Нет такого устройства, которое идеально очищало бы весь разнофракционный объём дробленой резины за одну стадию. Существуют разные конструкции каркаса покрышки, разные типы корда, разная степень измельчения в зависимости от особенностей технологии и стадии обработки. Поэтому сепарацию обычно разбивают на несколько этапов.

На каждом этапе измельчения и транспортировки материала на многостадийных классических линиях используется свой оптимальный набор инструментов для сепарации.

·очистка от текстиля;

·очистка от металла;

·фрезерная технология, которая позволяет получать чистую крошку без сепарации.

Система грубой очистки типа «бочка». Отделяет текстиль из крошки 3–20 мм. Используется технология комкования при качении текстиля. Смесь, попадая в устройство типа вращающегося грохота, разбивается на фракции резины и текстиля из-за разности масс и объёмов при прохождении материала через вращающийся цилиндр с ячейками разного размера. Через решётку просыпается крошка, а текстиль, скатываясь по спирали, комкуется в конгломераты и выходит в виде объёмных комков в бункер-накопитель. Гранулят резины, прошедший грубую очистку, подаётся на следующие стадии переработки. При этом может отделяться до 70% включений текстиля. Устройство характеризуется потерей очень крупной крошки, которая в небольших количествах может запутаться в распушённом текстиле. На этот этап может подаваться только резиновая шинная смесь с распушённой ниткой, уже после прохождения первичной очистки от металла. Допускается невысокое содержание короткой проволоки — до 2–5% от массы крошки. Этот участок часто применяется после измельчения резиновых чипсов в крупную крошку на ножевых дробилках или грануляторах. Чаще всего применяется на стадиях выхода крупной крошки, при этом часть нити не высвобождена из структуры частиц и не может быть отобрана, поэтому эту стадию называют грубой, предварительной или неполной очисткой.

Прямоугольный вибростол. Простой способ грубого отсечения текстильного волокна от крошки. Некоторые предприятия доводят крошку до товарного состояния, используя 2–6 таких очистителей от тканевого корда. Существует две разновидности таких разделительных устройств. Отличаются видами создаваемых вибраций.

Первый — с поступательно-возвратными движениями короба. Амплитуда движения вперёд-назад значительная и может достигать 200 мм. Колебания задаёт специальный эксцентрик, который переводит вращательное движение от двигателя в линейное. Скорость задаёт двигатель, обычно до 1500 об/мин. Каждый оборот — это цикл, в просторечии «туда-сюда». Короб с установленными внутри фракционными сетками (может иметь несколько ярусов) подвешен на цепи, ремни или тяги. Короб установлен с наклоном, который задаёт направление движения смеси. Конструкция напоминает детские качели.

Второй вариант внешне очень похож на первый, но отличается амплитудой колебаний, которую задают вибромоторы, обычно до 1500 об/мин. Направление вибраций — вверх-вниз или под наклоном. Колебания короткие. Материал подпрыгивает и сползает по направлению наклона поверхности фракционных решёток. Чаще всего короб стоит на пружинах или резиновых подушках.

Гранулят резины нужного размера двигается по поверхности сетки благодаря вибрациям. Частица, проходящая через ячейку сита определённого диаметра, проваливается на нижний уровень, а более объёмная текстильная составляющая скатывается вниз по наклонной поверхности решётки. Комки тканевого корда ссыпаются в бункер-накопитель, садовую тележку или коробку, либо отсасываются пневматическим заборником и централизованно отводятся в нужное место. Минусы технологии — высокие потери резиновой крошки, которая уходит с текстилем, а также неважное качество крошки на выходе. Чем больше таких вибросепараторов в линии, тем больше потери резины при таком отборе. На подобных линиях из входного объёма целых шин получается на выходе только до 50% резиновой крошки разных фракций.

Над таким вибросепаратором подвешивают пневматическую вытяжку, которая всасывает через зонт летучие лёгкие фракции: резиновую пыль и лёгкие частицы капронового корда. Затем отводит их в бункер-накопитель.

Такие вибростолы могут давать хороший результат только при грубом отделении тканевого корда на ножевых дробилках, вальцах и шнековых грануляторах. Под результативностью здесь понимается соотношение качества очистки крошки и потерь резины, которая уходит с тканекордом. Существует ряд конструктивных особенностей для повышения отдачи такого оборудования. Так как в КНР опыта переработки тканекордных шин с высоким содержанием текстиля почти нет, наша компания длительное время вела собственные разработки таких вибростолов. Например, нами разработана конструкция вибростола каскадного типа и доведена до идеала.

Очистка пневматическим отводом или циклоном. Такие пневматические системы применяются в основном на круглых виброситах и вибростолах. Результативность в отборе тканекорда невысокая. В основном на таких устройствах отбирается лёгкий распушённый текстиль, высвобожденный от резины и металла, а также текстильную и резиновую пыль. Пневмоотсос часто называют промышленным пылесосом. Также подвешивают зонты над шредерами мелкого помола и ножевыми дробилками, чтобы забирать летучие фракции и централизованно перемещать их в устройства очистки — чаще всего это большой циклон с дополнительными фильтрами.

