Kırma-eleme tesisleri maden sektöründe üretilen cevherlerin işlenmesi ve inşaat sektöründe kırma taş üretimi (asfalt, beton, yol malzemesi vs.) için kullanılan tesislerdir. Malzeme üretiminde kalite ve maliyet dengesinin sağlanabilmesi için gerekli bilgi ve tecrübenin oluşumu kolay değildir. Zira çok farklı meslek disiplinlerinin (maden, inşaat, jeoloji, makine, elektrik ve elektronik, işletme, iktisat vb.) bir ekip halinde ve koordineli bir şekilde çalışmaları gerekmektedir. Böyle bir geniş yelpazeli bilgi birikiminin oluşması da doğal olarak zordur. Ancak en uygun kırma-eleme teknolojisini yakalayabilmek için çok nadir de olsa özverili çalışan işletmeler görmek mümkündür (Halili, 2003).
2.4.1. Kırma-eleme teknolojisi
Kırma, boyut küçültme işleminin ilk aşaması olup malzemenin/cevherin içerdiği farklı minerallerin birini diğerinden serbest hale getirmek, prosese uygun boyut ya da yüzey alanı veya kullanım amacına uygun boyut sağlamak amacı ile yapılmaktadır. Kırmada uygulanan kuvvetler; darbe, sıkıştırma-ezme, kesme ve sürtünme kuvvetleridir.
Kırma işlemi için kullanılan makinalar kırıcı olarak adlandırılır. Kırıcılar tanelere baskı, darbe ve kesme kuvveti uygulayarak onları daha küçük tane boyutlarına indiren mekanik araçlardır. Kırma makinaları özellikle ürün özellikleri, makina maliyetleri ve enerji kullanımı gibi dizayn özellikleri açısından bir gelişim içindedir.
Kırma 5-2000 mm arasındaki tane boyutlarına uygulanmaktadır. 10-200 cm arasında yapılan kırmaya iri kırma; 5-100 mm arasında yapılan kırmaya ise ince kırma denilmektedir (Arman, 2014).
Taşocaklarından çıkarılan malzeme genellikle primer, sekonder ve tersiyer olarak adlandırılan üç farklı kırma işlemine tabi tutulur. Bu kırma sistemleri sonucunda malzeme nihai eleklerden geçirilerek istenilen boyutlarda sınıflandırma işlemi yapılır (Halili, 2003).
2.4.1.1. Kırıcılar
a-) Primer kırıcılar
Primer kırıcılar; primer çeneli kırıcılar ve primer rotorlu kırcılar olarak iki çeşittir.
Primer çeneli kırıcılar; Sertliği ve aşındırıcılığı ne olursa olsun, her çeşit malzemeyi kırmak üzere dizayn edilmiş, primer ve/veya sekonder kırıcılardır. Malzemeyi sabit ve hareketli çene arasında hareketli çenenin eliptik hareketi vasıtasıyla sıkıştırıp patlatarak kıran kırıcılardır. Malzeme/cevher besleyici ile üstten beslenir. Eksantirik döner tahrik şaftı malzemeyi sabit bir çene ile ezmek için hareketli çeneyi çalkalar.
Agrega ve mineral işleme endüstrisinde geniş kullanım alanları vardır. Hidrolik sistem yardımıyla yapılan ayarları, yüksek performansları ve verimlilikleri ile primer kırıcıların en çok tercih edilenidir. Ülkemizde primer kırıcı olarak genellikle primer çeneli kırıcı (Şekil 2.7.) sistemi kullanılmaktadır (Arman, 2014).
Primer darbeli kırıcılar; orta sertlikte az aşındırıcı malzemelerin yüksek boyut küçültme oranlarında kırılmasını kontrollü olarak primer kademede sağlayan kırıcılardır. Ağırlık olarak 3000 kg’a kadar 1300 mm ebadında malzemeyi bu kırıcılarda 100 mm ebadına indirmek mümkündür. Burada kırıcıya giren kaya, rotor paletlerinin çarpması ile önce taşın taşa çarpması ile daha sonra üst kanattaki çarpma plakalarına ve alt kanattaki çarpma plakalarına çarpması ile kırılır (Nace Makinaları, 1999).
b-) Sekonder kırıcılar
Sekonder kırcılar; sekonder çeneli kırıcı ve sekonder darbeli kırıcı olarak üretilmektedir.
