’deki değirmen kesitindeki tavanın çubuk yüzeyine olan mesafesi ölçülüp
değirmenin doluluk oranı % olarak belirlenmektedir.

Değirmen içindeki çubuk yüksekliğini ölçmek için değirmen durdurulmadan önce cevher
beslemesi kesilmeli, değirmen kısa süre cevher beslemeden boşta çalıştırılarak çubuklar
arasındaki cevher boşaltılmalıdır.

2.7 Çubuk boyutu

Çubuk çapı olması gerektiğinden küçükse haliyle gerekli öğütme olmayacaktır. Büyük çaptaki
çubuklar da gereksiz yere cevheri fazla öğütecek, bunun sonucu öğütülmüş cevher boyut aralığı
geniş olacak, çubuk tüketimi artacaktır.
Çubuklu değirmen için gerekli işletme çubuk çapı da aşağıdaki eşitlikle hesaplanmaktadır:

Ø_R = ( 0.16 * F₈₀0.75 ) * { (W_İ * p_C) / [100 * N_D * ( 3.281 * Ø_D^0.5 ] }^0.5

Ø_R = İşletme boyutu çubuk çapı, mm
F80 = Öğütülecek cevherin % 80’ninin geçtiği boyut, µ
W_{İ = İş indeksi, kWs/t}
p_{C = Öğütülecek cevherin yoğunluğu, gr/cm3}
N_{D = Kritik hıza göre değirmenin dönü %’si}
Ø_{D = Değirmenin iç çapı, m}

Çubuk boyu değirmen alınları arasındaki mesafeden 10-15 cm kısa olmalıdır.

Bu çap hesaplandıktan sonra değirmene ilk yüklemede değişik oran ve çaplarda çubuk
yüklenmesi gerekmektedir.

Çubuklu değirmenin öğütmesinde sorun yaşandığında değirmen kapasitesi, beslenen cevher
boyutu, çubuk çapı ile çubuk yükünün beraber değerlendirilmesi gerekmektedir. Bu veriler birbiri
ile uyum içinde olmalıdır.

Çubuklu değirmen ilk yüklendiğinde, öğütücü ortamda gerekli boyut dağılımının sağlanması için,
hesaplanmış işletme çubuk çapından daha küçük ve değişik oranlarda çubuk yüklenmelidir. İlk
yüklemeden sonra değirmene sürekli olarak, hesaplanmış işletme boyutu çubuk ilave edilmelidir.

İşletme çubuk boyutu ilavesiyle değirmen içinde ilk çubuk yüklendiğinde boyut dağılımına
eşdeğer bir öğütücü ortam sürekliliği sağlanacaktır. Ülkemizde öğütmeden sorumlu olup da bunu
hala anlayamamış mühendislerin olması üzüntü vericidir.

Ülkemizde cevher hazırlama tesislerinde yapılan önemli hatalardan biri de çalışan çubuklu
değirmenlere işletme boyutu çubuk yüklemek yerine değişik boyutlarda çubuk yüklenmesidir. Bu
önemli bir hatadır ve bu hatanın yapılmaması gerekmektedir.

Ülkemizde çubuklu değirmen işletmeciliğinde yapılan önemli hatalardan biri de zaman zaman
çubuklu değirmen içinde kısalmış, aşınarak incelmiş ve kırılmış çubukların temizlenmemesidir.
Bu çubuklar sağlam çubukların arasına girerek öğütmeyi engellemektedirler.

2.8 Değirmen devri

Cevher hazırlama tesislerinde değirmen tanımı çapı ve kritik hızın yüzdesi olarak deviri ile ifade
edilmektedir.
Değirmen dönerken içinde pulp ve öğütücü ortamın oluşturduğu yük değirmen dönü hızı çok
yüksek olduğunda merkezkaç kuvvetinin etkisi ile astardan ayrılmadan değirmen iç yüzeyine
yapışarak değirmenle birlikte dönecektir. Değirmen dönü hızının çok düşük olması durumunda
da yük değirmen astar yüzeyi üzerinden sürekli olarak geriye doğru kayacaktır. Bu iki hızın
arasında değirmendeki yükün, merkezkaç kuvvetinin etkisi ile değirmen iç yüzeyine yapışarak
hareket etmeye başladığı değirmen devri “kritik hız” olarak isimlendirilmektedir. Kritik hızın
hemen altındaki hızda değirmen içindeki yük astar yüzeyinden ayrılarak parabolik bir yol çizerek
düşmeye başlamaktadır.

