摘要：本文以唐山冀東裝備工程股份有限公司承建的遼陽冀東恒盾礦業(yè)有限公司已投產(chǎn)運行的2000t/h干法骨料生產(chǎn)線項目為例，對主要設(shè)備選型、工藝流程、工藝設(shè)計關(guān)鍵點、環(huán)境保護等多個方面對干法砂石骨料生產(chǎn)線的工藝設(shè)計進行分析。
摘要：本文以唐山冀東裝備工程股份有限公司承建的遼陽冀東恒盾礦業(yè)有限公司已投產(chǎn)運行的2000t/h干法骨料生產(chǎn)線項目為例，對主要設(shè)備選型、工藝流程、工藝設(shè)計關(guān)鍵點、環(huán)境保護等多個方面對干法砂石骨料生產(chǎn)線的工藝設(shè)計進行分析。
關(guān)鍵詞：砂石骨料生產(chǎn)線，干法工藝設(shè)計，設(shè)備選型，工藝流程，設(shè)計要點分析，環(huán)境保護。
前言：目前，國內(nèi)水泥市場產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，企業(yè)經(jīng)營面臨十分嚴(yán)峻的形勢，尋找發(fā)現(xiàn)新的企業(yè)利潤點勢在必行。由于大多數(shù)水泥企業(yè)擁有自己的礦山，而且水泥生產(chǎn)消耗大量優(yōu)質(zhì)石灰質(zhì)原料，在開采過程中石灰石礦山產(chǎn)生的剝離層等廢石日趨增多，如何處理廢石減輕環(huán)保壓力同時變廢為寶，為企業(yè)創(chuàng)造效益是企業(yè)面臨的一個新課題。
而與此同時隨著國家相關(guān)法律法規(guī)的建立健全、市場對高品質(zhì)砂石骨料的亟需、天然河砂資源的日趨枯竭以及人們對保護河道意識的增強，禁采河砂、規(guī)模化生產(chǎn)骨料已經(jīng)是一種趨勢。因此水泥企業(yè)利用自身優(yōu)勢上馬砂石骨料項目已成為一種行業(yè)共識亦是一種必需。
砂石骨料生產(chǎn)主要有干法和半干法兩種生產(chǎn)工藝。干法生產(chǎn)是指整條生產(chǎn)線的工藝過程基本不用水（除個別工藝環(huán)節(jié)噴霧除塵用水外），主要分布在我國北方地區(qū);半干法生產(chǎn)是指破碎及破碎前工段無用水、破碎后工段水洗，主要分布在我國南方地區(qū)。
唐山冀東裝備工程股份有限公司具備日產(chǎn)2000噸至12000噸新型干法水泥熟料生產(chǎn)線及大型砂石骨料生產(chǎn)線的國內(nèi)和海外EPC工程服務(wù)能力，具備從工藝設(shè)計、裝備制造、建筑、安裝、調(diào)試、保駕、維修、技改的立體“保姆式”服務(wù)能力。
本文主要以冀東裝備承建的位于遼寧省遼陽市遼陽冀東恒盾礦業(yè)有限公司2000t/h砂石骨料生產(chǎn)線（下文簡稱“遼陽恒盾”）為例，闡述砂石骨料生產(chǎn)線干法工藝設(shè)計的相關(guān)問題。
1 項目簡介：
1）生產(chǎn)線處理能力：2000t/h（礦山爆破原料）；
2）產(chǎn)品品種：0.075-4.75mm，4.75-10mm，10-15mm，15-25mm, 25-31.5mm砂石骨料；
3）原料特性：石灰?guī)r、剝離層粘土含量（10-30%）較大；
4）砂石骨料質(zhì)量滿足GB/T 14685-2011《建設(shè)用卵石、碎石》要求；
5）環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)：粉塵排放濃度≤20mg/Nm3，廢水達到零排放，噪聲排放滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。
2 項目預(yù)期：
1）產(chǎn)品粒型：