Sekonder çeneli kırıcılar yapraksı malzeme kırdığından dolayı sekonder kırıcı olarak pek tercih edilmemektedir. Bu kırıcılar primer çeneli kırıcıların aynısıdır. Fakat primer çeneli kırıcılara oranla daha yüksek bir devirde çalışırlar. Devir sayısı % 25 oranında daha fazladır.
Sekonder darbeli kırıcılar çarptırma özellikleri olduklarından dolayı kübik malzeme üretirler. Bu kırıcılar gövde ve rotordan oluşurlar. Rotor üzerine kama ve cıvatalarla bıçaklar monte edilir. Ön yüzünde kaburgalar vardır. Rotor bıçakları malzemeyi kaburgalara çarptırarak kırarlar ve Genellikle 400-600 devir/dakika ile çalışırlar (Halili, 2003).
Şekil 2.8. Sekonder darbeli kırıcı iç yapısı (MEB, 2012)
c-) Tersiyer kırıcılar
Tersiyer kırıcılar; merdaneli, çekiçli (değirmen), darbeli, konik ve düşey milli kırıcılar şeklinde dizayn edilirler.
Merdaneli kırıcılar tamamen sıkıştırarak kırma yaparlar. Birbirine ters istikamette dönen iki tamburdan oluşurlar. Arasına aldığı malzemeyi iki tambur arasında sıkıştırarak kırma yaptığı için üretimleri yapraksıdır ve darbeli kırıcılara kıyasla daha az toz üretirler.
Çekiçli kırıcılar gövde ve rotordan oluşurlar. Rotora bağlanan çok sayıdaki çekiç yüksek devir (600-1500 devir/dakika) sayesinde çarpma işlemini yaparlar. Dolayısıyla üretimler kübik ve kalitelidir. Ayrıca kireçtaşı gibi yumuşak malzemelerde tersiyer darbeli kırıcılar (Kum Kırıcı); çift yönlü darbeli kırıcılar sınıfından olup, her türlü taş malzemesi ve doğal minerallerin kırma işlerinde kullanılırlar. Rotor çelik döküm ve yüksek mukavemetli saç konstrüksiyon olarak imal edilmiş olup gerekli ısıl işlemler yapılmıştır. Gövde çift açılır kapaklı olup, kapak açma işlemi kriko ile rahatlıkla yapılabilmektedir. Kırma çeneleri, istenen malzeme iriliğine göre kolaylıkla ayarlanabilmektedir. Tersiyer darbeli kırıcılar yüksek performansı, kolay tamir bakım özellikleri yanında düşük maliyet avantajı sağlamaktadır (Halili, 2003).
2.4.1.2. Elekler
Kırma işleminden sonra en önemli parametre elek sistemidir. Primer kırıcıdan çıkan malzeme ön elek dediğimiz ağır hizmet eleğinden (ızgaralı ön elek) geçirilir. Böylece primer kırıcıdan çıkan malzemenin istenilen ebadının (30-40 mm'den ufak olan parçalarının) sekonder kırıcıya girmeden ayırıcı eleğe (nihai elek) gitmesi sağlanır veya nihai ürünün temiz ve kaliteli olması için bu malzeme yol malzemesi veya ikinci kalite ürün olarak sistem dışına çıkartılır. Bu sistem taş tozu oranının (0-5 mm) düşmesine ve agrega (kırmataş) üretiminin artmasına yardımcı olur. Sekonder ve tersiyer kırıcılardan çıkan malzemenin ayırma işlemi nihai eleklerle yapılır. Bu elekler 3 veya 4 katlı olup meyilli ve yatay elek şeklindedir. Devirleri dakikada 500 ile 1500 olan bu eleklerin titreşim sistemleri ileri-geri ve yukarı-aşağıdır (Halili, 2003).
2.4.1.3. Konveyör bantlar
Kırma eleme tesisleri içerisinde malzemenin taşınma işlemi (primer kırıcıdan ön elek veya sekonder kırıcıya, buradan titreşimli elek ya da tersiyer kırıcıya ve son olarak istenilen nihai ürünlerin yığıldığı stok alanına) farklı uzunluklarda ve genişliklerde (600 mm, 800 mm ya da 1000 mm) konveyör bantlar ile yapılmaktadır.
Konveyör bantlar şase üzerine yerleştirilmiş alt ve üst taşıyıcı makaralarla çalışırlar. Kafa ve kuyruk bölümlerinde bulunan tamburlar hareket mekanizmasını sağlarlar. Konveyör bantların sağa ve sola kaymaması için yan bölmelerde istikamet makaraları vardır (Halili, 2003).