淺談混凝土骨料生產(chǎn)線的工藝設(shè)計(jì)

李蕾蕾，劉宏偉，付振洲，解少紅，魏榮杰，屈浩然

河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002）

淺談混凝土骨料生產(chǎn)線的工藝設(shè)計(jì)

李蕾蕾，劉宏偉，付振洲，解少紅，魏榮杰，屈浩然

河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002）

以投產(chǎn)運(yùn)行的天瑞集團(tuán)鄭州水泥有限公司400 t/h混凝土骨料生產(chǎn)線為例，介紹了混凝土骨料生產(chǎn)線工藝設(shè)計(jì)中的設(shè)備選型、工藝流程及車間布置的注意事項(xiàng)等。

混凝土骨料生產(chǎn)線；工藝設(shè)計(jì)；設(shè)備選型；工藝流程；車間布置

近年來，隨著國家與地方政府對(duì)公路鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷增強(qiáng)，高品質(zhì)混凝土骨料的需求量也在不斷增加。為適應(yīng)新時(shí)期產(chǎn)業(yè)政策的發(fā)展,走出目前水泥行業(yè)所面臨的“產(chǎn)能過剩”等困境，許多水泥企業(yè)抓住機(jī)遇、利用現(xiàn)有的石灰石或廢石資源來延伸產(chǎn)業(yè)鏈—投資建設(shè)混凝土骨料生產(chǎn)線。

水泥企業(yè)作為當(dāng)?shù)氐拇笮推髽I(yè),對(duì)其混凝土骨料生產(chǎn)線的投資建設(shè)要求必須標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，杜絕出現(xiàn)諸如個(gè)體投資建設(shè)骨料生產(chǎn)線所出現(xiàn)的安全、環(huán)保等問題。因而，骨料生產(chǎn)線的工藝設(shè)計(jì)將成為企業(yè)投資建設(shè)時(shí)首要關(guān)注的問題。本文以河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司為天瑞集團(tuán)鄭州水泥有限公司設(shè)計(jì)的400 t/h混凝土骨料生產(chǎn)線為例闡述混凝土骨料生產(chǎn)線的工藝設(shè)計(jì)及注意問題。

1 項(xiàng)目基本情況

1）產(chǎn)量:400 t/h混凝土骨料。2）四種產(chǎn)品，分別為：0～5 mm、5～10 mm、10～20 mm、20～30 mm。 3）混凝土骨料顆粒級(jí)配、針片狀含量、土含量等符合標(biāo)準(zhǔn)—GB/T 14685-2001《建筑用卵石、碎石》。4）物料儲(chǔ)存:露天堆場(chǎng)。5）環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)為:≤30 mg/m3。

2 主機(jī)設(shè)備選型

混凝土骨料生產(chǎn)線可簡單概括為:破碎、篩分及儲(chǔ)存。為了得到各項(xiàng)指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)的骨料產(chǎn)品,主機(jī)選型將成為生產(chǎn)線設(shè)計(jì)時(shí)考慮的首要問題。

當(dāng)原料的化學(xué)成分等符合生產(chǎn)混凝土骨料所需的原料要求時(shí),骨料生產(chǎn)線的主機(jī)選型則主要取決于其原料中的土含量、原料的硬度、磨蝕性指數(shù)等。

此項(xiàng)目原料的基本情況:原料是MgO含量超標(biāo)的開采水泥用灰?guī)r礦的廢石尾礦,其化學(xué)成分滿足生產(chǎn)混凝土骨料的要求;原料中土含量較大、原料的硬度及磨蝕性指數(shù)適中。

考慮到本項(xiàng)目原料的基本情況，主機(jī)設(shè)備選型為:1臺(tái)振動(dòng)篩分給料機(jī)+1臺(tái)顎式破碎機(jī)+1臺(tái)篩土振動(dòng)篩+1臺(tái)反擊式破碎機(jī)+2臺(tái)成品振動(dòng)篩。

主機(jī)設(shè)備選型中需注意以下問題:

1）板喂機(jī)、往復(fù)式給料機(jī)、振動(dòng)篩分給料機(jī)的選擇:雖然3種設(shè)備都具有給料功能,但是由于原料中或多或少含有一定量的泥土，而成品骨料要求盡可能少的土含量，所以需在進(jìn)破碎機(jī)之前配置1臺(tái)將土篩除的給料設(shè)備，這樣，振動(dòng)篩分給料機(jī)就成了最佳選擇。當(dāng)原料中土含量較少時(shí)，振動(dòng)篩分給料機(jī)將篩條間尺寸調(diào)至合適數(shù)值，物料通過給料機(jī)后將土篩除即可；當(dāng)原料中土含量較多時(shí),諸如此項(xiàng)目的原料情況（含土量有時(shí)可達(dá)20%），設(shè)計(jì)中則需考慮將給料機(jī)篩條間尺寸稍調(diào)大些，大部分含土（塊）廢料經(jīng)振動(dòng)篩分給料機(jī)篩下后再經(jīng)過1臺(tái)振動(dòng)篩將土篩干凈。