Kritik hız hesaplamalarında aşağıdaki eşitlik kullanılmaktadır

 

N_C = 42.305 / (Ø_D – Ø_B) 0.5 d/d

Çubuklu değirmenlerde kullanılan çubuk çapı Ø_B, değirmen içi çapı Ø_D’na göre çok küçük
kaldığından genellikle değerlendirmeye alınmamaktadır.

Kritik hızın değirmeninin iç çapına bağlı olarak hesaplanmaktadır. Değirmen çapı büyüdükçe
kritik hız düşmektedir. Bunun anlamı aynı devirde dönen iki çubuklu değirmende çapı büyük
olanda ortam hareketi “serbest düşme”, çapı küçük olanda da “kayarak yuvarlanma”
yönündedir.

Değirmen devri kritik hızın %’si olarak ifade edilmektedir. Değirmen içindeki çubuk ve ortamın
hareket yörüngesini değirmenin devir sayısı ve astarı belirlemektedir. Çubuklu değirmende
öğütme işlemi kritik hızın %65-75’i arasında gerçekleştirilmektedir.
Çubuklu değirmenlerde orta boyutta öğütmede değirmen kritik hızın %55-65’i kadar
döndürülmektedir. Ortam hareketi “kayarak yuvarlanma ve serbest düşme” şeklindedir.

Çubuklu değirmenlerde çoğu zaman iri boyutta öğütme söz konusu olduğundan değirmen
kritik hızın %65-70’i arasında çalıştırılmaktadır. Bu değirmenlerde değirmen içinde ortamın
hareketi “serbest düşme” şeklindedir.

Çizelge 1’de değirmen çapına bağlı olarak değirmen devri-kritik hız arasındaki ilişki grafik
şeklinde gösterilmiştir. Bu grafik kullanılarak yapılacak öğütmeye göre seçilecek değirmen çapı
ve devri ya da mevcut bir değirmenin çapına bağlı olarak olması gereken öğütme şekline göre
devri belirlenmektedir.

Öğütme esnasında değirmen hacminin yaklaşık %40’ı çubuk ile doludur. Değirmendeki çubuğun
bir kısmı değirmen iç yüzeyinde lifter olarak ifade edilen kaldırıcılara yakın veya onların
arasındadır. Bu çubuklar değirmenim dönü hareketinin daha çok etkisi altında olup geriye doğru
az da olsa kayarken daha çok değirmen gövdesiyle birlikte belirli bir yüksekliğe kadar
çıkmaktadır. Değirmen ortasındaki çubuklar da birbirlerinin ağırlığı etkisi altında olup değirmenin
dönü hareketinden daha az etkilenmektedir. Bunun sonucu değirmen dönü hızına bağlı olarak
değirmen içindeki tüm ortam aynı şekilde hareket etmemektedir. Değirmen içindeki ortam
hareketi de değirmen devrine bağlı olarak kayarak yuvarlanmaktan serbest düşme arasında
değişmektedir.

Öğütmede belirleyici olan değirmen devri kadar öğütme ortamına uygun doğru kaldırıcı
kullanılmasıdır. Aynı öğütmeye yönelik değişik kaldırıcılar kullanılmaktadır. Bu kaldırıcılarla
birlikte çalışan değirmen gövdesini koruyan ayrıca astarlar da mevcuttur. Çoğu zaman kaldırıcılar
gövde astarlarına göre daha hızlı aşınmaktadır. Kaldırıcılar aşındıkça değirmen içindeki ortamın
hareket yörüngesi de değişmektedir. Bu nedenle özellikle kaldırıcılardaki aşınmaya dikkat
edilmeli, işlevini yitirdiğinde gövde astarlarının aşınması beklenmeden değiştirilmelidir.

