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技術文章

淺析S-10立軸沖擊式破碎機硬巖制砂工藝

點擊次數(shù):780 發(fā)布時間:2014-12-19


 

圖1 沙灣電站砂石加工系統(tǒng)制砂系統(tǒng)原工藝流程圖

        加工毛料為河灘天然料, 巖性主要為變質巖。系統(tǒng)制砂車間設計進料為高抗壓強度的卵石破碎料(其抗壓強度見表1)。
      
       2 原制砂工藝流程

表1 沙灣電站卵石抗壓強度試驗成果統(tǒng)計表

試件編號密度/ g# cm- 3
 
破壞荷載/kN
 
試件面積/ cm2
 
抗壓強度/MPa
 
所占比例/%
 
備 注
 
12.622251.9711419灰色巖石
22. 615402.3323235灰白色巖石
32. 639202.3339536紫紅灰色巖石

 

       3 原工藝產品試驗成果及分析
       2006年5 月30 日該系統(tǒng)建設完成后, 對S-10立軸沖擊破碎機加工高抗壓強度卵石制砂的工藝進行了工況試驗, 檢測工藝適應性。試驗方法: 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種料分別進行試驗, 分析S-10制砂機在各種進料比例情況下加工硬巖卵石的處理能力; 骨料的級配比例、成砂率; 砂的細度模數(shù)、顆粒級配等指標的差別。分述如下:( 1)處理能力: 對S-10 立軸沖擊式破碎機處理能力進行檢測, 其成果見表2。

表2 制砂車間短時生產能力試驗成果表

編號中石與
小石比例
短時生產
率/ t# h- 1
電流
/A
含水率
/%
11:1231.5600/
21:2228.0580/
32:1198.4570/
4全中石157.35703.7
5全中石155.85752.2

       分析檢測成果得知, S-10破碎硬巖處理能力在進料為混合料時波動不明顯, 處理量約為:190~ 230 t /h, 與設計處理能力相當( S-10立軸破碎機在線速度為60m / s, 功率2 @ 160 kW, 進料粒徑為5~ 25mm時處理能力190~ 220 t/h, 查廠家資料) ; 為全中石時處理量有明顯的降低, 約為155~ 180 t /h, 效率降低約20% 。
        (2)產品級配比例: 經對各種級配比例進料情況下的產品進行檢測, 其統(tǒng)計結果見表3。

表3 顆粒級配組成試驗成果表

編號
 
中石與
小石比例
 
級配比例
/%
 
粒 徑 /mm
 
40~ 20
 
20~ 5
 
< 5
 
合計
 
11:1級配組成652.941.1100
21:2級配組成3.15343.799.8
32:1級配組成4.952.542.499.8
4全中石級配組成5.55341.5100

     分析表3, 進料的級配比例對成品的級配組成沒有明顯影響, 產品的級配組成相對均衡, 波動較小。其中中石的含量為3. 0% ~ 6. 0% , 小石為52% ~ 53% , 成砂率為41% ~ 43%, 成砂率相對較高。
      (3)砂的細度模數(shù)和級配比例: 經檢測, 砂的細度模數(shù)及對砂進行顆粒組成分析得到的成果見表4。結論: S-10立軸沖擊破碎機在加工卵石硬巖時, 砂的細度模數(shù)在3. 3~ 3. 5之間, 細度模數(shù)較大; 顆粒分析結果為2. 5~ 5. 0 mm 粒級的含量超標, 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 砂級配試驗成果表(累計篩余)

編號中小石比例分項檢測成果篩孔尺寸 /mm
 
細度模數(shù)
 
1052.51.250.630.3150.16<0.16
11:2累計篩余率%07.7944.6357.5872.7485.1691.161003.39
22:1累計篩余率%07.9048.0560.3876.0886.3091.891003.51
3全中石累計篩余率%09.2951.3661.6576.0885.6090.1299.993.52
41 區(qū)砂
 
累計篩余率%
 
010-035-565-3585-7195-80100-90100/


        4 篩洗后的成砂率及粒度特性
        立軸沖擊式破碎機破碎后的產品進入篩分車間篩洗, 砂料再經脫水篩分車間脫水(篩網尺寸為0. 2mm - 10mm )得到成品。經檢測, 在減小篩網尺寸的情況下(篩網尺寸為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)砂標準含量的上限35% , 但總體含量還是偏高; 濕法分級的洗砂機溢流和脫水篩脫水過程造成大量的石粉流失, < 0. 16 mm 粒徑的石粉含量檢測為5.0% 左右, 總體含量減少約5%, 遠小于標準要求; 細顆粒在脫水等環(huán)節(jié)流失, 導致成品砂產量大幅度減小, 約從80 t /h 降低至60 t /h, 降低約為25%。篩洗后的檢測結果見表5。

