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砂石骨料生产线中破碎、筛分等5大系统的设计要点,合理配置保证高效生产

发布日期:2018-08-30   浏览次数:

砂石骨料生产线中破碎、筛分等5大系统的设计要点,合理配置保证高效生产

 

随着环保督察越来越严格,禁止开采河砂成为共识。机制砂成为解决建筑用砂短缺的重要途径,各大水泥企业纷纷建设砂石骨料生产线。根据骨料矿山特点配置出高效、安全、环保的生产线,合理设计至关重要。

砂石骨料生产线主要由破碎系统、筛分系统、制砂系统(不生产机制砂则没有)、储存及发运系统和除尘系统组成,本文总结了生产线中每个组成系统的主要设计。

1. 破碎系统

1.1 卸料仓设计要点

卸料仓的主要形式有图1和图2两种形式。


图1 振动给料机布置在卸料仓正底部
 

优点是对不同情况的物料适应强,卸料比较通畅;缺点是仓内物料直接压在设备上,对设备的要求较高,设备的制造成本较高。


图2 振动给料机布置在卸料仓底部外侧
 

优点是仓内物料不直接压在设备上,对设备的要求较低,设备的制造成本相应较小;缺点是物料中含土较多或者流动性较差时容易堵料或者卸料不通畅。

1.2 破碎机选择原则

破碎系统主要由粗碎、中碎和细碎(整形)组成、每一阶段设备的选型主要由矿石的破碎功指数、磨蚀指数、最大给料粒度和产品的品质要求决定的。

Wi:破碎功指数——物料破碎的难易程度,Ai:磨蚀指数——物料对机件的磨损程度,常见矿石的Wi和Ai见表1、表2。破碎设备对原料的适应范围见表3、表4。

表1 破碎功指数(Wi)


 

表2 磨蚀指数(Ai)


 

表3 破碎设备对原料的适应范围


 

表4 破碎设备对原料的适应范围


 

破碎系统典型的流程有:单段锤式破碎机系统、颚式破碎机+反击式破碎机系统、颚式破碎机+圆锥式破碎机系统、颚式破碎机+反击式破碎机+立轴破碎机系统和颚式破碎机+圆锥式破碎机+圆锥式破碎机系统。破碎系统的选择应根据物料特性、产品粒形和市场需求综合考虑决定。

(​1)单段锤式破碎机系统。

单段锤式破碎机系统由锤式破碎机和筛分系统组成见图3。

优点:流程简单;易维护管理;占地少;项目投资低;单位产品能耗低。

缺点:产品品种比例不易调节和对矿石的适应性差,使用范围较窄;产品粒形较差,细粉量大,产品获得率低;破碎机需要的收尘风量大;磨损件的消耗高;其主要在水泥企业共用矿山破碎机水泥、骨料联产生产线和特定的矿石新建生产线使用。


图3 单段锤式破碎机系统
 

(2)颚式破碎机+反击式破碎机系统。

此系统由颚式破碎机、反击式破碎机和筛分系统组成见图4。

优点:系统能力规格较多,可大型化,其使用范围广;产品品种比例易调节;适用于中等磨蚀指数物料。

缺点:单位产品能耗较高;对高磨蚀指数矿石的适应性差,产品粒形中等,粗粒径骨料的获得率中等;破碎机需要的收尘风量大;磨损件的消耗比圆锥破高。


图4 颚式破碎机、反击式破碎机和筛分系统
 

(3)颚式破碎机+圆锥式破碎机系统。

此系统由颚式破碎机、圆锥式破碎机和筛分系统组成见图5。

优点:产品品种比例易调节;适用于高磨蚀指数物料;产品粒形好,细粉量小,粗粒径骨料的获得率高;破碎机需要的收尘风量小;单位产品能耗低;磨损件的消耗低。

缺点:圆锥式破碎机规格较少,当系统能力要求较大时需要三级破碎或者较多台破碎机,此时流程复杂,项目投资高;其使用范围相对较反击式破碎机窄。


图5 颚式破碎机+圆锥式破碎机系统
 

(4)颚式破碎机+反击式破碎机+立轴破碎机系统。

此系统由颚式破碎机、反击式破碎机、立轴破碎机和筛分系统组成,其流程基本与颚式破碎机+反击式破碎机系统相同,只是增加了立轴破碎机对骨料整型以满足高品质骨料客户需求。该系统除具有颚式破碎机+反击式破碎机系统优、缺点外还具有以下特点:可提供多品质骨料以满足不同客户需求,立轴破碎机产生细粉料较多可以兼顾生产机制砂;但流程复杂,项目投资高;单位产品能耗高。