Günümüzde AC ve DC motorların devirlerinin değiştirilmesi olanaklı hale gelmiştir. Değirmen
elektrik motorlarının devri değiştirilebiliyorsa değirmen istenilen devirde döndürülebilmektedir.
Aksi durumda başlangıçta yanlış hesaplanmış ya da seçilmiş değirmenlerin devrini değiştirmek
için pinyon, çevre ve redüktörün ya da hepsinin birlikte değiştirilmesi gerekmektedir. Bu da
masraflı, zaman alıcı ve zor bir iştir. Böyle bir değişim için öğütme üzerinde uzman birinin karar
vermesinde fayda vardır. Çubuklu değirmenlerde astar profilini değiştirerek bu sorunun çözüm
olasılığı bilyalı değirmene göre daha düşüktür.

2.9 Değirmen astarları

Pulp yoğunluğu, çubuk miktarı, çubuk çapı, besleme boyutu, besleme miktarı düzeltildiğinde
çubuklu değirmende öğütmeden gerekli sonuç alınamıyorsa, değirmen içindeki astarlar aşınmış,
kaldırma özelliğini yitirmiş olabilmektedir. Bunun sonucu olarak öğütücü ortam değirmen içinde
yeteri kadar yükselip düşmeyecek, gerekli öğütme de olmayacaktır. Bunun çözümü de değirmen
astarlarını, özellikle de kaldırıcı astarları değiştirmektir. Esasen değirmen, pompa fan ve astarları
ile siklonların öğütülen cevher ve değirmenin çalışma saatine bağlı olarak bakım sırasında
değiştirilmesi için önceden planlanmış olmasında fayda vardır. Bunların yanı sıra diğer olası
sorun kaynakları da yakından izlenmeli, gereken müdahaleler yapılmalıdır.

Çubuklu değirmenin öğütme amacına uygun astarla döşenmiş olması gerekmektedir. Değirmen
içinde cevher ve çubuğun oluşturduğu ortamın hareket yörüngesini değirmen dönü devri ile
değirmene döşenmiş astar profili belirlemektedir.

Değirmen içine döşenmiş astarlar çok değişik profillerde olabilmektedir. Bazıları gövdeyi
korurken, lifter olarak isimlendirilen kaldırıcıların üzerindeki yükseltiler de ortamın hareket
yörüngesini belirlemektedir. Giriş ve çıkış alın plakaları çubuk takılmalarına karı düzdür.

Kaldırıcı olarak isimlendirilen aşınmış lifterlerin zamanında değiştirilmemesi değirmenin
öğütmemesinin nedeni olabilmektedir. Astarın aşınması, astar kalınlığının incelmesi, astarın
aşınarak bitmesi anlamına gelmemektedir. Astar üzerindeki kaldırıcı yükseltiler aşınarak etkisini
yitirmeye başladığında değiştirilmesi gerekmektedir. Bu nedenle zaman zaman değirmen
durduğunda gerekli iş güvenliği önlemleri alınarak içine girilerek astarlardaki aşınma izlenmelidir.

Astarların ömrü öğütülen cevher miktarı ile ilişkilidir. Esasen değirmenin öğüttüğü cevher
miktarına bağlı olarak zamanı geldiğinde astarlar planlı olarak değiştirilmelidir.

2.10 Devreden cevher

Çubuklu değirmenler çoğu zaman açık devre çalıştırılsa da zaman zaman siklon, spiral ya da elek
kullanılarak kapalı devre de çalıştırılmaktadır. Çubuklu değirmenlerde klasik kapalı devre tek
seçenekli olup değirmen çıkışının sınıflandırıcıya gönderilmesidir. Çubuklu değirmende kapalı
devre öğütmede amaç bir sonraki aşamaya gönderilen cevherin üst boyutunu kontrol etmektir.

