淺析S-10立軸沖擊式破碎機(jī)硬巖制砂工藝

時(shí)間：2014-12-19作者：上海巍立路橋設(shè)備有限公司瀏覽：21

大渡河沙灣水電站樞紐工程位于四川省樂(lè)山市沙灣區(qū)葫蘆鎮(zhèn)。該電站砂石加工系統(tǒng)為通過(guò)破碎平衡**毛料比例級(jí)配生產(chǎn)混凝土骨料系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)成品砂總成品生 產(chǎn)能力為294. 5 t /h, 其中補(bǔ)充人工砂生產(chǎn)能力為: 104. 1 t/h?？紤]損耗, 人工砂設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為138. 4 t /h, 采用濕法生產(chǎn)。設(shè)計(jì)配備上海巍立S-10立軸沖擊式破碎機(jī)2臺(tái)(配備石打鐵的轉(zhuǎn)子, 下同) , YK2460振動(dòng)篩2臺(tái), FC15洗砂機(jī)2 臺(tái), ZKR1022脫水篩2 臺(tái)。原工藝流程見(jiàn)圖1。
 

圖1 沙灣電站砂石加工系統(tǒng)制砂系統(tǒng)原工藝流程圖
        加工毛料為河灘**料, 巖性主要為變質(zhì)巖。系統(tǒng)制砂車(chē)間設(shè)計(jì)進(jìn)料為高抗壓強(qiáng)度的卵石破碎料(其抗壓強(qiáng)度見(jiàn)表1)。
      
       2 原制砂工藝流程
表1 沙灣電站卵石抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表

試件編號(hào)	密度/ g# cm- 3	破壞荷載/kN	試件面積/ cm2	抗壓強(qiáng)度/MPa	所占比例/%	備 注
1	2.62	225	1.97	114	19	灰色巖石
2	2. 61	540	2.33	232	35	灰白色巖石
3	2. 63	920	2.33	395	36	紫紅灰色巖石

 
       3 原工藝產(chǎn)品試驗(yàn)成果及分析
       2006年5 月30 日該系統(tǒng)建設(shè)完成后, 對(duì)S-10立軸沖擊破碎機(jī)加工高抗壓強(qiáng)度卵石制砂的工藝進(jìn)行了工況試驗(yàn), 檢測(cè)工藝適應(yīng)性。試驗(yàn)方法: 按中小石比例1:2, 中小石比例1:1, 中小石比例2:1和全中石4種料分別進(jìn)行試驗(yàn), 分析S-10制砂機(jī)在各種進(jìn)料比例情況下加工硬巖卵石的處理能力; 骨料的級(jí)配比例、成砂率; 砂的細(xì)度模數(shù)、顆粒級(jí)配等指標(biāo)的差別。分述如下:( 1)處理能力: 對(duì)S-10 立軸沖擊式破碎機(jī)處理能力進(jìn)行檢測(cè), 其成果見(jiàn)表2。
表2 制砂車(chē)間短時(shí)生產(chǎn)能力試驗(yàn)成果表

編號(hào)	中石與 小石比例	短時(shí)生產(chǎn) 率/ t# h- 1	電流 /A	含水率 /%
1	1:1	231.5	600	/
2	1:2	228.0	580	/
3	2:1	198.4	570	/
4	全中石	157.3	570	3.7
5	全中石	155.8	575	2.2

       分析檢測(cè)成果得知, S-10破碎硬巖處理能力在進(jìn)料為混合料時(shí)波動(dòng)不明顯, 處理量約為:190~ 230 t /h, 與設(shè)計(jì)處理能力相當(dāng)( S-10立軸破碎機(jī)在線(xiàn)速度為60m / s, 功率2 @ 160 kW, 進(jìn)料粒徑為5~ 25mm時(shí)處理能力190~ 220 t/h, 查廠家資料) ; 為全中石時(shí)處理量有明顯的降低, 約為155~ 180 t /h, 效率降低約20% 。
        (2)產(chǎn)品級(jí)配比例: 經(jīng)對(duì)各種級(jí)配比例進(jìn)料情況下的產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè), 其統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3。
表3 顆粒級(jí)配組成試驗(yàn)成果表

編號(hào)	中石與 小石比例	級(jí)配比例 /%	粒 徑 /mm
			40~ 20	20~ 5	< 5	合計(jì)
1	1:1	級(jí)配組成	6	52.9	41.1	100
2	1:2	級(jí)配組成	3.1	53	43.7	99.8
3	2:1	級(jí)配組成	4.9	52.5	42.4	99.8
4	全中石	級(jí)配組成	5.5	53	41.5	100

