精品機(jī)制砂石骨料生產(chǎn)線(xiàn)的工藝及設(shè)備探討

馬強(qiáng)強(qiáng)

(甘肅五環(huán)公路工程有限公司，甘肅 蘭州 730050）

目前，砂石骨料行業(yè)處于發(fā)展時(shí)期，挑戰(zhàn)與機(jī)遇共存，加大了對(duì)砂石骨料的企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模，并對(duì)其提出了更高的要求，在短時(shí)間內(nèi)提升了市場(chǎng)的最大化效益?；诖?，相關(guān)企業(yè)要具備長(zhǎng)遠(yuǎn)的企業(yè)規(guī)劃、高明的戰(zhàn)略決策，才能夠更好地接受各種挑戰(zhàn)，面對(duì)各種困難，提升自身長(zhǎng)期的競(jìng)爭(zhēng)力。工業(yè)化的機(jī)制砂石骨料生產(chǎn)線(xiàn)需要有效避免大規(guī)模低水平的重復(fù)建設(shè)。不斷提升產(chǎn)品的優(yōu)良性，重視對(duì)過(guò)程的有效控制，提升精品機(jī)制砂石骨料生產(chǎn)線(xiàn)的節(jié)能環(huán)保性，以此作為骨料項(xiàng)目以后的發(fā)展趨勢(shì)。

1 工藝流程設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)工藝流程過(guò)程中，主要根據(jù)破碎、篩分的計(jì)算分析。在明確項(xiàng)目條件下，可將工藝流程分為不同的設(shè)計(jì)方法，以不同的工藝流程基準(zhǔn)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行針對(duì)性的選擇，項(xiàng)目投資、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用等也會(huì)因不同的工藝流程與設(shè)備而存在不同?；诖?，需要全方面地分析、探究工藝流程的相關(guān)設(shè)計(jì)，以獲取最優(yōu)、最佳的效果。

在我國(guó)北方地區(qū)，偉爾礦業(yè)的某機(jī)制砂石骨料項(xiàng)目，白云灰質(zhì)巖作為礦石原料，其均抗壓強(qiáng)度和設(shè)計(jì)產(chǎn)能分別為94MPa和400t/h，生產(chǎn)線(xiàn)前端所應(yīng)用的破碎篩分工藝包括除泥篩分+立軸破碎機(jī)整形+預(yù)先篩分等多種，后端主要應(yīng)用樓式制砂工藝。

2 設(shè)備配置方案

2.1 粗碎設(shè)備

在骨料生產(chǎn)過(guò)程中，常見(jiàn)的粗碎設(shè)備主要包括旋回破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、反擊破碎機(jī)以及顎式破碎機(jī)。針對(duì)石灰等中軟硬度礦石的粗碎種主要應(yīng)用錘式、反擊式破碎機(jī)。因此，在具體應(yīng)用中具有范圍限制。而單歐錘式破碎機(jī)生產(chǎn)工藝具有簡(jiǎn)單的流程，特別是在破碎較軟的石灰石時(shí)具有較高的優(yōu)勢(shì)與作用，但是，在存在較大破碎比的情況下，也會(huì)出現(xiàn)較多的細(xì)粉料，這會(huì)嚴(yán)重影響后期的機(jī)制砂系統(tǒng)，并且，由于此類(lèi)設(shè)備可操作條件少，通過(guò)其組成的單段破碎生產(chǎn)工藝欠缺過(guò)程控制的相關(guān)環(huán)節(jié)，因此，可能無(wú)法獲取所需的骨料產(chǎn)出比例。

針對(duì)物料而言，顎式破碎機(jī)的適應(yīng)能力相對(duì)較高，其擠壓破碎方式下，在對(duì)比后易損件的應(yīng)用壽命更長(zhǎng)，并且，相同的處理量、進(jìn)出料粒級(jí)相仿的基礎(chǔ)上，顎式破碎機(jī)的裝機(jī)功能率相對(duì)更低?；诖?，在粗碎設(shè)備中，顎式破碎機(jī)具有十分理想的效果。顎式破碎機(jī)的選型需要通過(guò)以下2點(diǎn)進(jìn)行：（1）進(jìn)料粒度必須充分滿(mǎn)足相關(guān)需求；（2）在排料粒度下，排料口尺寸的處理能力能否充分滿(mǎn)足系統(tǒng)的相關(guān)需求，并對(duì)此進(jìn)行明確。