“Devir daim oranı” sınıflandırıcıdan alt akım olarak geri dönen cevherin devreye yeni beslenen
cevhere oranı, “devreden cevher oranı” sınıflandırıcıya ayrılmak üzere beslenen cevherin yeni
beslenen cevhere oranı, “devreden cevher” de sınıflandırıcıya beslenen cevher miktarıdır.

Kapalı devrede devreden yükün daha gerçekçi hesaplanabilmesi için sınıflandırıcı devresinden
alınan örneklerin elek analizleri yapıldıktan sonra elek sonuçları ile değişik elek açıklıklarında
devreden yük hesaplanmalı, sonrası da bunların ortalaması alınmalıdır.

Öğütme devresinden alınan örneklerin elek analizleri yanı sıra yoğunlukları da değerlendirilerek
devir daim oranları ve devreden cevher miktarı “yoğunluk” ve “elek analizlerine” bağlı olarak
hesaplanıp sonuçların birbirini doğrulamasında yarar vardır.

2.11 Devredeki sınıflandırıcı

Çubuklu değirmen kapalı devre çalıştırılıyorsa devredeki sınıflandırıcı doğru çalışıyor olması
gerekmektedir. Çubuklu değirmen devrelerinde sınıflandırıcı olarak siklon ve spiraller
kullanılmaktadır. Sınıflandırıcıdan istenilen boyuta öğütülmemiş cevher değirmene geri dönerken,
uygun boyuttaki cevher bir sonraki aşamaya gönderilmektedir.

Doğru seçilmemiş sınıflandırıcılar, aşınmış siklonlar, devredeki siklon sayısı öğütmeyi etkilemektedir.
Pompa fanının aşınmış olmasından dolayı pulp siklonlara gerekli basınçta ve miktarda pulp basamayacaktır.
Siklonunun alt akımı ve üst akımı kontrol edilerek siklonların doğru çalışıp çalışmadığı, gerekli ayırım yapıp yapmadığı, devreden cevher miktarı kontrol edilmelidir. Bu kontroller yapılarak gerekli önlemler alınmalıdır.

3. Çubuklu değirmenlerde olası mekanik sorunlar

➢ Değirmenler doğru kullanıldığı, kontrol ve bakımlarının zamanında yapıldığı sürece
belirlenmiş bir ömürleri yoktur.
➢ Değirmenlerde mekanik sorunun üç temel habercileri:
Sıcaklık
Titreşim
Sestir.
➢ Değirmenlerde olası mekanik sorunların kaynakları:
Dişliler; Aşınma ve dişli ayarları
Yağlama sistemleri
Yağ seviyeleri
Yatak bozulması
Rulman bozulması
Bağlantı ayarları
Zemin bağlantı somunları
Soğutma sistemleridir.

Değirmen bölümündeki sorunları aşağıdaki başlıklar altında toplama olanağı vardır:

3.1 Değirmen ayaklarındaki çökme

➢ Değirmenin montajı yapıldığında ayak kotları birbirine göre ölçülmüş, bu ölçümün değişme
olasılığı olmayan bir noktaya ölçü olarak bağlanıp kayıt altına alınmış olması gerekmektedir.
Ayak seviyeleri zaman zaman hassas aletlerle ölçülmelidir.

➢ Değirmen ayaklarındaki seviye farkı bilgi amaçlı olarak şeffaf hortumla da ölçülebilmektedir.

➢ Değirmenler ağır ekipman olduğundan zamanla gövdenin oturduğu ayakların az da olsa
birbirinden farklı seviyede çökmesi çok doğaldır. Ayaklardaki farklı çökme sonucu değirmen
yataklarında kasılma olacaktır. Bu kasılmanın giderilmemesi de değirmende yaşanabilecek
olası büyük bir arızanın kaynağıdır. Ayaklardaki çökme kontrol edilip, varsa değirmen
yataklarının altı desteklenerek aynı seviyeye getirilmesi gerekmektedir.

