精品機制砂石骨料生產線的工藝及設備探討

馬強強

(甘肅五環公路工程有限公司，甘肅 蘭州 730050）

目前，砂石骨料行業處于發展時期，挑戰與機遇共存，加大了對砂石骨料的企業的生產規模，并對其提出了更高的要求，在短時間內提升了市場的最大化效益。基于此，相關企業要具備長遠的企業規劃、高明的戰略決策，才能夠更好地接受各種挑戰，面對各種困難，提升自身長期的競爭力。工業化的機制砂石骨料生產線需要有效避免大規模低水平的重復建設。不斷提升產品的優良性，重視對過程的有效控制，提升精品機制砂石骨料生產線的節能環保性，以此作為骨料項目以后的發展趨勢。

1 工藝流程設計

在設計工藝流程過程中，主要根據破碎、篩分的計算分析。在明確項目條件下，可將工藝流程分為不同的設計方法，以不同的工藝流程基準，對設備進行針對性的選擇，項目投資、運營費用等也會因不同的工藝流程與設備而存在不同。基于此，需要全方面地分析、探究工藝流程的相關設計，以獲取最優、最佳的效果。

在我國北方地區，偉爾礦業的某機制砂石骨料項目，白云灰質巖作為礦石原料，其均抗壓強度和設計產能分別為94MPa和400t/h，生產線前端所應用的破碎篩分工藝包括除泥篩分+立軸破碎機整形+預先篩分等多種，后端主要應用樓式制砂工藝。

2 設備配置方案

2.1 粗碎設備

在骨料生產過程中，常見的粗碎設備主要包括旋回破碎機、錘式破碎機、反擊破碎機以及顎式破碎機。針對石灰等中軟硬度礦石的粗碎種主要應用錘式、反擊式破碎機。因此，在具體應用中具有范圍限制。而單歐錘式破碎機生產工藝具有簡單的流程，特別是在破碎較軟的石灰石時具有較高的優勢與作用，但是，在存在較大破碎比的情況下，也會出現較多的細粉料，這會嚴重影響后期的機制砂系統，并且，由于此類設備可操作條件少，通過其組成的單段破碎生產工藝欠缺過程控制的相關環節，因此，可能無法獲取所需的骨料產出比例。

針對物料而言，顎式破碎機的適應能力相對較高，其擠壓破碎方式下，在對比后易損件的應用壽命更長，并且，相同的處理量、進出料粒級相仿的基礎上，顎式破碎機的裝機功能率相對更低。基于此，在粗碎設備中，顎式破碎機具有十分理想的效果。顎式破碎機的選型需要通過以下2點進行：（1）進料粒度必須充分滿足相關需求；（2）在排料粒度下，排料口尺寸的處理能力能否充分滿足系統的相關需求，并對此進行明確。

在粗碎設備中，旋回破碎機主要在大型金屬礦山中應用，其設備單機處理量較大，并且進料能力較大，能夠更加適應礦石原料，給料過程可直接通過自卸卡車進行，并不需要應用給料設備。但是，其設備也會存在較多的不足與問題，主要體現在較高的設備成本造價，在具體安裝過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，具有較高的建設成本；同時，旋回破碎機需要較高的操作維護要求。基于此，針對附加值較低的骨料礦山，旋回破碎機的應用無法作用于經濟合理的選擇設備。

2.2 粗碎給料設備

粗碎給料設備主要分為2種，分別為重型板式、棒條式給料機。前者給料機具有較高的造價，基礎配套要求需要達到較高的標準，并且無法充分滿足預篩功能，需要有效應用較大規模的單機給料，在骨料生產過程中，并沒有廣泛應用。粗碎給料中，棒條式給料機作為理想設備，其設備具備的間隙篩條能夠進行調節，充分按照后續破碎機的最大排料情況調整其間隙。通過棒條式給料機給料物料時，物料在低于篩條間隙的情況可以提前進行篩離，不需要進入后續破碎設備，與此同時，優先選擇型號較小的破碎設備，在較小的通過量下工作，在此種情況下，能夠更好地避免在粗碎階段中，較小的物料出現過度粉碎的情況，有利于在后期流程階段中的過程控制。

2.3 除泥篩分

干法精品骨料生產線中，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，也會有較多的泥土夾雜其中，在進入生產系統的過程中，需要對其進行除泥篩分，以此提升成品骨料的最終品質。