(5)颚式破碎机+圆锥式破碎机+圆锥式破碎机系统。

此系统由颚式破碎机、圆锥式破碎机、圆锥式破碎机和筛分系统组成,其流程基本与颚式破碎机+圆锥式破碎机系统相同,只是增加了一级圆锥式破碎机。该系统除具有颚式破碎机+圆锥式破碎机系统优、缺点外还具有一些特点:可以满足系统产量能力较大要求;但流程复杂,项目投资高。

1.3 筛分设备设置

在骨料生产线的初碎之前设计筛分辊道,这样可以把不需要破碎的细料和土筛除,再通过振动筛可以把土和细骨料筛出来,这样既可以防止细料再破碎增加能耗和增加粉料,又可以把土除掉以减少后面工序的扬尘,还可以提高骨料的品质。

1.4 缓冲料堆或者缓冲仓设置

在骨料生产线的初碎和中、细碎之间设计半成品料堆,此半成品料堆的作用是:可均衡骨料生产线整体的系统能力,中、细碎破碎机的规格选型就不用考虑初碎破碎机的波动系数;若初碎车间检修时,则下游的骨料制成车间可以连续生产;另外为了安全,大部分矿山只在白班进行开采,则下游的骨料制成车间仍可两班生产以灵活满足市场需求,并且下游的骨料制成车间设备台数可减少一半或者选择生产能力小的设备与上游匹配(因半成品料堆可灵活调节系统能力),相应可以减少系统投资。

2. 筛分系统

筛分系统的设计要点主要有:合理的选择筛子的面积;上游输送设备与振动筛之间的溜子要确保设计正确以保证物料能够平铺到整个筛面上;合理的配置收尘器的规格以保证达到环保要求;振动筛与下游输送设备之间的溜子要考虑防磨及防噪音。

3. 制砂系统

制砂系统主要由整形制砂机、振动分级筛、级配调整机、空气筛组成,其主要的设计要点有:进制砂机的原料的粒径越接近产品则制砂效率越高,所以生产时尽量用粒径较小的原料,而不要用超规格的原料,这样不但制砂效率有所下降,还会加速设备的损耗;进空气筛的原料的水分不能超过2%,否则影响空气筛的分离效率,对于雨水较多的地区设计要考虑防雨措施。

4. 储存及发运系统

成品储存一般采用密闭的钢库(或者混凝土库)和钢结构大棚,储库对应的发运系统为汽车自动装车机,钢结构大棚对应的发运系统为铲车装车;它们的优、缺点是:储库单位储量的投资要高于钢结构大棚,但其扬尘少且自动装车效率高;钢结构大棚单位储量的投资低,但其工作环境差且装车效率低。在环保要求较严的地区优先采用密闭的钢库(或者混混凝土库),这样更有利于通过环保验收。

5. 除尘系统

除尘系统由喷水降尘和袋收尘器两部分组成,喷水的作用是少产生灰尘,袋收尘器的作用是把产生的灰尘收集起来。

在骨料生产线一般在卸料仓和各个转运站的胶带机头部漏斗设置喷水装置,成品储存如果采用钢结构大棚的话也设置喷水装置。

喷水装置的设计要点是:喷嘴位置及数量设计合理,水量可以调节,水压有保证,否则降尘效果不明显还容易堵振动筛的筛孔影响生产。

袋收尘器的设计要点是:袋收尘器的规格、数量及收场风管要设计合理,收尘灰需单独设置储库储存不要再回到生产线上以避免到下游产生二次扬尘。

另外在设计中尽量降低各下料溜子的落差既降低一定的建设成本,也是减少粉尘产生的一种手段。

砂石骨料生产线的系统流程应根据具体环境、物料特性、产品粒形和市场需求综合考虑决定,就产品粒形来说圆锥破碎机优于反击破碎机、反击破碎机优于锤式破碎机,成品储存采用密闭的钢库(或者混凝土库)相对于钢结构大棚更利于环保,在环保要求较严的地区优先采用。

设计者在设计时应根据骨料矿山的特点,综合考虑各个工序的关键点,才能设计出建设投资低、运营成本低、经济效益高、环境友好型的精品生产线。

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中国砂石协会

2018年08月30日