精品机制砂石骨料生产线的工艺及设备探讨

马强强

(甘肃五环公路工程有限公司，甘肃 兰州 730050）

目前，砂石骨料行业处于发展时期，挑战与机遇共存，加大了对砂石骨料的企业的生产规模，并对其提出了更高的要求，在短时间内提升了市场的最大化效益。基于此，相关企业要具备长远的企业规划、高明的战略决策，才能够更好地接受各种挑战，面对各种困难，提升自身长期的竞争力。工业化的机制砂石骨料生产线需要有效避免大规模低水平的重复建设。不断提升产品的优良性，重视对过程的有效控制，提升精品机制砂石骨料生产线的节能环保性，以此作为骨料项目以后的发展趋势。

在设计工艺流程过程中，主要根据破碎、筛分的计算分析。在明确项目条件下，可将工艺流程分为不同的设计方法，以不同的工艺流程基准，对设备进行针对性的选择，项目投资、运营费用等也会因不同的工艺流程与设备而存在不同。基于此，需要全方面地分析、探究工艺流程的相关设计，以获取最优、最佳的效果。

在我国北方地区，伟尔矿业的某机制砂石骨料项目，白云灰质岩作为矿石原料，其均抗压强度和设计产能分别为94MPa和400t/h，生产线前端所应用的破碎筛分工艺包括除泥筛分+立轴破碎机整形+预先筛分等多种，后端主要应用楼式制砂工艺。

2.1 粗碎设备

在骨料生产过程中，常见的粗碎设备主要包括旋回破碎机、锤式破碎机、反击破碎机以及颚式破碎机。针对石灰等中软硬度矿石的粗碎种主要应用锤式、反击式破碎机。因此，在具体应用中具有范围限制。而单欧锤式破碎机生产工艺具有简单的流程，特别是在破碎较软的石灰石时具有较高的优势与作用，但是，在存在较大破碎比的情况下，也会出现较多的细粉料，这会严重影响后期的机制砂系统，并且，由于此类设备可操作条件少，通过其组成的单段破碎生产工艺欠缺过程控制的相关环节，因此，可能无法获取所需的骨料产出比例。

针对物料而言，颚式破碎机的适应能力相对较高，其挤压破碎方式下，在对比后易损件的应用寿命更长，并且，相同的处理量、进出料粒级相仿的基础上，颚式破碎机的装机功能率相对更低。基于此，在粗碎设备中，颚式破碎机具有十分理想的效果。颚式破碎机的选型需要通过以下2点进行：（1）进料粒度必须充分满足相关需求；
（2）在排料粒度下，排料口尺寸的处理能力能否充分满足系统的相关需求，并对此进行明确。

在粗碎设备中，旋回破碎机主要在大型金属矿山中应用，其设备单机处理量较大，并且进料能力较大，能够更加适应矿石原料，给料过程可直接通过自卸卡车进行，并不需要应用给料设备。但是，其设备也会存在较多的不足与问题，主要体现在较高的设备成本造价，在具体安装过程中需要较高的要求，水平、垂直方向都需要具有较大的空间，混凝土浇筑作为基础，具有较高的建设成本；
同时，旋回破碎机需要较高的操作维护要求。基于此，针对附加值较低的骨料矿山，旋回破碎机的应用无法作用于经济合理的选择设备。

2.2 粗碎给料设备

粗碎给料设备主要分为2种，分别为重型板式、棒条式给料机。前者给料机具有较高的造价，基础配套要求需要达到较高的标准，并且无法充分满足预筛功能，需要有效应用较大规模的单机给料，在骨料生产过程中，并没有广泛应用。粗碎给料中，棒条式给料机作为理想设备，其设备具备的间隙筛条能够进行调节，充分按照后续破碎机的最大排料情况调整其间隙。通过棒条式给料机给料物料时，物料在低于筛条间隙的情况可以提前进行筛离，不需要进入后续破碎设备，与此同时，优先选择型号较小的破碎设备，在较小的通过量下工作，在此种情况下，能够更好地避免在粗碎阶段中，较小的物料出现过度粉碎的情况，有利于在后期流程阶段中的过程控制。

2.3 除泥筛分

干法精品骨料生产线中，除泥筛分是重要的组成部分，在前期骨料矿山的剥离阶段中，开采原料中可能带有的泥土较多，在骨料矿山的矿石岩层中，也会有较多的泥土夹杂其中，在进入生产系统的过程中，需要对其进行除泥筛分，以此提升成品骨料的最终品质。