通常情況下，初除泥篩分主要在粗碎階段進行設置，通過棒條式給料機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泥塊粒徑與含泥量進行明確，需要將物料進行篩分，當篩上的物料較為干凈的情況下，可將其返回生產系統，篩下物拋廢處理，通常情況下，除泥篩分需要犧牲一部分細顆粒巖石為代價。原料較為潮濕，在物料出現黏連的情況下，粗碎系統的除泥篩分通常無法將泥土進行良好的去除，在設計部分骨料生產線時，將二段破碎后的分級篩的篩下小于5mm的物料也會對其拋廢處理。

在案例工藝流程中，在棒條給料機篩條下需要對翻板切換閥進行設置，在原料含泥量過低的情況下，可以在篩條下的物料不需要進入除泥篩分，可直接給入后續生產系統中。

2.4 中間料堆

粗碎后的中間料堆，可將其分為作業率的不同兩端，分別為前段、后段，兩者可呈互補，在礦山供料道路運輸、設備檢修，導致前段設備無法正常運行作業的情況下，可通過后端設備充分依靠中間料堆的存料繼續完成生產。但是，由于中間堆料的存在，前段設備在此基礎上，能夠配置較常規設計出規格更大的型號，不僅能夠充分達到粗碎進料粒度，也能夠更好地減少粗碎作業率。通常情況下，中間緩沖料腿主要以底下通廊式設計為主，以地面作為劃分，地面以上和地面以下分別為堆場和通廊，通過應用電振動給料機、膠帶運輸機兩種方式下，從通廊運輸出物料，中間緩沖料堆的儲量需要充分按照生產規模計算進行明確，但是，由于受到較多因素的影響，如投資、場地，通常所儲存的產量以2d左右較為合適。

2.5 中碎前的預先篩分

在中碎前，需要對預先篩分進行設置，以此避免粗碎后的物料會全部進入中碎設備中。在處理中碎后，物料的粒度會隨之變細，與此同時，能夠很好地優化粒形，但是，在此過程中，給料時會過度粉碎低于中碎排料粒度的物料。

而在后段工藝中，通過應用立軸破碎機對全部骨料成品進行整形的過程中，中碎前所設置的預先篩分，更加合理，主要在于利用預先篩分能夠提前篩離出低于中碎排料粒度的物料，使其不進入中碎設備中，避免出現過度粉碎的問題。另外，可充分利用預先篩分的篩網尺寸對入中細碎、整形設備的物料量和最大給料粒度進行良好的控制，在對配置進行優化后，能夠充分降低破碎設備的選型規格，使設備臺數能夠減少。在設計優秀骨料工藝中的重要理念是多篩少，即便預先篩分會使生產系統逐漸復雜化，但是與破碎設備相比，篩分設備的價格更低，并且易損件的成本相對更低，能夠提升項目的初期投資與后期運營。

2.6 中碎設備

部分礦山為了能避免礦石出現過度粉碎，從而獲取大塊的產品，對于排礦口較小的顎式粉碎機，也可以在二段破碎、中碎中應用。針對破碎硬度較低的脆性物料，適合應用齒錕破碎機，主要因為齒錕有利于大塊破碎，并且還具備較強的預篩功能，能夠有效避免過度破碎細物料。在煤礦石含量較低的原煤破碎中廣泛應用于該類設備，同時，此種設備也逐漸應用到硬度較低的石灰石骨料礦上。

在生產骨料過程中，反擊式破碎機、圓錐破碎機作為普遍常見的中碎設備。反擊式破碎機價格較低，但是，在破碎時的粒形與圓錐破碎機相比效果更好，但是，也具有一定的缺陷，在對較硬物料進行破碎時，反擊破碎機的效率顯著降低，并且會存在損件磨損過快的情況。而在對較軟的石灰石礦石進行破碎時，破碎產品中產出的粗骨料比例較低，相比之下細粉料產出較高，通過此種方式直接獲取的低于5mm的物料作為機制砂的情況下，產晶質量較低，并且在機制砂中的細粉料相對較多，存在較少的粗顆粒，粗細比例分布呈“啞鈴型”，并且石粉含量會存在超標情況，無法充分滿足國標二區中砂需求。在中碎、二段破碎過程中主要以圓錐破碎機為主進行選擇，大部分的物料通常都具備較高的適應能力，易損件，但是，其具有較長的使用壽命。

