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有限公司已投產運行的2000t/h干法骨料生產線項目為例，對主要設備選型、工藝流程、工藝設計關鍵點、環境保護等多個方面對干法砂石骨料生產線的工藝設計進行分析。
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有限公司已投產運行的2000t/h干法骨料生產線項目為例，對主要設備選型、工藝流程、工藝設計關鍵點、環境保護等多個方面對干法砂石骨料生產線的工藝設計進行分析。
關鍵詞：砂石骨料生產線，干法工藝設計，設備選型，工藝流程，設計要點分析，環境保護。
前言：目前，國內水泥市場產能嚴重過剩，企業經營面臨十分嚴峻的形勢，尋找發現新的企業利潤點勢在必行。由于大多數水泥企業擁有自己的礦山，而且水泥生產消耗大量優質石灰質原料，在開采過程中石灰石礦山產生的剝離層等廢石日趨增多，如何處理廢石減輕環保壓力同時變廢為寶，為企業創造效益是企業面臨的一個新課題。
而與此同時隨著國家相關法律法規的建立健全、市場對高品質砂石骨料的亟需、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、規模化生產骨料已經是一種趨勢。因此水泥企業利用自身優勢上馬砂石骨料項目已成為一種行業共識亦是一種必需。
砂石骨料生產主要有干法和半干法兩種生產工藝。干法生產是指整條生產線的工藝過程基本不用水（除個別工藝環節噴霧除塵用水外），主要分布在我國北方地區;半干法生產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。
唐山冀東裝備工程股份有限公司具備日產2000噸至12000噸新型干法水泥熟料生產線及大型砂石骨料生產線的國內和海外EPC工程服務能力，具備從工藝設計、裝備制造、建筑、安裝、調試、保駕、維修、技改的立體“保姆式”服務能力。
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有限公司2000t/h砂石骨料生產線（下文簡稱“遼陽恒盾”）為例，闡述砂石骨料生產線干法工藝設計的相關問題。
1 項目簡介：
1）生產線處理能力：2000t/h（礦山爆破原料）；
2）產品品種：0.075-4.75mm，4.75-10mm，10-15mm，15-25mm, 25-31.5mm砂石骨料；
3）原料特性：石灰巖、剝離層粘土含量（10-30%）較大；
4）砂石骨料質量滿足GB/T 14685-2011《建設用卵石、碎石》要求；
5）環保排放標準：粉塵排放濃度≤20mg/Nm3，廢水達到零排放，噪聲排放滿足國家標準。
2 項目預期：
1）產品粒型：
本項目設定方案及設備配套規格型號根據現場原料含土、含泥、含泥塊、針片狀含量、夾層、含粉量、抗壓強度等指標以及開采的入料顆粒級配進行設計，該工藝方案所生產的最終產品中各級產品粒型均勻，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，此系統生產的骨料產品中各級配比例如下：
A、系統處理量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產品約5%;0.075-4.75mm產品約23%；5-10mm產品約19%;10-15mm產品約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%），成品率較以上數據低；
b、以上數據僅供參考。
3）篩凈率：
篩凈率受篩網尺寸、料層厚度、入料非標溜槽安裝形式、含水率等因素制約。 在合理的入料，非標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 主要設備選型：
干法砂石骨料生產線可簡單地概括為破碎、篩分處理及砂石骨料儲存。要得到符合國家標準的骨料產品，主要設備選型在生產線的設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、含土量等）及當地的市場需求。
結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，圓振動篩兩級篩分系統，篩分后的骨料成品料儲運系統，立軸沖擊式破碎機制砂系統，三軸橢圓振動篩篩分系統，篩分后的砂石成品料儲運系統。主要設備有：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）粗破設備的選擇
用于骨料生產的粗破設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品需求的實際情況，并基于廠區總圖、工藝布局、電耗、土建投資等方面考慮，粗破設備益選用顎式破碎機。
2）中細（成品）破碎設備的選擇
骨料中細（成品）破碎設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、磨蝕性指數中等或偏低的巖石，出料粒度均勻，同時經過冀東裝備改進后的JF160型反擊破出料粒型優良，正常工況下產品粉狀料含量較低，并且該型設備具有投資成本低，維護保養簡單，易損件部件更換方便的優點。
圓錐式破碎機主要適宜破碎硬度大、磨蝕性指數高的巖石，但其連續給料要求高，投資成本較高，維護保養復雜;
