Механический способ переработки покрышек — это измельчение резины с кордом при нормальных или изменённых температурах. Ниже — обзор основных подвидов механического измельчения, их преимуществ и ограничений.

Купить оборудование для переработки шин несложно. Трудно выбрать правильное. Существует ещё целый перечень значимых нюансов, которыми мы готовы поделиться.

Под механическим методом измельчения авторезины в гранулят подразумевается воздействие посредством резки, рубки, раздавливания, трения, сдвига, перемалывания, дробления, перетирания. Часто процесс разрушения и дезинтеграции армированных кордом шин многоступенчатый.

Выделим основные виды.

Этот вариант переработки самый распространённый в мире. Метод популярен благодаря тому, что резина защищена от термических окислений, нет эффекта частичной девулканизации — перехода от эластичного состояния к пластичному. Энергопотребление сравнительно невысокое, что в первую очередь сказывается на себестоимости товарной крошки. Главное преимущество заключается в том, что все полезные свойства автомобильной резины переходят в гранулу, а затем и в готовое изделие из крошки.

Под нормальными температурами подразумевается измельчение с применением водяных и воздушных систем охлаждения при температурах, не намного превышающих температуру окружающей среды.

·не применяется предварительное охлаждение, кроме как под воздействием уличной температуры;

·не применяется намеренный нагрев;

·допускается выделение тепла в процессе дробления от паразитарных процессов: трения, сжатия, сдавливания вулканизированной резины;

·термическое воздействие допускается кратковременное и умеренное, которое не должно быть критическим и приводить к пожарам или перегреву дроблёнки.

·подача воды в процесс измельчения;

·водяные рубашки охлаждения корпуса дробилок и мельниц;

·охлаждение воздухом с помощью мощных пневмовентиляторов.

Измельчение шинной резины при температурах выше 100 градусов по Цельсию. Предусматривается намеренный прогрев материала перед или в процессе дезинтеграции на составляющие компоненты.

·скомканная, частично девулканизированная крошка, имеющая ограниченное применение. Узнать такую гранулу можно, сжав её в ладони — вы увидите эффект снежного комка. Частицы имеют неоднородную рваную форму и липкое состояние;

·следы термического окисления, иногда характерны изменением оттенка резины. Качество от этого хуже;

·очистить такую крошку от примесей текстиля и металла сложнее, чем при измельчении шин при обычных температурах;

·известно множество случаев непроизвольных самовозгораний материала при повышенной температуре переработки. Это очень опасно. Температура горения резиновой крошки равна температуре горения каменного угля, потушить такой пожар очень сложно. Риск пожаров всегда высок там, где есть высокие температуры.

·из девулканизированной крошки можно делать неответственные резиновые изделия методом горячего формования без использования связующего или с минимальным добавлением невулканизированной резиновой смеси;

·такая липкая крошка подходит для производства неответственных резинобитумных смесей.

С 2010-х годов такое оборудование — редкость. Технология не популярна и имеет очень узкую специализацию, так как, по нашим оценкам, более 90% производимой в России резиновой крошки применяется для производства напольных покрытий с использованием полиуретанового клея. А это значит, что наиболее подходит стандартная гранула от 2 до 8 мм, полученная на оборудовании при нормальных температурах.

Принцип этого метода — предварительное охлаждение перерабатываемого материала с целью вхождения в порог хрупкости. Шинная резина, как и многие другие материалы, при сверхнизких температурах задубевает и легче дробится.

Однако себестоимость крошки при данном методе достаточно высока из-за применения турбохолодильного оборудования и хладагентов типа фреона. Подобное оборудование стоит дорого. В источниках указывают диапазон охлаждения жидким азотом — от минус 60 до минус 130 градусов по Цельсию.

В мировой практике выделяют два основных подхода.

Жидкостный, с погружением в хладагент. Материал непосредственно контактирует с жидким азотом. Охлаждение быстрое и глубокое, но расход хладагента высокий — от 1,5 до 4 кг на 1 кг получаемого порошка. Такой способ иногда ранее применяли в странах с мощной азотной промышленностью и низкими ценами на жидкий азот — например, в США и Германии.

Турбодетандерный, воздушное охлаждение. Изношенные покрышки или шинную резину охлаждают холодным воздушным потоком до температуры минус 100 — минус 130 градусов. Расход хладагента ниже — 0,5–0,8 кг на 1 кг порошка. Этот способ считается наиболее оправданным, чем прямое охлаждение жидкостью.