圓錐破碎機通常以兩種類型為主，分別為多缸、單缸。前者的破機較高，在針對較硬巖石進行破碎的情況下能夠提升破碎成品率，多缸圓錐破碎機具有合理的破碎效果。與其規格相同的單缸圓錐破碎機，與多缸情況相比，其進料尺寸、通過能力更大、更高，但是，破碎成晶率較低通常骨料人員會在較小范圍的中碎單缸圓錐破碎機的排礦口進行設置，以此提升破碎成品率。但是，在此種情況下會使唇瓣出現不均勻的磨損情況，并且會加大設備發生故障的情況。

2.7 整形設備

針對第三段破碎主要應用立軸式破碎機，同時具備雙重功能，分別為整形與破碎，給料主要由預先檢查篩分，物料通過立軸破碎機進行破碎、整形后，給入成品篩，閉路系統主要由成品篩、立軸破碎機構成，基于此，其成品篩主要是為了能夠對篩立軸破碎機進行充分的檢查，明確其能夠在多種腔型的工況中應用：鐵打鐵腔型結構為開式轉子+鐵砧環，其最大的進料粒度通常能夠超出100mm，能夠更好地代替三段、二段破碎；而石打鐵腔型的結構主要是由閉式轉子+鐵砧環組成，進料的粒度不宜超過50mm。無論是二者的哪一種，鐵砧環具有較高的造價，并且其是易損件，會提升設備投資成本與運行成本。而石打石的破碎成品率相對較低，本體造價不高，能夠降低磨損情況，特別是針對物料處于破碎磨蝕性較高的情況下，應當通過石打石腔型的立軸破碎機進行應用。通常情況下，立軸破碎機主要應用在整形中，其轉子轉速約在900～1300r/min，轉速過高的情況下會嚴重導致粗骨料成品比例存在降低，因此轉速較低是無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的整體效果與通過能力。

2.8 成品篩分設備

成品篩分環節在骨料生產線中具有重要作用，但是，其環節卻無法充分引起相關人員的關注與重視，成品篩分作為開顱篩分作業，但是也要通過足夠的篩分效率來確保其效果，降低篩上粗粒級骨料成品中沒有通過篩的細粒級骨料摻混量。一旦出現規格不同的骨料摻混情況嚴重時，可能對混凝土攪拌站的配合比設計造成不良影響，最終導致混凝土的質量較低。成品篩分不僅有直線篩和圓振篩，操作時可以充分選擇三軸橢圓水平振動篩。在安裝其設備時，傾角為0，因此，篩分面積較大，通過利用三軸同步聯動的激振方式下，由于振幅較大，并且能夠調控振幅與顏率，可充分確保篩分效率的高效性，在骨料的成品篩分、細物料的分級篩分中十分適用，提升篩分效率與質量。在案例工藝流程中，成品篩分出料斗處配置翻版閥，可通過將部分成品骨料在立軸破碎機中放回且再次破碎，從而對最終成品的產品比例進行良好的調整，確保系統調控過程中具備較強的靈活性與有效性。

2.9 緩沖料倉

在篩分設備前可不對緩沖倉進行設置，但是，在破碎設備前需要對緩沖料倉進行設置，對緩沖倉進行設置主要是為了有利于自卸卡車卸料。緩沖倉的有效容積率需要大于卸料卡車的車斗容積。通常情況下，根據卸料卡車車斗容積的1.5倍為最佳，其容積不可過大，避免對粗碎棒條給料機造成過大的負荷，從而無法正常進行工作。圓錐破碎機、立軸破碎機前需要對緩沖倉進行設置，同時，對可變頻調速的點振動給料機進行配置，其目的是為了能夠使破碎設備持續穩定地進行給料，將設備最佳性能充分發揮。并且，其緩沖倉的容積不需要過大，確保在10分鐘左右的緩沖給料時間即可。

3 結語

綜上所述，在設計、建設精品機制砂骨料生產線的情況下需要根據項目條件進行，同時，對相關設備的主要特點進行詳細的了解與掌握后才可進行項目前期整體規劃工作。在具體操作中要始終遵循多篩少破的原則進行工藝流程設計，同時應用具備調控手段的破碎篩分設備，對破碎壁進行合理的分配，以此更好地確保整體流程的靈活性與可控性。