2）破碎機(jī)的選擇:根據(jù)混凝土骨料行業(yè)選用設(shè)備的基本情況，擬定的破碎機(jī)選型主要為3種:①顎式破碎機(jī)+反擊式破碎機(jī)；②顎式破碎機(jī)+圓錐式破碎機(jī)+整形機(jī);③錘式破碎機(jī)+反擊式破碎機(jī)。通過比較，第一種選型成熟可靠、成品率高、成品粒型好（均勻且多呈立方塊狀）,符合高速公路鐵路等用混凝土骨料的要求，適用于硬度、磨蝕性指數(shù)中等的物料破碎；第二種選型設(shè)備多、投資大、經(jīng)濟(jì)效益不明顯，適用于硬度、磨蝕性指數(shù)較高的物料破碎；第三種選型中物料一次破碎，部份返料進(jìn)反擊破，投資較省，但是維修費(fèi)用高，大塊骨料成品率低、易過粉碎、粉狀料多、成品骨料抗壓強(qiáng)度低，影響銷售。因此，結(jié)合此項(xiàng)目原料情況，最終破碎機(jī)選型為第一種—“顎式破碎機(jī)+反擊式破碎機(jī)”。

3）成品振動(dòng)篩臺(tái)數(shù)的選擇:“四種產(chǎn)品”+“一種篩余返料”，振動(dòng)篩出料共五種，則至少需要選擇1臺(tái)四層振動(dòng)篩。由于考慮到用1臺(tái)振動(dòng)篩篩凈率較低，此項(xiàng)目最終選型為2臺(tái)成品振動(dòng)篩。因?yàn)?～5 mm產(chǎn)品不符合建筑用碎石要求，且此項(xiàng)目原料含土量較大，為提高產(chǎn)品質(zhì)量，選擇2臺(tái)振動(dòng)篩也可對(duì)0～5 mm產(chǎn)品多一次篩除的機(jī)會(huì)。

3 工藝流程圖及設(shè)備參數(shù)表

工藝流程圖及設(shè)備參數(shù)表詳見圖1和表1。

4 布置圖設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)

1）破碎機(jī)前受料斗有效容積的選擇:一般情況下，受料斗設(shè)計(jì)的有效容積宜不少于破碎機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)12～15 min的工作量,并按運(yùn)輸車輛載重量校核,通常應(yīng)容納不小于3輛車的容量。根據(jù)以上觀點(diǎn),該生產(chǎn)線的受料斗有效容積和車輛最小載重量的選擇分別為80～100 t和25～30 t較合適。設(shè)計(jì)“有效倉容85 t”滿足要求。

2）破碎車間設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng):破碎車間的布置不僅要考慮到物料在破碎過程中的進(jìn)出料順暢,還要考慮到破碎機(jī)巡檢維修的方便及盡可能減小土建投資費(fèi)用。因地制宜,受料倉與破碎機(jī)間的布置充分利用地形高差,將破碎機(jī)布置于車間±0.000平面，不僅減小了土建投資，而且對(duì)破碎機(jī)維修、巡檢及換件等提供了諸多方便。

表1 設(shè)備參數(shù)表

3）篩分車間設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng):篩分車間振動(dòng)篩的布置應(yīng)在其周邊設(shè)計(jì)巡檢平臺(tái)；車間應(yīng)封閉、振動(dòng)篩設(shè)備本身應(yīng)密封以避免篩分時(shí)產(chǎn)生大量的粉塵外排。

4）非標(biāo)準(zhǔn)件連接的注意事項(xiàng):由于骨料生產(chǎn)線設(shè)計(jì)中所選用的主機(jī)設(shè)備均為振幅相對(duì)較大的設(shè)備，為避免振動(dòng)設(shè)備引起聯(lián)動(dòng),所以非標(biāo)準(zhǔn)溜子、風(fēng)管與主機(jī)設(shè)備連接時(shí)均應(yīng)為軟連接。

5 設(shè)計(jì)中的環(huán)保問題

5.1 環(huán)境污染源

1）混凝土骨料生產(chǎn)線對(duì)環(huán)境的污染主要是生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵、噪聲和污水。

2）粉塵主要來源于破碎、篩分設(shè)備排放點(diǎn)，輸送轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)，成品骨料堆存卸料點(diǎn)以及外運(yùn)骨料裝車時(shí)的揚(yáng)塵等等。

3）噪聲主要來源于破碎機(jī)、振動(dòng)篩等設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)過程。

4）污水主要是生活污水，不含有害物質(zhì)。

5.2 環(huán)境保護(hù)措施

1）粉塵治理措施:粉塵產(chǎn)生于骨料生產(chǎn)的全過程，為有效控制粉塵排放量，設(shè)計(jì)中在工藝上盡量減少揚(yáng)塵環(huán)節(jié)，減少物料的轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)和落差，選用揚(yáng)塵少的設(shè)備，使用密閉性能好的輸送和給料設(shè)備。所有的粉塵排放點(diǎn)均采用收塵效率高、技術(shù)可靠的收塵器。保證粉塵排放濃度低于30 mg/m3，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于成品骨料堆存卸料點(diǎn)的除塵,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水源情況可選擇水噴霧除塵；水源緊張或者我國北方寒冷地區(qū)的廠區(qū)，也可通過建設(shè)儲(chǔ)庫及堆棚來減少粉塵排放。

2）噪聲控制:①從設(shè)備選型上盡量選擇噪聲低的設(shè)備；②對(duì)噪聲較大設(shè)備布置于封閉廠房內(nèi)。

3）污水處理:生活污水經(jīng)化糞池處理后，排用吸糞車?yán)?，或入排水管網(wǎng)；噴霧除塵屬于消耗水，除塵后自然蒸發(fā)。

6 結(jié)語

目前,天瑞集團(tuán)鄭州水泥有限公司400 t/h混凝土骨料生產(chǎn)線運(yùn)行正常，各項(xiàng)指標(biāo)均已達(dá)到設(shè)計(jì)要求，已成為水泥企業(yè)進(jìn)軍混凝土骨料行業(yè)的楷模。隨著各大水泥企業(yè)的加入，砂石骨料行業(yè)將會(huì)出現(xiàn)一片欣欣向榮的景象。