3.2 Bağlantı cıvata ve somunlardaki gevşeme

➢ Değirmen yatakları, elektrik motorları, redüktör bağlantı cıvataları değirmen çalıştığı sürece
zamanla gevşeyebilmektedir. Bu gevşemeler başta titreşim nedeni olmakla birlikte daha
büyük mekanik arızaların kaynağı olabilmektedir. Bu bağlantılar zaman zaman kontrol
edilmelidir.
➢ Kaplin ve benzeri daire şeklinde üzerinde cıvata somun bulunan bağlantılarda somunlar
karşılıklı ve aynı tork uygulayarak sıkılmalıdır.

3.3 Pinyon ve çevre dişli ayarları

➢ Değirmenlerde en çok rastlanan ve en önemli sorun çevre dişli ile pinyon dişli ayarlarının
doğru yapılmamış olması, dişli yüzeylerinin gerektiği şekilde tam temas etmemesidir. Pinyon
ve çevre dişlilerin uçlarından temas etmeleri kadar pinyon dişlinin çevre dişliye gerektiğinden
fazla yaklaşması da sakıncalıdır. Bu ayarsızlıklar titreşime neden olurken dişlilerde kısa
sürede düzgün olmayan bir aşınmaya ve dişlilerde kırılmaya neden olacaktır. Bunun klasik
yolla kontrolü için çevre ve pinyon dişileri arasına kurşun plaka konularak ezdirilmektedir.
Ezilen kurşun yüzeyinin kalınlığı ölçülmeli, gerekirse dişlilerin ayarı yeniden yapılmalıdır.

➢ Değirmenlerde titreşimin kaynağı çoğu zaman aşınmış dişlilerdir. Pinyon dişliler çevre dişliye
göre daha çok aşınmaktadır. Her iki dişli de genellikle iki tarafı kullanılabilecek şekilde
üretilmiştir. Dişlilerdeki aşınma incelenip “pinyon dişililer” ya da “çevre ve pinyon dişliler”in
her ikisi de döndürülerek kullanılmamış yüzleri kullanılmalı, gerektiğinde de dişliler
yenileriyle değiştirilmelidir. Bunun için dişlilerin durumu yakından takip edilmeli, yapılacak
işlem önceden belirlenmeli, gerekirse zamanında yeni dişli siparişi verilmelidir.
➢ Değirmenin pinyon dişli milleri genellikle iki hatta üç yerinden yataklanmıştır. Bu millerin de
redüktöre bağlantısı doğru yapılmış olması, kaplin bağlantı takozlarının aşınmadan
değiştirilmesi gerekmektedir. Bu yataklar bozulduğunda değiştirilmesi için stokta yedek
rulman bulundurulmasında fayda vardır.
➢ Değirmenlerdeki çevre dişlilerin, dişli yataklarının, redüktörlerinin, değirmende dönen her
parçanın zamanında yağlanmasına özen gösterilmelidir. Dişli yüzeylerinin tamamen
yağlanması sağlanmalı, yağlamada doğru yağ kullanılmalıdır. Dişli yağlamalarında genellikle
grafitli yağ kullanılmaktadır.

3.4 Değirmen dönüş yönü

➢ Tek elektrik motoru ile çalışan değirmenlerde değirmenin dönüş yönü pinyon tarafında
değirmen yukarı yönde hareket edecek şekilde olmalıdır. Çubuklu değirmenlerde astarlar
değirmen eksenine göre simetrik durumdadır. Bu değirmenlerde dönüş yönü astarların
dizilişini etkilememektedir. Ancak değirmen giriş ve çıkış spirallerinin dönüş yönü değirmen
dönüş yönüne göre içeri yönde olmalıdır.

3.5 Yağlama sistemleri

➢ Yağlama sprey püskürtme şeklinde otomatik olarak yapılıyorsa sprey arada temiz bir kağıda
püskürtülerek yağın dağılımı kontrol edilmelidir.
➢ Püskürtme spreylerinin tıkanmaması için zaman zaman temizlenmelidir.
➢ Redüktörlerin üzerinde ısınmaya karşı konulmuş havalandırma delikleri açık olmalıdır.