在粗碎設(shè)備中，旋回破碎機(jī)主要在大型金屬礦山中應(yīng)用，其設(shè)備單機(jī)處理量較大，并且進(jìn)料能力較大，能夠更加適應(yīng)礦石原料，給料過(guò)程可直接通過(guò)自卸卡車(chē)進(jìn)行，并不需要應(yīng)用給料設(shè)備。但是，其設(shè)備也會(huì)存在較多的不足與問(wèn)題，主要體現(xiàn)在較高的設(shè)備成本造價(jià)，在具體安裝過(guò)程中需要較高的要求，水平、垂直方向都需要具有較大的空間，混凝土澆筑作為基礎(chǔ)，具有較高的建設(shè)成本；同時(shí)，旋回破碎機(jī)需要較高的操作維護(hù)要求?；诖耍槍?duì)附加值較低的骨料礦山，旋回破碎機(jī)的應(yīng)用無(wú)法作用于經(jīng)濟(jì)合理的選擇設(shè)備。

2.2 粗碎給料設(shè)備

粗碎給料設(shè)備主要分為2種，分別為重型板式、棒條式給料機(jī)。前者給料機(jī)具有較高的造價(jià)，基礎(chǔ)配套要求需要達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)，并且無(wú)法充分滿(mǎn)足預(yù)篩功能，需要有效應(yīng)用較大規(guī)模的單機(jī)給料，在骨料生產(chǎn)過(guò)程中，并沒(méi)有廣泛應(yīng)用。粗碎給料中，棒條式給料機(jī)作為理想設(shè)備，其設(shè)備具備的間隙篩條能夠進(jìn)行調(diào)節(jié)，充分按照后續(xù)破碎機(jī)的最大排料情況調(diào)整其間隙。通過(guò)棒條式給料機(jī)給料物料時(shí)，物料在低于篩條間隙的情況可以提前進(jìn)行篩離，不需要進(jìn)入后續(xù)破碎設(shè)備，與此同時(shí)，優(yōu)先選擇型號(hào)較小的破碎設(shè)備，在較小的通過(guò)量下工作，在此種情況下，能夠更好地避免在粗碎階段中，較小的物料出現(xiàn)過(guò)度粉碎的情況，有利于在后期流程階段中的過(guò)程控制。

2.3 除泥篩分

干法精品骨料生產(chǎn)線(xiàn)中，除泥篩分是重要的組成部分，在前期骨料礦山的剝離階段中，開(kāi)采原料中可能帶有的泥土較多，在骨料礦山的礦石巖層中，也會(huì)有較多的泥土夾雜其中，在進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)的過(guò)程中，需要對(duì)其進(jìn)行除泥篩分，以此提升成品骨料的最終品質(zhì)。

通常情況下，初除泥篩分主要在粗碎階段進(jìn)行設(shè)置，通過(guò)棒條式給料機(jī)所篩除的低于篩條間隙的物料給入除泥篩，除泥篩的篩孔尺寸需要通過(guò)泥塊粒徑與含泥量進(jìn)行明確，需要將物料進(jìn)行篩分，當(dāng)篩上的物料較為干凈的情況下，可將其返回生產(chǎn)系統(tǒng)，篩下物拋廢處理，通常情況下，除泥篩分需要犧牲一部分細(xì)顆粒巖石為代價(jià)。原料較為潮濕，在物料出現(xiàn)黏連的情況下，粗碎系統(tǒng)的除泥篩分通常無(wú)法將泥土進(jìn)行良好的去除，在設(shè)計(jì)部分骨料生產(chǎn)線(xiàn)時(shí)，將二段破碎后的分級(jí)篩的篩下小于5mm的物料也會(huì)對(duì)其拋廢處理。