本項目設(shè)定方案及設(shè)備配套規(guī)格型號根據(jù)現(xiàn)場原料含土、含泥、含泥塊、針片狀含量、夾層、含粉量、抗壓強度等指標(biāo)以及開采的入料顆粒級配進行設(shè)計，該工藝方案所生產(chǎn)的最終產(chǎn)品中各級產(chǎn)品粒型均勻，針片狀含量不高于10%，并包含機制砂制備工藝。
2）成品率：
在入料尺寸不大于1000mm、原料中含土（20mm以下）量不超過20%、20-40mm物料不超過12%，40-150mm物料不超過14%，150-300mm物料不低于18%，300-800mm物料不低于32%，800-1000mm物料不超過4%， 針片狀碎石不超過8%，含水不超過10%，原料平均抗壓強度不低于120MPa時，此系統(tǒng)生產(chǎn)的骨料產(chǎn)品中各級配比例如下：
A、系統(tǒng)處理量2000t/h；
B、除土：8——20%（約160——400/h）；
C、除粉：5%（約100t/h）；
D、成品骨料：87%（約1740t/h）;其中：0-0.075mm產(chǎn)品約5%;0.075-4.75mm產(chǎn)品約23%；5-10mm產(chǎn)品約19%;10-15mm產(chǎn)品約17%；15-25mm成品約25%；25-31.5mm成品約11%。
注：a、開采前期因含土量較高（約30%），成品率較以上數(shù)據(jù)低；
b、以上數(shù)據(jù)僅供參考。
3）篩凈率：
篩凈率受篩網(wǎng)尺寸、料層厚度、入料非標(biāo)溜槽安裝形式、含水率等因素制約。 在合理的入料，非標(biāo)溜槽安裝形式符合工藝要求、含水率不超過5%、料層厚度不超過篩孔尺寸的2.5倍的情況下：
一級篩分15-25mm的篩凈率≥78%；
一級篩分25-31.5mm的篩凈率≥80%；
一級篩分＞31.5mm的篩凈率≥90%；
二級篩分5-10mm的篩凈率≥70%；
二級篩分10-15mm的篩凈率≥82%；
二級篩分＞15mm的篩凈率≥85%。
3 主要設(shè)備選型：
干法砂石骨料生產(chǎn)線可簡單地概括為破碎、篩分處理及砂石骨料儲存。要得到符合國家標(biāo)準(zhǔn)的骨料產(chǎn)品，主要設(shè)備選型在生產(chǎn)線的設(shè)計中起著決定性的作用，它主要取決于原料的物理性能（如原料的硬度、磨蝕性指數(shù)、含土量等）及當(dāng)?shù)氐氖袌鲂枨蟆?
結(jié)合遼陽恒盾原料特性（>120 MPa、屬中硬度）及含土量較高、周邊石粉（<5mm）市場需求量較小的基本情況，遼陽恒盾生產(chǎn)工藝確定為顎式破碎機與反擊式破碎機組成的兩段破碎系統(tǒng)，圓振動篩兩級篩分系統(tǒng)，篩分后的骨料成品料儲運系統(tǒng)，立軸沖擊式破碎機制砂系統(tǒng)，三軸橢圓振動篩篩分系統(tǒng)，篩分后的砂石成品料儲運系統(tǒng)。主要設(shè)備有：2臺振動給料機，2臺顎式破碎機，3臺反擊式破碎機，2臺除土圓振動篩，4臺一級圓振動篩，4臺二級圓振動篩，3臺立軸沖擊式破碎機，6臺三軸橢圓振動篩， 30臺收塵器。
1）粗破設(shè)備的選擇
用于骨料生產(chǎn)的粗破設(shè)備一般為顎式破碎機、旋回式破碎機、錘式破碎機和反擊式破碎機。
根據(jù)處理能力要求（大于2000t/h）、原料含泥土較多的特性和市場對砂石骨料產(chǎn)品需求的實際情況，并基于廠區(qū)總圖、工藝布局、電耗、土建投資等方面考慮，粗破設(shè)備益選用顎式破碎機。
2）中細（成品）破碎設(shè)備的選擇
骨料中細（成品）破碎設(shè)備一般有反擊式破碎機和圓錐式破碎機可供選擇。
反擊式破碎機主要適宜破碎硬度、磨蝕性指數(shù)中等或偏低的巖石，出料粒度均勻，同時經(jīng)過冀東裝備改進后的JF160型反擊破出料粒型優(yōu)良，正常工況下產(chǎn)品粉狀料含量較低，并且該型設(shè)備具有投資成本低，維護保養(yǎng)簡單，易損件部件更換方便的優(yōu)點。