Ключевое ограничение метода. Главный минус криогенной технологии — не только дорогое оборудование, но и энергозатраты на производство самого хладагента. Работа на разрушение резины действительно снижается в 2–2,5 раза при понижении температуры до минус 100 градусов. Но энергозатраты на получение жидкого азота, как правило, перекрывают эту экономию, иногда очень значительно. Кроме того, при криогенном измельчении получают порошок с гладкой поверхностью частиц, что требует дополнительной химической или физической модификации для дальнейшего применения. Хотя для производства цветных покрытий методом сшивки полиуретановым связующим такая гранула подходит и характерна снижением расхода клея.

В России, где стоимость электроэнергии невысока и производится сравнительно небольшое количество жидкого азота, попытки организовать промышленное производство криогенного резинового порошка вряд ли можно признать оправданными — особенно на оборудовании с высоким расходом азота.

Это комбинированный метод переработки шин в крошку. Озон способствует ускоренному старению и саморазрушению резины. Материал покрывается микротрещинами, частично разрушается, после чего доизмельчается механическим способом.

Технология известна и запатентована достаточно давно, но не получила распространения из-за недостатков. Главный из них — резиновая крошка на выходе имеет очень плохое качество из-за ускоренного старения резины. Продукция из такой крошки имеет худшие характеристики и менее долговечна из-за деградации.

Суть метода. Шина помещается в герметичную камеру. Озоносодержащая газовая смесь подаётся под давлением. Специальные валки создают механическое напряжение для ускорения разрушения. Обработка длится от 5 до 8 минут в зависимости от массы и размера шины. Требуются высокие концентрации озона — не менее 10% по массе.

·ускоренное старение резины даёт крошку низкого качества, изделия из неё менее долговечны;

·высокие концентрации озона повышают себестоимость конечного продукта;

·метод требует сложного оборудования и строгих мер безопасности.

Несмотря на то что в 2000-е годы об этой технологии говорили как об очень перспективной, суровая российская реальность расставила всё по местам. Метод не получил массового распространения.

Это измельчение шин методом раздавливания мощным гидравлическим прессом.

·удаляется толстая бортовая проволока;

·шины нарезаются на сектора;

·сектора подаются на гигантский мощный гидравлический пресс.

Главная особенность бародеструктивного способа заключается на стадии измельчения сегментов на прессе. Под высоким давлением вулканизированная резина с кордом переходит в текучее состояние и продавливается через решётку. При этом входящий в конструкцию радиальных покрышек тонкий армирующий стальной корд (ТМК — тонкий металлический корд) способствует внутренним напряжениям и микроразрывам, что улучшает дезинтеграцию. На этой стадии получается крупная крошка, и большая часть ТМК структурно отделяется от резины. Затем эта крупная крошка идёт на доизмельчение, финальную сепарацию ТМК и синтетического тканевого корда.

·такой способ затратный по энергопотреблению и малопроизводительный по сравнению с измельчением классическим способом с помощью шредерных дробилок;

·отделённый корд очень замусорен резиной. Это значит: высокий процент потери крошки, её нельзя продать; загрязнённый металл нельзя сдать на металлоприёмку и выручить деньги, напротив, он становится проблемой и отходом. Придётся в дальнейшем тратить деньги и решать проблему с накоплением таких отходов, как замусоренный ТМК.

Преимущества: гигантский пресс-бародеструктор совмещает в себе две стадии — измельчение в чипсы и крупную крошку с отслоением тонкого металлокорда. В классических линиях это делают на шредере и измельчителе — вальцы, роторные дробилки, ножевые грануляторы, дезинтеграторы.

Однако его можно сравнить с наиболее близким по эффекту оборудованием: шредер мелкого дробления сегментов с установленными под валами фракционными решётками. Картина на выходе очень похожа на бародеструктивный метод. С теми же основными недостатками.

Очень сложная технология, требующая множества согласований и разрешений. Измельчение происходит частичное. Полное доизмельчение кусочков резины происходит на механическом оборудовании.

·покрышки предварительно подготавливают: вырезают бортовые кольца, делают поперечные разрезы и сворачивают каждую покрышку в спираль, образуя компактную катушку диаметром 20–25 см;

·такие компактированные покрышки удобны для перевозки с мест сбора;

·из нескольких компактированных покрышек изготавливают цилиндрический пакет длиной около одного метра с центральным каналом;

·в канале размещают заряд взрывчатого вещества из аммиачной селитры и дизельного топлива;

·пакет помещают в бронированную камеру и подрывают.