在案例工藝流程中，在棒條給料機(jī)篩條下需要對(duì)翻板切換閥進(jìn)行設(shè)置，在原料含泥量過(guò)低的情況下，可以在篩條下的物料不需要進(jìn)入除泥篩分，可直接給入后續(xù)生產(chǎn)系統(tǒng)中。

2.4 中間料堆

粗碎后的中間料堆，可將其分為作業(yè)率的不同兩端，分別為前段、后段，兩者可呈互補(bǔ)，在礦山供料道路運(yùn)輸、設(shè)備檢修，導(dǎo)致前段設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行作業(yè)的情況下，可通過(guò)后端設(shè)備充分依靠中間料堆的存料繼續(xù)完成生產(chǎn)。但是，由于中間堆料的存在，前段設(shè)備在此基礎(chǔ)上，能夠配置較常規(guī)設(shè)計(jì)出規(guī)格更大的型號(hào)，不僅能夠充分達(dá)到粗碎進(jìn)料粒度，也能夠更好地減少粗碎作業(yè)率。通常情況下，中間緩沖料腿主要以底下通廊式設(shè)計(jì)為主，以地面作為劃分，地面以上和地面以下分別為堆場(chǎng)和通廊，通過(guò)應(yīng)用電振動(dòng)給料機(jī)、膠帶運(yùn)輸機(jī)兩種方式下，從通廊運(yùn)輸出物料，中間緩沖料堆的儲(chǔ)量需要充分按照生產(chǎn)規(guī)模計(jì)算進(jìn)行明確，但是，由于受到較多因素的影響，如投資、場(chǎng)地，通常所儲(chǔ)存的產(chǎn)量以2d左右較為合適。

2.5 中碎前的預(yù)先篩分

在中碎前，需要對(duì)預(yù)先篩分進(jìn)行設(shè)置，以此避免粗碎后的物料會(huì)全部進(jìn)入中碎設(shè)備中。在處理中碎后，物料的粒度會(huì)隨之變細(xì)，與此同時(shí)，能夠很好地優(yōu)化粒形，但是，在此過(guò)程中，給料時(shí)會(huì)過(guò)度粉碎低于中碎排料粒度的物料。

而在后段工藝中，通過(guò)應(yīng)用立軸破碎機(jī)對(duì)全部骨料成品進(jìn)行整形的過(guò)程中，中碎前所設(shè)置的預(yù)先篩分，更加合理，主要在于利用預(yù)先篩分能夠提前篩離出低于中碎排料粒度的物料，使其不進(jìn)入中碎設(shè)備中，避免出現(xiàn)過(guò)度粉碎的問(wèn)題。另外，可充分利用預(yù)先篩分的篩網(wǎng)尺寸對(duì)入中細(xì)碎、整形設(shè)備的物料量和最大給料粒度進(jìn)行良好的控制，在對(duì)配置進(jìn)行優(yōu)化后，能夠充分降低破碎設(shè)備的選型規(guī)格，使設(shè)備臺(tái)數(shù)能夠減少。在設(shè)計(jì)優(yōu)秀骨料工藝中的重要理念是多篩少，即便預(yù)先篩分會(huì)使生產(chǎn)系統(tǒng)逐漸復(fù)雜化，但是與破碎設(shè)備相比，篩分設(shè)備的價(jià)格更低，并且易損件的成本相對(duì)更低，能夠提升項(xiàng)目的初期投資與后期運(yùn)營(yíng)。

2.6 中碎設(shè)備

部分礦山為了能避免礦石出現(xiàn)過(guò)度粉碎，從而獲取大塊的產(chǎn)品，對(duì)于排礦口較小的顎式粉碎機(jī)，也可以在二段破碎、中碎中應(yīng)用。針對(duì)破碎硬度較低的脆性物料，適合應(yīng)用齒錕破碎機(jī)，主要因?yàn)辇X錕有利于大塊破碎，并且還具備較強(qiáng)的預(yù)篩功能，能夠有效避免過(guò)度破碎細(xì)物料。在煤礦石含量較低的原煤破碎中廣泛應(yīng)用于該類(lèi)設(shè)備，同時(shí)，此種設(shè)備也逐漸應(yīng)用到硬度較低的石灰石骨料礦上。