圓錐式破碎機主要適宜破碎硬度大、磨蝕性指數(shù)高的巖石，但其連續(xù)給料要求高，投資成本較高，維護保養(yǎng)復(fù)雜;
反擊式破碎機與圓錐式破碎機的主要區(qū)別在于成品粒度不同，反擊式破碎機成品粒形比圓錐破碎機粒形要好，成品石子粒形均勻，主要成立方體。
遼陽恒盾項目周邊市場石粉需求較低，但是對骨料粒型要求較高，故二級破碎采用反擊式破碎機是一種比較優(yōu)秀的方案。
3）篩分設(shè)備的選擇
骨料篩分設(shè)備一般有圓振動篩、橢圓振動篩或直線振動篩可供選擇。
圓振動篩篩分效率較高、處理量大、振幅調(diào)節(jié)方便，適合大粒徑物料篩分、較大規(guī)模生產(chǎn)使用；
橢圓振動篩篩分效率高，處理能力較大，振幅高、運行穩(wěn)定，土建投資少，適合中、細骨料篩分，尤其是5mm以下機制砂篩分優(yōu)勢明顯。
直線振動篩篩分效率高，但處理能力小，適合小粒徑篩分、小產(chǎn)量生產(chǎn)使用；
結(jié)合遼陽恒盾含土量較大、生產(chǎn)規(guī)模較大的特點，骨料成品篩分采用兩級圓振動篩，而機制砂篩分選型三軸橢圓振動篩。
4 工藝流程及設(shè)備參數(shù)
1）工藝流程簡圖
2）主要設(shè)備參數(shù)表
3） 主要工藝流程
A 原料一級破碎
礦山原料經(jīng)ZSW6021型棒條式振動給料機預(yù)篩后進入JC1612顎式破碎機進行粗破，棒條式振動給料機預(yù)篩物料經(jīng)3YKR2460圓振動篩除土后返到顎式破碎機出料皮帶機上，粗破產(chǎn)品經(jīng)金屬探測儀及除鐵器后，輸送到防堵無動力梳蓖篩，經(jīng)篩選分流后。在防堵無動力梳蓖篩底部利用輸送皮帶機分別進入JF160反擊式破碎機及TV95立軸沖擊式破碎機進行中細破，破碎后物料進入一二級圓振動篩進行篩分。目前棒條給料機的運行區(qū)間在30-38Hz之間，一級破碎顎式破碎機的松邊排料口在200mm左右，出料尺寸＜280mm，單臺處理能力＞800t/h。
B 二級破碎
針對本項目的實際狀況，二級破碎選擇了3臺JF160型反擊式破碎機，處理能力為600t/（h.臺），其中1臺用于一級篩分返料處理，實際生產(chǎn)中出料粒度50mm以下約占比為78%，31.5mm以下約占比為60%。目前反擊式破碎機的實際運行電流在額定電流的76% - 95%之間，根據(jù)來料狀況不同而有所變化。
C 物料篩分
根據(jù)對當(dāng)?shù)厥袌稣{(diào)研，本砂石骨料生產(chǎn)線著重生產(chǎn)5-10mm、10-15mm、15-25mm、25-31.5mm骨料及0.075-4.75mm機制砂。
目前骨料的篩分效率約在75-94%之間，大料（≥25mm）的篩凈率在90%以上。
5、工藝設(shè)計關(guān)鍵點闡述
1） 一級破碎設(shè)備選型
根據(jù)產(chǎn)能要求并結(jié)合礦山破碎曲線圖及礦山表面剝離層含土量高的實際情況，一級破碎選擇JC1612型顎式破碎機，其優(yōu)點為適應(yīng)性廣，最大進料尺寸可達1000mm，同時也可以最大程度發(fā)揮顎式破碎機的優(yōu)點，例如當(dāng)排料口為200mm時，其負荷效率可到80-85%，同時匹配的電機功率較低，總體噸電耗及噸磨耗較低，性價比高。
2） 防堵無動力梳蓖篩的設(shè)計
為了充足有效的發(fā)揮各主機設(shè)備的產(chǎn)能，提升反擊式破碎機的生產(chǎn)效率，同時考慮到各種意外停機事故的發(fā)生，在一級破碎和二級破碎之間設(shè)計了B3600×1500的防堵無動力梳蓖篩一臺，其優(yōu)勢為：不管上游還是下游設(shè)備出現(xiàn)意外狀況或停檢時，另一方設(shè)備短時不需要停機，降低了停機損失，同時保證了下游設(shè)備的穩(wěn)定供料和生產(chǎn)效率。
3） 二級破碎設(shè)備選型
