水泥廠建設(shè)年產(chǎn)300萬噸骨料生產(chǎn)線工藝設(shè)計

黃明夫

江西省建筑材料工業(yè)科學(xué)研究設(shè)計院，江西 南昌 330001

0 前言

因為全國禁止非法采砂的范圍越來越廣，處罰力度越來越大，砂石的供應(yīng)存在不足，隨著經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展，帶來了土木建筑業(yè)的空前活躍，道路、橋梁、鐵路、機場、水工建筑、近岸結(jié)構(gòu)、城市建設(shè)、通訊等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，使得建筑材料在量上達(dá)到了歷史上的最高水平［1］。其中占混凝土體積70%以上的砂石料要開山采礦，挖掘河床，每年建筑用砂石約為30 多億噸［2］。

砂石是依附于天然石礦資源的產(chǎn)業(yè)，過去幾十年里，是以傳統(tǒng)的粗放式的發(fā)展為主，近年來逐漸轉(zhuǎn)為工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。在起步階段，砂石骨料需求量小，供應(yīng)充足。所用砂石多為天然形成的自然資源，以人工開采為主，設(shè)備簡單，發(fā)展緩慢。進入天然砂石實現(xiàn)機械化開采階段，市場需求量大，供應(yīng)充足，但自然資源儲量已顯不足。機制砂石開始發(fā)展，市場供應(yīng)以天然砂石為主，機制砂石為輔［3］。產(chǎn)業(yè)仍是粗放式的發(fā)展。始于2011 年的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級階段，以機制砂石骨料為主，以天然砂石為輔。市場需求量大，部分區(qū)域自然資源枯竭，供應(yīng)緊張。機制砂石骨料快速發(fā)展，行業(yè)的政策、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等逐漸完善，市場得到了一定的規(guī)范。市場逐步細(xì)分，面向高性能、耐久性混凝土骨料的比重不斷增加，環(huán)境保護得到了高度重視［4］。

1 原料資源及供應(yīng)情況

現(xiàn)在以某江西贛州某水泥廠建設(shè)骨料生產(chǎn)線為例，該水泥廠自有礦山為骨料原料主要來源，為石灰石礦山，生產(chǎn)的石灰石僅用于供應(yīng)公司生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥熟料，不對外銷售。石灰石礦區(qū)保有儲量1.39 億噸，礦山服務(wù)年限為57 年。礦石成分見表1：

表1 石灰石礦主要化學(xué)成分 質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%

石灰?guī)r抗壓強度：垂直于層理方向時，抗壓強度為80MPa；平行于層理方向時，抗壓強度為70～80MPa。石灰?guī)r摩氏硬度在3左右。

2 生產(chǎn)工藝

2.1 建設(shè)規(guī)模、產(chǎn)品品種及主要技術(shù)指標(biāo)

項目要求年生產(chǎn)建筑骨料300 萬t，機制砂120 萬t，石粉15萬t，機制砂臺時產(chǎn)量2×100t/h。石灰石骨料品種：0～5mm、5～10mm、10～20mm、20～31.5mm四個骨料品種，其顆粒級配及性能指標(biāo)符合國家GB/T14685-2011《建設(shè)用卵石、碎石》標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 工藝設(shè)計要點

2.2.1 破碎系統(tǒng)

一級破碎采用單段錘式破碎機，進料粒度≤1000mm，出料粒度≤31.5mm占70%，破碎能力：1000t/h；二級破碎采用反擊破碎機用于破碎一級破碎回料，進料粒度≤800mm，出料粒度≤31.5mm 90%，破碎能力：600t/h。該破碎工藝流程可以實現(xiàn)高破碎比、粒度成型好、工藝流程簡單及高效節(jié)能等特點。一級單段錘式破碎機進料斗上方處設(shè)集中收塵系統(tǒng)和噴霧降塵系統(tǒng)。一級及二級破碎機設(shè)集中收塵系統(tǒng)。

2.2.2 篩分及輸送系統(tǒng)

該項目采用石灰石礦區(qū)水泥用灰?guī)r廢石作為原料，原料中的山皮土（泥）和巖隙土（泥）含量較高，必須采取除泥（土）工藝。

2.3 生產(chǎn)線主機選擇和工藝流程

利用自有石灰石礦山配套建設(shè)砂石骨料生產(chǎn)線采用的錘式破碎機+反擊式破碎機方案的主機設(shè)備見表2，全廠工藝流程見圖1。

圖1 骨料破碎車間工藝流程圖

表2 主機設(shè)備規(guī)格一覽表

2.4 生產(chǎn)線工藝流程簡述

（1）石灰石經(jīng)單段錘式破碎機（或重錘反擊破碎機）料斗，由棒條給料機喂入一級單段錘式破碎機（或重錘反擊破碎機），石灰石料斗可單邊進料，棒條給料機泥料斗下設(shè)兩路，可根據(jù)原料含泥量情況選擇漏料進入除泥篩分系統(tǒng)或破碎機出料皮帶輸送機。