通常情况下，初除泥筛分主要在粗碎阶段进行设置，通过棒条式给料机所筛除的低于筛条间隙的物料给入除泥筛，除泥筛的筛孔尺寸需要通过泥块粒径与含泥量进行明确，需要将物料进行筛分，当筛上的物料较为干净的情况下，可将其返回生产系统，筛下物抛废处理，通常情况下，除泥筛分需要牺牲一部分细颗粒岩石为代价。原料较为潮湿，在物料出现黏连的情况下，粗碎系统的除泥筛分通常无法将泥土进行良好的去除，在设计部分骨料生产线时，将二段破碎后的分级筛的筛下小于5mm的物料也会对其抛废处理。

在案例工艺流程中，在棒条给料机筛条下需要对翻板切换阀进行设置，在原料含泥量过低的情况下，可以在筛条下的物料不需要进入除泥筛分，可直接给入后续生产系统中。

2.4 中间料堆

粗碎后的中间料堆，可将其分为作业率的不同两端，分别为前段、后段，两者可呈互补，在矿山供料道路运输、设备检修，导致前段设备无法正常运行作业的情况下，可通过后端设备充分依靠中间料堆的存料继续完成生产。但是，由于中间堆料的存在，前段设备在此基础上，能够配置较常规设计出规格更大的型号，不仅能够充分达到粗碎进料粒度，也能够更好地减少粗碎作业率。通常情况下，中间缓冲料腿主要以底下通廊式设计为主，以地面作为划分，地面以上和地面以下分别为堆场和通廊，通过应用电振动给料机、胶带运输机两种方式下，从通廊运输出物料，中间缓冲料堆的储量需要充分按照生产规模计算进行明确，但是，由于受到较多因素的影响，如投资、场地，通常所储存的产量以2d左右较为合适。

2.5 中碎前的预先筛分

在中碎前，需要对预先筛分进行设置，以此避免粗碎后的物料会全部进入中碎设备中。在处理中碎后，物料的粒度会随之变细，与此同时，能够很好地优化粒形，但是，在此过程中，给料时会过度粉碎低于中碎排料粒度的物料。

而在后段工艺中，通过应用立轴破碎机对全部骨料成品进行整形的过程中，中碎前所设置的预先筛分，更加合理，主要在于利用预先筛分能够提前筛离出低于中碎排料粒度的物料，使其不进入中碎设备中，避免出现过度粉碎的问题。另外，可充分利用预先筛分的筛网尺寸对入中细碎、整形设备的物料量和最大给料粒度进行良好的控制，在对配置进行优化后，能够充分降低破碎设备的选型规格，使设备台数能够减少。在设计优秀骨料工艺中的重要理念是多筛少，即便预先筛分会使生产系统逐渐复杂化，但是与破碎设备相比，筛分设备的价格更低，并且易损件的成本相对更低，能够提升项目的初期投资与后期运营。

2.6 中碎设备

部分矿山为了能避免矿石出现过度粉碎，从而获取大块的产品，对于排矿口较小的颚式粉碎机，也可以在二段破碎、中碎中应用。针对破碎硬度较低的脆性物料，适合应用齿锟破碎机，主要因为齿锟有利于大块破碎，并且还具备较强的预筛功能，能够有效避免过度破碎细物料。在煤矿石含量较低的原煤破碎中广泛应用于该类设备，同时，此种设备也逐渐应用到硬度较低的石灰石骨料矿上。

在生产骨料过程中，反击式破碎机、圆锥破碎机作为普遍常见的中碎设备。反击式破碎机价格较低，但是，在破碎时的粒形与圆锥破碎机相比效果更好，但是，也具有一定的缺陷，在对较硬物料进行破碎时，反击破碎机的效率显著降低，并且会存在损件磨损过快的情况。而在对较软的石灰石矿石进行破碎时，破碎产品中产出的粗骨料比例较低，相比之下细粉料产出较高，通过此种方式直接获取的低于5mm的物料作为机制砂的情况下，产晶质量较低，并且在机制砂中的细粉料相对较多，存在较少的粗颗粒，粗细比例分布呈“哑铃型”，并且石粉含量会存在超标情况，无法充分满足国标二区中砂需求。在中碎、二段破碎过程中主要以圆锥破碎机为主进行选择，大部分的物料通常都具备较高的适应能力，易损件，但是，其具有较长的使用寿命。