在生產(chǎn)骨料過(guò)程中，反擊式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)作為普遍常見(jiàn)的中碎設(shè)備。反擊式破碎機(jī)價(jià)格較低，但是，在破碎時(shí)的粒形與圓錐破碎機(jī)相比效果更好，但是，也具有一定的缺陷，在對(duì)較硬物料進(jìn)行破碎時(shí)，反擊破碎機(jī)的效率顯著降低，并且會(huì)存在損件磨損過(guò)快的情況。而在對(duì)較軟的石灰石礦石進(jìn)行破碎時(shí)，破碎產(chǎn)品中產(chǎn)出的粗骨料比例較低，相比之下細(xì)粉料產(chǎn)出較高，通過(guò)此種方式直接獲取的低于5mm的物料作為機(jī)制砂的情況下，產(chǎn)晶質(zhì)量較低，并且在機(jī)制砂中的細(xì)粉料相對(duì)較多，存在較少的粗顆粒，粗細(xì)比例分布呈“啞鈴型”，并且石粉含量會(huì)存在超標(biāo)情況，無(wú)法充分滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)二區(qū)中砂需求。在中碎、二段破碎過(guò)程中主要以圓錐破碎機(jī)為主進(jìn)行選擇，大部分的物料通常都具備較高的適應(yīng)能力，易損件，但是，其具有較長(zhǎng)的使用壽命。

圓錐破碎機(jī)通常以?xún)煞N類(lèi)型為主，分別為多缸、單缸。前者的破機(jī)較高，在針對(duì)較硬巖石進(jìn)行破碎的情況下能夠提升破碎成品率，多缸圓錐破碎機(jī)具有合理的破碎效果。與其規(guī)格相同的單缸圓錐破碎機(jī)，與多缸情況相比，其進(jìn)料尺寸、通過(guò)能力更大、更高，但是，破碎成晶率較低通常骨料人員會(huì)在較小范圍的中碎單缸圓錐破碎機(jī)的排礦口進(jìn)行設(shè)置，以此提升破碎成品率。但是，在此種情況下會(huì)使唇瓣出現(xiàn)不均勻的磨損情況，并且會(huì)加大設(shè)備發(fā)生故障的情況。

2.7 整形設(shè)備

針對(duì)第三段破碎主要應(yīng)用立軸式破碎機(jī)，同時(shí)具備雙重功能，分別為整形與破碎，給料主要由預(yù)先檢查篩分，物料通過(guò)立軸破碎機(jī)進(jìn)行破碎、整形后，給入成品篩，閉路系統(tǒng)主要由成品篩、立軸破碎機(jī)構(gòu)成，基于此，其成品篩主要是為了能夠?qū)Y立軸破碎機(jī)進(jìn)行充分的檢查，明確其能夠在多種腔型的工況中應(yīng)用：鐵打鐵腔型結(jié)構(gòu)為開(kāi)式轉(zhuǎn)子+鐵砧環(huán)，其最大的進(jìn)料粒度通常能夠超出100mm，能夠更好地代替三段、二段破碎；而石打鐵腔型的結(jié)構(gòu)主要是由閉式轉(zhuǎn)子+鐵砧環(huán)組成，進(jìn)料的粒度不宜超過(guò)50mm。無(wú)論是二者的哪一種，鐵砧環(huán)具有較高的造價(jià)，并且其是易損件，會(huì)提升設(shè)備投資成本與運(yùn)行成本。而石打石的破碎成品率相對(duì)較低，本體造價(jià)不高，能夠降低磨損情況，特別是針對(duì)物料處于破碎磨蝕性較高的情況下，應(yīng)當(dāng)通過(guò)石打石腔型的立軸破碎機(jī)進(jìn)行應(yīng)用。通常情況下，立軸破碎機(jī)主要應(yīng)用在整形中，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速約在900～1300r/min，轉(zhuǎn)速過(guò)高的情況下會(huì)嚴(yán)重導(dǎo)致粗骨料成品比例存在降低，因此轉(zhuǎn)速較低是無(wú)法充分確保整形的良好效果；溢爆量的大小主要取決于立軸破碎機(jī)的整體效果與通過(guò)能力。