     分析表3, 進(jìn)料的級(jí)配比例對(duì)成品的級(jí)配組成沒(méi)有明顯影響, 產(chǎn)品的級(jí)配組成相對(duì)均衡, 波動(dòng)較小。其中中石的含量為3. 0% ~ 6. 0% , 小石為52% ~ 53% , 成砂率為41% ~ 43%, 成砂率相對(duì)較高。
      (3)砂的細(xì)度模數(shù)和級(jí)配比例: 經(jīng)檢測(cè), 砂的細(xì)度模數(shù)及對(duì)砂進(jìn)行顆粒組成分析得到的成果見(jiàn)表4。結(jié)論: S-10立軸沖擊破碎機(jī)在加工卵石硬巖時(shí), 砂的細(xì)度模數(shù)在3. 3~ 3. 5之間, 細(xì)度模數(shù)較大; 顆粒分析結(jié)果為2. 5~ 5. 0 mm 粒級(jí)的含量**標(biāo), 粒徑< 0. 16 mm 的石粉含量偏低, 總體屬1區(qū)砂(粗砂)范圍。
表4 砂級(jí)配試驗(yàn)成果表(累計(jì)篩余)

編號(hào)	中小石比例	分項(xiàng)檢測(cè)成果	篩孔尺寸 /mm								細(xì)度模數(shù)
			10	5	2.5	1.25	0.63	0.315	0.16	<0.16
1	1:2	累計(jì)篩余率%	0	7.79	44.63	57.58	72.74	85.16	91.16	100	3.39
2	2:1	累計(jì)篩余率%	0	7.90	48.05	60.38	76.08	86.30	91.89	100	3.51
3	全中石	累計(jì)篩余率%	0	9.29	51.36	61.65	76.08	85.60	90.12	99.99	3.52
4	1 區(qū)砂	累計(jì)篩余率%	0	10-0	35-5	65-35	85-71	95-80	100-90	100	/


        4 篩洗后的成砂率及粒度特性
        立軸沖擊式破碎機(jī)破碎后的產(chǎn)品進(jìn)入篩分車(chē)間篩洗, 砂料再經(jīng)脫水篩分車(chē)間脫水(篩網(wǎng)尺寸為0. 2mm - 10mm )得到成品。經(jīng)檢測(cè), 在減小篩網(wǎng)尺寸的情況下(篩網(wǎng)尺寸為4. 5 mm - 15 mm, 減小了0. 5mm)。成品砂2. 5~ 10. 0mm粒徑含量有所降低, 接近1 區(qū)砂標(biāo)準(zhǔn)含量的上限35% , 但總體含量還是偏高; 濕法分級(jí)的洗砂機(jī)溢流和脫水篩脫水過(guò)程造成大量的石粉流失, < 0. 16 mm 粒徑的石粉含量檢測(cè)為5.0% 左右, 總體含量減少約5%, 遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)要求; 細(xì)顆粒在脫水等環(huán)節(jié)流失, 導(dǎo)致成品砂產(chǎn)量大幅度減小, 約從80 t /h 降低至60 t /h, 降低約為25%。篩洗后的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表5。
表5 成品砂檢測(cè)成果表(濕法篩分脫水)

產(chǎn)量 / t# h- 1	分項(xiàng)檢測(cè)成果	篩孔尺寸 /mm								細(xì)度模數(shù)
		10	5	2.5	1.25	0.63	0.315	0.16	<0.16
57.2	累計(jì)篩余率%	0	4.50	30.70	12.20	22.10	17.40	7.90	5.40	3.26

 
 

        5 工藝流程分析及改進(jìn)
        采用S-10立軸沖擊式破碎機(jī)破碎高抗壓強(qiáng)度卵石(抗壓強(qiáng)度為114~ 395MPa)的濕法制砂工藝其成砂率較高, 成品砂的石粉含量偏低, 細(xì)度模數(shù)高(基本屬標(biāo)準(zhǔn)的1 區(qū)砂, 即粗砂) , 砂的顆粒組成中2. 5 ~ 5. 0 mm 粒級(jí)含量**標(biāo), 石粉含量偏低。為調(diào)整砂的細(xì)度模數(shù)達(dá)到水電行業(yè)規(guī)范要求的細(xì)度模數(shù)( 2. 4~ 2. 8) , 需將部分2. 5~ 5. 0 mm粒級(jí)的砂料循環(huán)破碎, 并回收砂的全部石粉。如采用濕法生產(chǎn), 在洗砂機(jī)溢流和脫水篩脫水環(huán)節(jié)造成大量的石粉流失, 需要增加效果比較好的石粉回收工藝。為此, 將系統(tǒng)的制砂工藝改為干法生產(chǎn), 并將檢查篩分車(chē)間調(diào)整為2 層篩, 增加3mm級(jí)篩網(wǎng)。調(diào)整后的工藝見(jiàn)圖2。
圖2 沙灣電站砂石加工系統(tǒng)制砂車(chē)間工藝改進(jìn)流程圖
 
       改進(jìn)工藝后的檢查篩分車(chē)間為全封閉生產(chǎn), 采用反吹式風(fēng)機(jī)和袋式收塵器對(duì)車(chē)間進(jìn)行除塵, 袋式收塵器回收石粉在膠帶上均勻摻入成品砂中。制砂車(chē)間工藝改進(jìn)后對(duì)成品砂的生產(chǎn)能力、細(xì)度模數(shù)和級(jí)配組成進(jìn)行了檢測(cè), 檢測(cè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表6。
表6 成品砂產(chǎn)量、細(xì)度模數(shù)及級(jí)配組成統(tǒng)計(jì)表( 改進(jìn)后)