Сепарация тканекорда на круглом вибросите. Менее результативный способ по сравнению с прямоугольным вибростолом. Ячейки сетки забиваются. Круглое вибросито имеет другой тип вибровозбудителя, что позволяет добиться оптимальных настроек для разделения резиновой крошки на фракции. Загрязнённый материал подают разными способами: шнековыми или ленточными транспортёрами, в ряде случаев пневматически с выгрузкой через циклон. Как вариант, над виброклассификатором вешают вытяжной зонт. Некоторые модели совмещают очистку и разбивку на фракции. Отдельные конструкции имеют несколько ярусов сеток, и каждый отделяет свою фракцию.

Очистка в зигзагообразном коробе. Смесь крошки с текстилем подаётся сверху, падает вниз и продувается воздухом. При этом более лёгкий, но объёмный распушённый тканекорд частично отделяется от резиновой крошки и засасывается пневматической вытяжкой. Это малораспространённый и не очень результативный способ. Применим для отделения текстильных включений от резиновой крошки средних фракций до 6 мм.

Очистка на воздушных сепараторах типа ВЦК. Самый результативный способ тонкой очистки смеси из резиновой крошки и распушённого текстиля в виде ваты. ВЦК — воздушный центробежный классификатор. Шинная дробленая смесь подаётся транспортёром в загрузочную воронку и разделяется воздушными потоками. Качественное отделение капроновой нити достигается благодаря разности объёма и масс.

В отличие от зигзагообразного короба и пневмоотсоса, ВЦК имеет регулируемые воздушные потоки и работает при подаче однородной фракции. За счёт точной настройки под конкретный калибр достигается более тонкая очистка. Например, лучше будет чиститься крошка точной фракции 2–4 мм, 4–6 мм или 1–2 мм. Поэтому наиболее результативны схемы, где для каждой фракции ставится отдельный ВЦК-сепаратор с точными настройками под свой калибр крошки. Эта технология при правильных настройках и комбинациях гарантирует высокую степень очистки крошки от текстиля.

В любой пневматической покрышке есть ТБП (толстая бортовая проволока), которая армирует посадочные кольца баллона. В радиальных шинах также содержится ТМК (тонкий металлический корд) — другой вид металла, который армирует каркас. Эти два типа стальной арматуры требуют разных подходов к извлечению из резины.

ТБП обычно удаляют на первой стадии механической переработки шины. Либо вытягивается на гидравлическом вырывателе ТБП и выходит в виде пучков. Либо вырезается в посадочных кольцах, и далее толстую проволоку можно отделить от резиновой оболочки с помощью выжимателя стали вальцевого типа. Это отдельный дополнительный станок, которым опционально оснащаются линии дробления автомобильных колёс. Редко встречаются линии, где ТБП не отделяется от тела шины на первых стадиях, а идёт в общее дробление и отделяется потом уже в измельчённом виде с помощью металлоотделителей вместе с ТМК.

Тонкий металлокорд отделяют на стадиях, когда резина измельчена до фракции менее 15–20 мм. Отбор происходит магнитными сепараторами, которых может быть в линии от 1 до 3, а в некоторых линиях — до 5 штук.

Очистка металлической составляющей от шинно-резиновой смеси — более простая задача, чем отделение тканекорда. Но при нерезультативных подходах значительная часть резины теряется и уходит вместе с металлом. Это ведёт к двум проблемам.

Первая — высокие потери резины, которая не станет товарной крошкой. Так можно потерять 10–25% резины и недополучить прибыль. В годовом выражении это может быть несколько миллионов рублей.

Вторая — уход резины в металл означает, что стальной корд будет загрязнён. Его либо совсем не получится сдать на металлоприёмку, либо можно будет сдать задёшево. Если замусоренный ТМК не принимают, возможны два сценария. Первый: он становится отходом-проблемой, что оборачивается дополнительными тратами вместо заработка. Второй: его необходимо очистить, чтобы сдать и выручить деньги. А это покупка дорогой линии для дробления и очистки металлокорда. Тоже расходы — и с сомнительным эффектом.

Вывод: покупайте линию по переработке шин в крошку, которая обеспечивает необходимое измельчение металлокорда и его качественное отделение от резины. Это даст больший выход товарной крошки и относительно чистый товарный ТМК.

Магнитные сепараторы делятся на два вида по природе создаваемого магнитного поля: на постоянных магнитах и электромагнитные железоотделители. В шинопереработке чаще применяют технику на постоянных магнитах. Отборщики металла на постоянных магнитах регулируются по силе воздействия за счёт изменения высоты магнита. У электромагнитных сила регулируется диммером.