由于目前市場對骨料粒型要求較高，同時考慮利用盡量少的設(shè)備實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)的原則，在二級破碎后不再使用專用整形設(shè)備，即：在二級破碎點上既實現(xiàn)破碎又實現(xiàn)對成品物料的整形。所以我們選擇了2臺JF160型反擊式破碎機與1臺TV95立軸沖擊式破碎機，JF160型反擊式破碎機設(shè)備的優(yōu)點為處理量大，破碎比大，出粉率較低，同時經(jīng)反擊破三級反擊架實現(xiàn)了對物料的整形，其出料粒型同專業(yè)整形設(shè)備相比無任何劣勢。
選型1臺TV95立軸沖擊式破碎機，對經(jīng)過防堵無動力梳蓖篩分選出的細碎物料（針、片狀物料含量較大）進行破碎，同時利用其優(yōu)異的整形特點對物料進行整形，以達到市場對砂石骨料粒型的要求。
4）機制砂設(shè)備的選型
選型2臺TV95 ROR立軸沖擊式破碎機，以滿足市場需求及便于機制砂粒級控制，提高高等級立方體產(chǎn)品量，獲得合理的級配。
5）混合砂篩分設(shè)備的選型
由于混合砂粒度＜5mm，市場對機制砂品質(zhì)要求較高，所以選型篩分設(shè)備時主要從處理能力、篩凈率、穩(wěn)定性等多方面因素進行考慮。
而JFS403三軸橢圓振動篩，其篩分效率高，處理能力較大，振幅高、運行穩(wěn)定，土建投資少等特點，尤其適合中、細骨料篩分，特別是5mm以下機制砂篩分優(yōu)勢明顯。
4）成品儲存及發(fā)運
主要根據(jù)生產(chǎn)線規(guī)模、廠地面積，結(jié)合運輸方式及道路布置，成品儲存選用堆棚形式，儲量為10萬噸，分布4種級配骨料堆。
5） 人性化設(shè)計
骨料生產(chǎn)線設(shè)備易損件較多，像圓振動篩篩網(wǎng)、反擊破板錘、顎破齒板等需要定期檢修更換。這就需要在進行工藝設(shè)計時考慮到巡檢及檢修的安全、方便、便捷，這一思路在該項目中得到體現(xiàn)，例如：反擊破上方有專用起吊架，顎式破碎機排料口采用液壓調(diào)節(jié)，立軸沖擊式破碎機液壓頂起裝置等等。
6 環(huán)境保護
1）主要污染源和污染物
干法砂石骨料生產(chǎn)線對環(huán)境的污染主要是生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵、噪聲。
2）環(huán)境保護措施
A 防塵及收塵措施
設(shè)計中一般采取以防為主、防治結(jié)合的方針。所有入料點及出料點均設(shè)有收塵，所選用的GZG1400-3700型振動給料機為全密封形式，圓振動篩與三軸橢圓振動篩均為全身封閉，采用鋼結(jié)構(gòu)堆棚儲存收塵，利用專用散裝站發(fā)送，防止揚塵的散出。在設(shè)備連接的料管設(shè)計時注意料管形狀、角度等，并盡量降低落差。在所有粉塵排放點及揚塵點均設(shè)有收塵高效節(jié)能袋式收塵，保證粉塵排放濃度符合國家標(biāo)準(zhǔn)。對難以密封而收塵管路又難以到達的地方采用適當(dāng)噴霧的方式降低粉塵擴散。
B 噪聲控制
對噪聲的控制從設(shè)備選型上盡量選擇噪聲低的設(shè)備，并將噪聲源設(shè)備布置于遠離居民點處，同時采取隔音棚等措施降低噪聲傳播距離。
7 結(jié)語
當(dāng)前，遼陽恒盾生產(chǎn)線運行正常，各項指標(biāo)均已達到項目預(yù)期。出料粒型優(yōu)異，獲得客戶的肯定。本文主要是圍繞該生產(chǎn)線的實際流程介紹干法砂石骨料生產(chǎn)線的大致組成部分及選擇該工藝設(shè)計方案的出發(fā)點，通過剖析該項目，使大家對干法砂石骨料生產(chǎn)線有進一步的了解。
同時在實際項目實施中，要根據(jù)項目地的實際狀況（包括：物料特性，氣候，市場需求等），擇優(yōu)選擇，方能設(shè)計出令人滿意的骨料生產(chǎn)線。
編輯：ls