3.6 Muylu ilgili sorunlar

➢ Değirmen giriş ve çıkışı “muylu” olarak isimlendirilmekte olup değirmen iki tarafından muylu
üzerinden yataklanmıştır. Değirmen giriş ve çıkış ağzı “muylu astarı, muylu ve değirmen
yatağı” şeklindedir. Giriş ve çıkışı muylu astarı bir bütün olarak değiştirilebilecek şekilde
dökümden yapılmıştır. Üzerinde spiraller olan bu döküm parçalar değirmen gövdesi ile bütün
olan değirmen boğazları içine yerleştirilmektedir.
➢ Astarı aşınıp delindiğinde değirmenin muylusu aşınmaya başlayacaktır. Bu da değirmende
yaşanabilecek hiç istenmeyen bir durumdur. Giriş ve çıkış ağzı aşındığında delinmeden
değiştirilmelidir.

➢ Değirmen giriş ve çıkış ağzındaki spirallerin dönüş yönü değirmenin dönüş yönüne göre
doğru olmalıdır. Giriş ağzında spirallerin dönüşü içeriye doğru, çıkış ağzındaki spiralin
dönüş yönü de bilyaları içeri taşıyacak şekilde ters, içeri yönde olmalıdır. Bu nedenle
değirmenin dönüş yönü ile giriş ve çıkıştaki spirallerin yönüne dikkat edilmelidir. Aksi
taktirde giriş ve çıkış ağızlarında malzeme döküntüleri kaçınılmaz olacaktır.

3.7 Değirmen astarları

➢ Çubuklu değirmenlerde astarlar genellikle değirmen kesiti alındığında simetriktir. Bu
nedenle astarla ilgili olarak değirmen dönüş önemli değildir. Ancak simetrik olmadığı
durumlarda da astar profiline göre değirmen dönüş yönüne dikkat edilmesi
gerekmektedir.
➢ Değirmen astarları zamanla gevşeyebilir, zaman zaman kontrol edilmelidir.

3.8 Değirmen yatakları

➢ Değirmen yatakları kaymalı ya da rulmanlı yataklardır. Önemli bir sorun da bu yatakların
bozulmasıdır. Değirmen yataklarının bozulmasının belirtisi de ses ve yataklardaki ısınmadır.
Ses gelen ya da ısınına rulman yağlandığında, kaymalı yatağın da yağı değiştirildiğinde
sorun çözülmüyorsa, değirmenin başka bir tarafı zarar görmeden bu yatakların değiştirilmesi
gerekmektedir.
➢ Değirmen yatak rulmanlarının çapları büyüktür. Bu rulmanlar kolay bulunmadıkları için pahalı
ve bazen de özel sipariş ile üretilmektedir. Rulmanlı yatak arızalandığında atılacak adımın
önceden bilinmesi, bu amaçla stokta yedek bulundurulması ya da sipariş verildiğinde tesisle
ilgili göze alınması gereken risklerin iyi bilinmesi gerekmektedir.
➢ Değirmenin yataklanmasında kaymalı yatak kullanıldığında giriş ve çıkış yatakları aynı
boyutta ise bir adet yedek yatak stokta bulundurulmalıdır. Bu yatakların değiştirilmesi
rulmanlı yataklara göre daha kolaydır.
➢ Değirmen yataklarının değiştirmesi gerektiğinde değirmenin bir tarafı kaldırılmadan diğer
tarafın yatak bağlantı cıvataları mutlaka gevşetilmeli, pinyon dişli yatakları da gevşetilerek
çevre dişliden bir miktar geri çekilmelidir. Çünkü bir taraftaki yatak kaldırıldığında diğer
taraftaki yatak kasılacağından bağlantıları zorlayacak, yatak zarar görecektir. Gerekli
önlemler alınmış da olsa yatak değiştirilirken değirmen gerektiğinden fazla kaldırılmamalıdır.