Вибрационные магнитные сепараторы наиболее результативны для очистки дробленого «шинного коктейля». Благодаря возможности рассеивания и разбивания смеси тканекорда, резины и металла, при заборе металла происходит минимальная потеря гранулята и текстиля из общей смеси.

Процесс выглядит так. Дробленая смесь подаётся на вибростол с поверхностью из немагнитного материала, чаще всего из нержавеющей стали. Под воздействием вибратора масса равномерно распределяется по поверхности тонким слоем, подпрыгивает и ползёт в направлении небольшого уклона лотка. Материал проходит над мощной магнитной плитой, которая заключена внутрь ленточного транспортёра, установленного сверху перпендикулярно желобу движения смеси. Оказываясь под магнитным полем, из дробленой смеси вытягиваются металлические включения и прилипают к транспортёрной ленте, которой они отводятся в сторону и сбрасываются в приёмную ёмкость.

Стандартные барабанные магнитные отборщики широко применяются благодаря простоте и дешевизне. Однако их результативность ниже, чем у сепаратора вибрационного типа. Материал попадает на поверхность барабана, металлокорд, притянутый к поверхности, делает часть оборота вместе с барабаном. В определённом секторе магнитное поле пропадает, и металл падает вниз в приёмную ёмкость. Как правило, применяется как вспомогательная стадия. Но встречаются линии, где качество компенсируют количеством таких устройств, что приводит к потере крошки.

Магнитный ролик, установленный в ленточный транспортёр, — простое решение железоотделения. В обычный наклонный ленточный транспортёр ставят верхний магнитный ролик. ТМК в смеси резины, проходя по ролику, примагничивается к нему. Очищенная крошка по инерции, заданной скоростью движения ленты, летит вперёд и по параболической траектории падает вниз на следующую стадию. Обычно применяется как дополнительная стадия железоотделения из SBR-зерна (styrene-butadiene rubber — стирол-бутадиеновый каучук).

Магнитный отборщик должен иметь хорошие показатели по самоочищению магнита, иначе металл будет налипать. Комки отделённой проволоки, которые у переработчиков шин называют «бородой», время от времени будут налипать в конгломераты и затем под собственным весом отрываться от поверхности и попадать в чистую крошку. Попадание крупных пучков высокопрочной стали в дробильное оборудование может привести к поломке. Из-за этого возможен выход из строя измельчительных и других агрегатов, которые идут далее по технологической цепочке.

В последнее время появились новые технологии, позволяющие производить чистую крошку при дроблении покрышки и не заниматься сепарацией текстиля и металла. Этот метод называют фрезерным.

Если классический путь — это дробление всей шины с последующей сепарацией, то фрезерный метод обходит сепарацию принципиально: корд остаётся в неразрушенной части шины, а чистая резина снимается отдельно.

Смысл технологии в том, что в чистую крошку перерабатывается наружная часть покрышки — те места, где не проходит армирующий каркас-корд. Это наружная сторона боковин, углы шины и лицевая часть беговой дорожки. Такая технология измельчения чистой резины позволяет снять с покрышки до 50% от веса в виде резиновых гранул.

Не переработанную кордную часть покрышки целесообразно порубить на чипсы гидравлическими ножницами. Полученные чипсы, или кордовые пластинки, применяются как недорогой наполнитель при производстве толстой технической резиновой плитки. Либо из внутренних армированных кордом слоёв можно вырезать техпластины различного назначения.

Верхний слой резиновой плитки состоит из крошки, а более толстый нижний слой — из армированных кордом пластинок.

Эта технология менее затратная, чем классическая технология поэтапного дробления шины, где происходит сепарация кордовых включений. Благодаря этому себестоимость крошки может быть более чем в 2 раза ниже, чем при классических способах, а чистота — практически 100%, без включений металла и синтетического волокнистого корда. Это достигается потому, что перерабатывается только та часть шины, где корд отсутствует.

Есть и минусы: очень низкая производительность на легковых покрышках, приемлемая на грузовых. Наиболее результативна фрезерная технология для крупногабаритных шин КГШ (крупногабаритных) и СКГШ (сверхкрупногабаритных). Такая нишевость шинопереработки подходит далеко не всем.

·резиноперерабатывающие заводы, у которых есть линия для стандартных покрышек до 1200 мм и необходимо иметь возможность работать с КГШ;

·пиролизные заводы. Часть шины перерабатывается в высококачественную, но низкую по себестоимости крошку, а остатки идут в пиролиз;

·карьеры и другие предприятия с тяжёлой колёсной техникой, где скапливаются КГШ;

·цементные заводы, где шины сжигают. Здесь те же преимущества, что и для пиролизных заводов;

·предприятия, которым необходимо производить методом прессования высокопрочные технические блочные изделия, где применяется крошка и кордовые пластинки из внутренних слоёв КГШ;

·предприятия, которым интересна не только утилизация КГШ с производством крошки, но и выпуск технических пластин из армированной резины.