Результаты: после первого взрывного дробления максимальный размер фрагментов не превышает 50 мм. Доля фракций менее 20 мм составляет около 25% от общей массы резины и металлокорда. После второго взрывного дробления максимальный размер фрагментов снижается до 20 мм. Затем продукт механически измельчается, и резиновая крошка отделяется от металлокорда.

При предварительном охлаждении покрышек жидким азотом и последующем взрывном дроблении максимальный размер фрагментов составляет 10 мм, а доля крошки менее 3 мм достигает 50%.

Ключевой вывод: взрыв заменяет только первые стадии измельчения — грубое разрушение покрышки на фрагменты. Дальнейшее измельчение до товарной крошки всё равно происходит на механическом оборудовании.

·частичная переработка грузовых и крупногабаритных шин в крошку удлинённой формы типа «резиновая щепа». Синонимы: мульча, ёлочная игла. При этом до 50% от веса шины сбривается в виде наружной оболочки до появления корда. Оставшийся внутренний кордовый каркас может резаться на кольца-фрагменты этой же установкой;

·частичная переработка крупногабаритных шин в крупную резиновую стружку, не крошка. Снимается до 50% в виде чистой резины. Далее обритый каркас режется на кольца, 6–7 штук. Затем вторая стадия: измельчение стружки на ножевой дробилке в кубическую крошку заданной фракции, например 2–5 мм;

·полная фрезерная переработка в закрытой камере до посадочных колец. В этом варианте всё тело шины измельчается за одну стадию.

При нормальных температурах покрышка фиксируется в посадочном патроне станка, раскручивается до 50 об/мин. К ней подводится мощная фреза с закреплёнными ножами. Фреза вращается со скоростью около 2500 об/мин — и покрышка дробится на крошку и другие составляющие.

·недорогое мобильное оборудование;

·низкая себестоимость производства резиновой крошки из б/у шин;

·возможность получить крошку 100% чистоты без необходимости её сепарации;

·минимум стадий переработки.

Данным способом выгодно работать с КГШ (крупногабаритными шинами) и СКГШ (сверхкрупногабаритными шинами), а также цельнолитыми непневматическими колёсами.

Недостатки: на легковых покрышках низкая производительность, поэтому способ хорош прежде всего для грузовых шин. Фрезерный способ частичной переработки в двух его вариациях особо хорош для КГШ и СКГШ, но не подходит для лёгких автомобильных баллонов.

Резиновая крошка — продукт механической переработки шин. Её покупают для десятков применений.

·травмобезопасные покрытия детских и спортивных площадок;

·засыпка-наполнитель в искусственную траву футбольных полей и газонов;

·плитка, брусчатка, рулонные покрытия;

·бесшовные монолитные покрытия;

·добавки в асфальтобетон;

·модификатор битума и битумных мастик;

·резиновая мульча для ландшафта;

·технические формовые изделия: прокладки, коврики, диэлектрические изделия.

Подробно о каждом направлении — в отдельных подразделах базы знаний.

Если вы только планируете заняться переработкой шин — ориентируйтесь на метод дробления при нормальных температурах. Это проверенный способ с предсказуемой экономикой.

Метод при повышенных температурах стоит рассматривать, если вам нужна девулканизированная крошка для неответственных изделий или резинобитумных смесей. Но учитывайте риски возгорания и сложность очистки.

Криогенный метод и озоновый нож — лучше не рассматривать. Криогенный требует дорогого оборудования и хладагентов, которые перекрывают экономию на измельчении. Озоновый нож даёт крошку низкого качества из-за ускоренного старения резины.

Бародеструкция и взрыв — дополнительные способы. Используются для первичного измельчения, после которого требуется доработка на механическом оборудовании. Трудно получить разрешительную документацию.

Одностадийная фрезерная технология — новая альтернатива классическому многоступенчатому дроблению. Даёт чистую крошку без сепарации, но пока не получила массового распространения. Хорошо подходит для переработки КГШ и СКГШ, но малоэффективна на легковых покрышках. Подойдёт как дополнительное оборудование к стандартной классической линии для работы с индустриальными тяжёлыми баллонами, цельнолитыми шинами.