（2）一級破碎和二級破碎后物料由皮帶機一路送入建筑骨料一級篩分系統(tǒng)，經(jīng)一級篩分后的粗料及除泥篩分系統(tǒng)的粗料經(jīng)皮帶機輸送至二級反擊破碎機破碎，一級單段錘式破碎機（或重錘反擊破碎機）進料斗上方處設(shè)集中收塵系統(tǒng)和噴霧降塵系統(tǒng)，一級及二級破碎機設(shè)集中收塵系統(tǒng)。一段破碎、二段破碎工藝流程見圖2 所示：

（3）由棒條給料機篦縫漏出的含泥料經(jīng)皮帶機送入除泥篩分系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置一臺雙層振動篩，篩孔50/20mm，經(jīng)篩分后粒徑大于20mm的骨料由皮帶機送回二級回料反擊破碎機破碎，粒徑小于20mm 的含泥料送入堆棚中儲存。除泥篩分設(shè)集中收塵系統(tǒng)。

（4）一級及二級破碎后的物料經(jīng)皮帶機送入一級篩分系統(tǒng)，該篩分系統(tǒng)設(shè)置兩臺雙層振動篩，篩孔31.5/20mm，經(jīng)篩分后粒徑＞31.5mm 的骨料（及粒徑20～31.5mm 的骨料滯銷時一起）由皮帶機送回二級反擊破碎機破碎；粒徑＜31.5mm的物料由皮帶機送入二級篩分系統(tǒng)。一級篩分系統(tǒng)設(shè)集中收塵系統(tǒng)。

圖2 一段破碎、二段破碎剖面流程圖

（5）0～31.5mm 未分級物料經(jīng)皮帶機送入二級篩分系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置二臺三層振動篩，篩孔20/10/5mm，經(jīng)篩分后粒徑5～10mm、10～20mm、20～31.5mm的骨料分別由各自皮帶機送入Φ12m 成品圓庫儲存，0～5 及5～10mm 的骨料可以直接由皮帶輸送機送入機制砂系統(tǒng)，儲存在庫內(nèi)5～10mm 的骨料富余部分也可以由皮帶輸送機及提升機送入機制砂系統(tǒng)緩沖倉。二級篩分系統(tǒng)設(shè)集中收塵系統(tǒng)。

（6）0～5、5～10 的骨料由皮帶輸送機送入V 型選粉機，分選出的大于1.18～5mm 的顆粒進入制砂機，動態(tài)選粉機分選出0.075～1.18mm細(xì)砂由提升機送入機制砂成品庫儲存，旋風(fēng)分離器分選出的0～0.075mm 細(xì)粉由FU 鏈?zhǔn)捷斔蜋C送入成品粉倉；經(jīng)制砂機破碎后的物料由皮帶輸送機及提升機輸送至無動力V型選粉機，＞0.075mm 物料進入直線振動篩，經(jīng)篩分后＞5mm的顆粒進入制砂機，3～5mm 物料一部分作為成品砂由提升機輸送至成品砂庫，另一部分進入制砂機，＜3mm 成品砂也由提升機輸送至成品砂庫。制砂系統(tǒng)設(shè)集中收塵系統(tǒng)，V 型選粉機＜0.075mm 極微粉及其他落料點揚塵，統(tǒng)一集中收塵，收塵器回灰經(jīng)重錘翻板閥至成品粉倉。

（7）機制砂成品、粉料儲存及庫底散裝發(fā)運。儲存在Φ12×26m 圓庫內(nèi)的機制砂成品經(jīng)螺旋閘閥、氣動扇形閥輸送至拌濕機，經(jīng)加水?dāng)嚢杈鶆蚝蟮臐裆坝缮⒀b機送至散裝汽車，經(jīng)地中衡計量后出廠。儲存在Φ8×15m 圓庫內(nèi)的粉料一路經(jīng)螺旋閘閥、流量控制閥、散裝機送至粉料散裝汽車。成品粉料散裝系統(tǒng)設(shè)集中收塵系統(tǒng)，收塵器回灰經(jīng)重錘翻板閥至成品粉倉。

3 結(jié)語

砂石骨料生產(chǎn)線的設(shè)計及建設(shè)應(yīng)以項目建設(shè)條件和原料檢測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，并充分了解相關(guān)設(shè)備特性并進行項目前期整體規(guī)劃；工藝流程設(shè)計應(yīng)遵循“多篩少破”的原則并采用具備操作和調(diào)控手段的破碎篩分設(shè)備，合理分配破碎比，實現(xiàn)全流程生產(chǎn)的流暢性和靈活性［5］。