編號(hào)	總制砂產(chǎn)量 / t# h- 1	分項(xiàng)檢測(cè)成果	篩孔尺寸 /mm								細(xì)度模數(shù)
			10	5	2.5	1.25	0.63	0.315	0.16	<0.16
1	118. 60	累計(jì)篩余率%	0	7.5	27.2	43.1	63.8	78.2	85.9	100	2.82
2	102.33	累計(jì)篩余率%	0	8.0	26.2	43.1	61.4	76.8	85.8	100	2.75
3	134.24	累計(jì)篩余率%	0	4.1	24.4	41.9	61.2	74.4	86.5	100	2.79
4	中砂	累計(jì)篩余率%	0	10-0	25-0	50-10	70-41	92-70	100-90	100	/

 
       通過(guò)對(duì)表6的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析, 調(diào)整工藝后的細(xì)度模數(shù)在規(guī)范規(guī)定的上限, 級(jí)配組成屬Ⅱ區(qū)砂(中砂) , 石粉含量略偏少(沙灣電站砂石系統(tǒng)制砂工藝設(shè)計(jì)為人工砂與**砂混合組成成品砂, 檢測(cè)混合后的成品砂質(zhì)量符合規(guī)范要求)。

       6 總結(jié)及建議
       采用S系列立軸沖擊式破碎機(jī)破碎高抗壓強(qiáng)度卵石(抗壓強(qiáng)度114~ 395MPa)的工藝制人工砂, 其成砂率高, 細(xì)度模數(shù)高(基本屬標(biāo)準(zhǔn)的1 區(qū)砂即粗砂), 石粉含量偏低, 處理量在進(jìn)料為全中石時(shí)有明顯的降低。為此, 在工藝設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮以下幾點(diǎn)因素:
       (1)在進(jìn)料粒徑\ 20 mm 含量較高時(shí), 設(shè)備應(yīng)選配功率較大的電機(jī), 以**設(shè)備處理能力達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
       (2)制成砂基本屬標(biāo)準(zhǔn)的1區(qū)砂, 即粗砂, 顆粒組成中2. 5~ 5. 0 mm 粒級(jí)含量較高。為調(diào)整砂的細(xì)度模數(shù), 分級(jí)車(chē)間宜增設(shè)3 mm 粒級(jí)的篩網(wǎng), 通過(guò)該級(jí)篩網(wǎng)將部分2. 5~ 10. 0 mm 粒級(jí)的砂返回循環(huán)破碎。如不設(shè)3 mm 粒級(jí)的篩網(wǎng), 則應(yīng)采取增加高速立軸破碎段等措施。
       (3)制成砂的石粉含量較低(表3 ~ 5), 部分石粉含量指標(biāo)達(dá)不到規(guī)范要求6% ~ 18% (常態(tài)混凝土)的要求, 石粉含量需要全回收。為此, 工藝設(shè)計(jì)宜采用干法生產(chǎn), 盡量避免濕法生產(chǎn)在洗砂機(jī)溢流和脫水篩脫水過(guò)程中的石粉流失。如采用濕法生產(chǎn), 在制砂車(chē)間工藝設(shè)計(jì)時(shí)宜增加石粉回收設(shè)備或采用沉淀池沉淀回收石粉的工藝。
      (4)在采用立軸沖擊式破碎機(jī)破碎高抗壓強(qiáng)度卵石制砂工藝設(shè)計(jì)中宜采用半開(kāi)路生產(chǎn), 破碎后的小石不再返回破碎機(jī)循環(huán)破碎制砂, 可以減小因大量粒形較好的小石循環(huán)破碎而降低破碎機(jī)成砂率的影響。
      (5)試驗(yàn)得到S 系列立軸沖擊式破碎機(jī)破碎高抗壓強(qiáng)度卵石的產(chǎn)品顆粒級(jí)配組成(表7) , 供參考。
表7 顆粒級(jí)配組成試驗(yàn)成果表


級(jí)配比例 /%	粒 徑 /mm
	40~ 20	20~ 5	< 5	合計(jì)
級(jí)配組成	5	52.9	42.1	100

       備注: 表7 為S系列立軸沖擊式破碎機(jī)破碎高抗壓強(qiáng)度卵石(抗壓強(qiáng)度114 ~ 395M Pa)時(shí)的檢測(cè)成果, 取值為實(shí)測(cè)的平均值。
      (6) S系列立軸沖擊式破碎機(jī)破碎高抗壓強(qiáng)度卵石時(shí)其拋料頭和反擊板等易損件有效使用時(shí)間相對(duì)較短, 拋料頭更換維修期平均為29 ~ 33 h, 反擊板更換維修期平均為45~ 50 h。如何通過(guò)調(diào)整合金材質(zhì)比例, 增加磨損件使用時(shí)間有待研究。

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