表5 成品砂檢測成果表(濕法篩分脫水)

產量
/ t# h- 1
分項檢測成果篩孔尺寸 /mm
 
細度模數(shù)
 
1052.51.250.630.3150.16<0.16
57.2累計篩余率%04.5030.7012.2022.1017.407.905.403.26

 
 


        5 工藝流程分析及改進
        采用S-10立軸沖擊式破碎機破碎高抗壓強度卵石(抗壓強度為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, 細度模數(shù)高(基本屬標準的1 區(qū)砂, 即粗砂) , 砂的顆粒組成中2. 5 ~ 5. 0 mm 粒級含量超標, 石粉含量偏低。為調整砂的細度模數(shù)達到水電行業(yè)規(guī)范要求的細度模數(shù)( 2. 4~ 2. 8) , 需將部分2. 5~ 5. 0 mm粒級的砂料循環(huán)破碎, 并回收砂的全部石粉。如采用濕法生產, 在洗砂機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, 并將檢查篩分車間調整為2 層篩, 增加3mm級篩網。調整后的工藝見圖2。

圖2 沙灣電站砂石加工系統(tǒng)制砂車間工藝改進流程圖
 

       改進工藝后的檢查篩分車間為全封閉生產, 采用反吹式風機和袋式收塵器對車間進行除塵, 袋式收塵器回收石粉在膠帶上均勻摻入成品砂中。制砂車間工藝改進后對成品砂的生產能力、細度模數(shù)和級配組成進行了檢測, 檢測統(tǒng)計結果見表6。

表6 成品砂產量、細度模數(shù)及級配組成統(tǒng)計表( 改進后)

編號總制砂產量
/ t# h- 1
分項檢測成果篩孔尺寸 /mm
 
細度模數(shù)
 
1052.51.250.630.3150.16<0.16
1118. 60累計篩余率%07.527.243.163.878.285.91002.82
2102.33累計篩余率%
 
08.026.243.161.476.885.81002.75
3134.24累計篩余率%04.124.441.961.274.486.51002.79
4 中砂累計篩余率%010-025-050-1070-4192-70100-90100/

 
       通過對表6的檢測結果進行分析, 調整工藝后的細度模數(shù)在規(guī)范規(guī)定的上限, 級配組成屬Ⅱ區(qū)砂(中砂) , 石粉含量略偏少(沙灣電站砂石系統(tǒng)制砂工藝設計為人工砂與天然砂混合組成成品砂, 檢測混合后的成品砂質量符合規(guī)范要求)。

       6 總結及建議
       采用S系列立軸沖擊式破碎機破碎高抗壓強度卵石(抗壓強度114~ 395MPa)的工藝制人工砂, 其成砂率高, 細度模數(shù)高(基本屬標準的1 區(qū)砂即粗砂), 石粉含量偏低, 處理量在進料為全中石時有明顯的降低。為此, 在工藝設計時應充分考慮以下幾點因素:
       (1)在進料粒徑\ 20 mm 含量較高時, 設備應選配功率較大的電機, 以保障設備處理能力達到設計要求。
       (2)制成砂基本屬標準的1區(qū)砂, 即粗砂, 顆粒組成中2. 5~ 5. 0 mm 粒級含量較高。為調整砂的細度模數(shù), 分級車間宜增設3 mm 粒級的篩網, 通過該級篩網將部分2. 5~ 10. 0 mm 粒級的砂返回循環(huán)破碎。如不設3 mm 粒級的篩網, 則應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), 部分石粉含量指標達不到規(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, 工藝設計宜采用干法生產, 盡量避免濕法生產在洗砂機溢流和脫水篩脫水過程中的石粉流失。如采用濕法生產, 在制砂車間工藝設計時宜增加石粉回收設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破碎高抗壓強度卵石制砂工藝設計中宜采用半開路生產, 破碎后的小石不再返回破碎機循環(huán)破碎制砂, 可以減小因大量粒形較好的小石循環(huán)破碎而降低破碎機成砂率的影響。
      (5)試驗得到S 系列立軸沖擊式破碎機破碎高抗壓強度卵石的產品顆粒級配組成(表7) , 供參考。
表7 顆粒級配組成試驗成果表

級配比例
/%
 
粒 徑 /mm
 
40~ 2020~ 5< 5合計
級配組成552.942.1100

       備注: 表7 為S系列立軸沖擊式破碎機破碎高抗壓強度卵石(抗壓強度114 ~ 395M Pa)時的檢測成果, 取值為實測的平均值。
      (6) S系列立軸沖擊式破碎機破碎高抗壓強度卵石時其拋料頭和反擊板等易損件有效使用時間相對較短, 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。如何通過調整合金材質比例, 增加磨損件使用時間有待研究。
 

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