反擊式破碎機與圓錐式破碎機的主要區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秀的方案。
3）篩分設備的選擇
骨料篩分設備一般有圓振動篩、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、振幅調節方便，適合大粒徑物料篩分、較大規模生產使用；
橢圓振動篩篩分效率高，處理能力較大，振幅高、運行穩定，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、小產量生產使用；
結合遼陽恒盾含土量較大、生產規模較大的特點，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 工藝流程及設備參數
1）工藝流程簡圖
2）主要設備參數表
3） 主要工藝流程
A 原料一級破碎
礦山原料經ZSW6021型棒條式振動給料機預篩后進入JC1612顎式破碎機進行粗破，棒條式振動給料機預篩物料經3YKR2460圓振動篩除土后返到顎式破碎機出料皮帶機上，粗破產品經金屬探測儀及除鐵器后，輸送到防堵無動力梳蓖篩，經篩選分流后。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，根據來料狀況不同而有所變化。
C 物料篩分
根據對當地市場調研，本砂石骨料生產線著重生產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、工藝設計關鍵點闡述
1） 一級破碎設備選型
根據產能要求并結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，其優點為適應性廣，最大進料尺寸可達1000mm，同時也可以最大程度發揮顎式破碎機的優點，例如當排料口為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計
為了充足有效的發揮各主機設備的產能，提升反擊式破碎機的生產效率，同時考慮到各種意外停機事故的發生，在一級破碎和二級破碎之間設計了B3600×1500的防堵無動力梳蓖篩一臺，其優勢為：不管上游還是下游設備出現意外狀況或停檢時，另一方設備短時不需要停機，降低了停機損失，同時保證了下游設備的穩定供料和生產效率。
3） 二級破碎設備選型
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備實現設計目標的原則，在二級破碎后不再使用專用整形設備，即：在二級破碎點上既實現破碎又實現對成品物料的整形。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型反擊式破碎機設備的優點為處理量大，破碎比大，出粉率較低，同時經反擊破三級反擊架實現了對物料的整形，其出料粒型同專業整形設備相比無任何劣勢。
選型1臺TV95立軸沖擊式破碎機，對經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品量，獲得合理的級配。
5）混合砂篩分設備的選型
由于混合砂粒度＜5mm，市場對機制砂品質要求較高，所以選型篩分設備時主要從處理能力、篩凈率、穩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以下機制砂篩分優勢明顯。
4）成品儲存及發運
主要根據生產線規模、廠地面積，結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） 人性化設計
骨料生產線設備易損件較多，像圓振動篩篩網、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，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節，立軸沖擊式破碎機液壓頂起裝置等等。
6 環境保護
1）主要污染源和污染物
干法砂石骨料生產線對環境的污染主要是生產過程中產生的粉塵、噪聲。
2）環境保護措施
A 防塵及收塵措施
設計中一般采取以防為主、防治結合的方針。所有入料點及出料點均設有收塵，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，采用鋼結構堆棚儲存收塵，利用專用散裝站發送，防止揚塵的散出。在設備連接的料管設計時注意料管形狀、角度等，并盡量降低落差。在所有粉塵排放點及揚塵點均設有收塵高效節能袋式收塵，保證粉塵排放濃度符合國家標準。對難以密封而收塵管路又難以到達的地方采用適當噴霧的方式降低粉塵擴散。
B 噪聲控制
對噪聲的控制從設備選型上盡量選擇噪聲低的設備，并將噪聲源設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 結語
當前，遼陽恒盾生產線運行正常，各項指標均已達到項目預期。出料粒型優異，獲得客戶的肯定。本文主要是圍繞該生產線的實際流程介紹干法砂石骨料生產線的大致組成部分及選擇該工藝設計方案的出發點，通過剖析該項目，使大家對干法砂石骨料生產線有進一步的了解。
同時在實際項目實施中，要根據項目地的實際狀況（包括：物料特性，氣候，市場需求等），擇優選擇，方能設計出令人滿意的骨料生產線。
編輯：ls