 

3.9 Soğutma sistemleri

➢ Değirmende hareket sistemlerinde soğutmanın ayrı bir önemi vardır. Soğutma sistemi
mutlaka çalışır durumda olmalı, kullanılan soğutma suyunun debi ve basıncının olması
gereken değerlerin arasında kalması sağlanmalı, soğutmada düşük kireçli temiz su
kullanılmalıdır. Soğutma suyunun geçtiği yerlerde kireçlenme nedeni ile kesit daralması ve
tıkanma olmaması için önlem alınmalıdır.

3.10 Diğer notlar

➢ Büyük çaplı değirmenlerde değirmenin hareketiyle ilgili tüm veriler sürekli olarak kayıt
edilmektedir. Elektrik motorlarının bobin sıcaklıkları, yatak sıcaklıkları, soğutma suyu akışı,
soğutma suyu sıcaklığı, değirmen yataklarının sıcaklığı, yatakların yağlama sistemi, debisi,
basıncı, sıcaklığı sürekli ölçülmekte, ölçümler belirli değerler dışına çıktığında sistem uyarı
vermekte, belirli süre içinde sınırları dışına çıkan değerlerin düzeltilmesine yönelik
müdahale edilmediğinde de değirmen durmaktadır.
➢ Giriş ve çıkış ağızlarının gerektiğinde değiştirilmesi için değirmen giriş ve çıkış bölgesinde
yeterli bir alan olmalıdır.
➢ Değirmen bölgesinde kaynak yapılırken şase olarak değirmen gövdesi kullanılmamalıdır.
Değirmen gövdesinin şase olarak kullanılması durumunda yataklardaki oluşabilecek bir
kıvılcım atlaması yatağı bozacaktır.
➢ Tesisler kurulurken değirmenlerin montajı da dikkate alınmalı bina girişleri, çalışma alanları
montaj ve sonrası için uygun yapılmalıdır. Aksi taktirde değirmenleri tesise sokabilmek, ya
da değirmen çevresinde çalışabilmek için yapılmış binanın yıkılması gerekebilmektedir.
➢ Çubuklu değirmenlerde değirmenin önünde ve yanında çubuk stoklamaya ve çubuk
yüklemek için gerekli alan olmalıdır.
➢ Değirmen bölgesinde mutlaka bir tavan vinci olmalıdır. Tavan vinci değirmenin montajında,
değirmene bilya, çubuklu değirmene çubuk ilavesi, değirmen bölgesinde ekipman arızasının
giderilmesinde kullanılacaktır.
➢ Boş değirmen vinç ile kaldırılması gerektiğinde üretici firmanın talimatlarına uyulmalıdır.
Genellikle değirmen gövdesine çelik halat sarılarak kaldırılmamalı, ağırlık değirmenin
gövdesinde geniş bir yüzeye dağılacak şekilde halatın altına kalın sağlam kalaslar
yerleştirilmelidir. Kaldırma esnasında halatın kaymaması için önlem alınmalıdır. Ayrıca
değirmeni kaldırmak için yapılmış özel branda halatlar kullanılmalıdır.

➢ Değirmen bölgesinde kurulu tavan vincinin çoğu zaman kaldırma kapasitesi yüklü
değirmeni kaldırmak için yeterli değildir. Değirmende yaşanabilecek yatak arızalarında içi
çubuk ve cevherle dolu yüklü değirmeni kaldırmaya yeltenilmemelidir. Yatak arızalarında
kapasiteli hidrolik krikolar kullanılmalıdır. Eğer bu iş için tavan vinci kullanılacaksa
değirmenin içindeki cevher ve çubuk boşaltılmalıdır.
➢ Değirmen çalıştırılırken kullanılan çubuk-değirmen gücü-öğütülen malzeme miktarı kayıt
altına alınmalıdır.
➢ Tesiste çubuk, döküm astar yedekleri yakından takip edilmelidir. Temin etmek daha kısa
süre alsa da tesis çubuk olmadığı için durması affedilecek bir hata değildir. Değirmen
yedek parçalarının temin edilmesi 2-3 ay kadar süre alabilmektedir. Yedek parçaların temin
edileceği firma ile sürekli iletişim içinde olunmalıdır.

BU PDF’İ İNDİRMEK İÇİN TIKLAYINIZ