2.8 成品篩分設(shè)備

成品篩分環(huán)節(jié)在骨料生產(chǎn)線(xiàn)中具有重要作用，但是，其環(huán)節(jié)卻無(wú)法充分引起相關(guān)人員的關(guān)注與重視，成品篩分作為開(kāi)顱篩分作業(yè)，但是也要通過(guò)足夠的篩分效率來(lái)確保其效果，降低篩上粗粒級(jí)骨料成品中沒(méi)有通過(guò)篩的細(xì)粒級(jí)骨料摻混量。一旦出現(xiàn)規(guī)格不同的骨料摻混情況嚴(yán)重時(shí)，可能對(duì)混凝土攪拌站的配合比設(shè)計(jì)造成不良影響，最終導(dǎo)致混凝土的質(zhì)量較低。成品篩分不僅有直線(xiàn)篩和圓振篩，操作時(shí)可以充分選擇三軸橢圓水平振動(dòng)篩。在安裝其設(shè)備時(shí)，傾角為0，因此，篩分面積較大，通過(guò)利用三軸同步聯(lián)動(dòng)的激振方式下，由于振幅較大，并且能夠調(diào)控振幅與顏率，可充分確保篩分效率的高效性，在骨料的成品篩分、細(xì)物料的分級(jí)篩分中十分適用，提升篩分效率與質(zhì)量。在案例工藝流程中，成品篩分出料斗處配置翻版閥，可通過(guò)將部分成品骨料在立軸破碎機(jī)中放回且再次破碎，從而對(duì)最終成品的產(chǎn)品比例進(jìn)行良好的調(diào)整，確保系統(tǒng)調(diào)控過(guò)程中具備較強(qiáng)的靈活性與有效性。

2.9 緩沖料倉(cāng)

在篩分設(shè)備前可不對(duì)緩沖倉(cāng)進(jìn)行設(shè)置，但是，在破碎設(shè)備前需要對(duì)緩沖料倉(cāng)進(jìn)行設(shè)置，對(duì)緩沖倉(cāng)進(jìn)行設(shè)置主要是為了有利于自卸卡車(chē)卸料。緩沖倉(cāng)的有效容積率需要大于卸料卡車(chē)的車(chē)斗容積。通常情況下，根據(jù)卸料卡車(chē)車(chē)斗容積的1.5倍為最佳，其容積不可過(guò)大，避免對(duì)粗碎棒條給料機(jī)造成過(guò)大的負(fù)荷，從而無(wú)法正常進(jìn)行工作。圓錐破碎機(jī)、立軸破碎機(jī)前需要對(duì)緩沖倉(cāng)進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)，對(duì)可變頻調(diào)速的點(diǎn)振動(dòng)給料機(jī)進(jìn)行配置，其目的是為了能夠使破碎設(shè)備持續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行給料，將設(shè)備最佳性能充分發(fā)揮。并且，其緩沖倉(cāng)的容積不需要過(guò)大，確保在10分鐘左右的緩沖給料時(shí)間即可。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在設(shè)計(jì)、建設(shè)精品機(jī)制砂骨料生產(chǎn)線(xiàn)的情況下需要根據(jù)項(xiàng)目條件進(jìn)行，同時(shí)，對(duì)相關(guān)設(shè)備的主要特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的了解與掌握后才可進(jìn)行項(xiàng)目前期整體規(guī)劃工作。在具體操作中要始終遵循多篩少破的原則進(jìn)行工藝流程設(shè)計(jì)，同時(shí)應(yīng)用具備調(diào)控手段的破碎篩分設(shè)備，對(duì)破碎壁進(jìn)行合理的分配，以此更好地確保整體流程的靈活性與可控性。