圆锥破碎机通常以两种类型为主，分别为多缸、单缸。前者的破机较高，在针对较硬岩石进行破碎的情况下能够提升破碎成品率，多缸圆锥破碎机具有合理的破碎效果。与其规格相同的单缸圆锥破碎机，与多缸情况相比，其进料尺寸、通过能力更大、更高，但是，破碎成晶率较低通常骨料人员会在较小范围的中碎单缸圆锥破碎机的排矿口进行设置，以此提升破碎成品率。但是，在此种情况下会使唇瓣出现不均匀的磨损情况，并且会加大设备发生故障的情况。

2.7 整形设备

针对第三段破碎主要应用立轴式破碎机，同时具备双重功能，分别为整形与破碎，给料主要由预先检查筛分，物料通过立轴破碎机进行破碎、整形后，给入成品筛，闭路系统主要由成品筛、立轴破碎机构成，基于此，其成品筛主要是为了能够对筛立轴破碎机进行充分的检查，明确其能够在多种腔型的工况中应用：铁打铁腔型结构为开式转子+铁砧环，其最大的进料粒度通常能够超出100mm，能够更好地代替三段、二段破碎；
而石打铁腔型的结构主要是由闭式转子+铁砧环组成，进料的粒度不宜超过50mm。无论是二者的哪一种，铁砧环具有较高的造价，并且其是易损件，会提升设备投资成本与运行成本。而石打石的破碎成品率相对较低，本体造价不高，能够降低磨损情况，特别是针对物料处于破碎磨蚀性较高的情况下，应当通过石打石腔型的立轴破碎机进行应用。通常情况下，立轴破碎机主要应用在整形中，其转子转速约在900～1300r/min，转速过高的情况下会严重导致粗骨料成品比例存在降低，因此转速较低是无法充分确保整形的良好效果；
溢爆量的大小主要取决于立轴破碎机的整体效果与通过能力。

2.8 成品筛分设备

成品筛分环节在骨料生产线中具有重要作用，但是，其环节却无法充分引起相关人员的关注与重视，成品筛分作为开颅筛分作业，但是也要通过足够的筛分效率来确保其效果，降低筛上粗粒级骨料成品中没有通过筛的细粒级骨料掺混量。一旦出现规格不同的骨料掺混情况严重时，可能对混凝土搅拌站的配合比设计造成不良影响，最终导致混凝土的质量较低。成品筛分不仅有直线筛和圆振筛，操作时可以充分选择三轴椭圆水平振动筛。在安装其设备时，倾角为0，因此，筛分面积较大，通过利用三轴同步联动的激振方式下，由于振幅较大，并且能够调控振幅与颜率，可充分确保筛分效率的高效性，在骨料的成品筛分、细物料的分级筛分中十分适用，提升筛分效率与质量。在案例工艺流程中，成品筛分出料斗处配置翻版阀，可通过将部分成品骨料在立轴破碎机中放回且再次破碎，从而对最终成品的产品比例进行良好的调整，确保系统调控过程中具备较强的灵活性与有效性。

2.9 缓冲料仓

在筛分设备前可不对缓冲仓进行设置，但是，在破碎设备前需要对缓冲料仓进行设置，对缓冲仓进行设置主要是为了有利于自卸卡车卸料。缓冲仓的有效容积率需要大于卸料卡车的车斗容积。通常情况下，根据卸料卡车车斗容积的1.5倍为最佳，其容积不可过大，避免对粗碎棒条给料机造成过大的负荷，从而无法正常进行工作。圆锥破碎机、立轴破碎机前需要对缓冲仓进行设置，同时，对可变频调速的点振动给料机进行配置，其目的是为了能够使破碎设备持续稳定地进行给料，将设备最佳性能充分发挥。并且，其缓冲仓的容积不需要过大，确保在10分钟左右的缓冲给料时间即可。

综上所述，在设计、建设精品机制砂骨料生产线的情况下需要根据项目条件进行，同时，对相关设备的主要特点进行详细的了解与掌握后才可进行项目前期整体规划工作。在具体操作中要始终遵循多筛少破的原则进行工艺流程设计，同时应用具备调控手段的破碎筛分设备，对破碎壁进行合理的分配，以此更好地确保整体流程的灵活性与可控性。

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