淺談混凝土骨料生產(chǎn)線的工藝設計

李蕾蕾，劉宏偉，付振洲，解少紅，魏榮杰，屈浩然

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

淺談混凝土骨料生產(chǎn)線的工藝設計

李蕾蕾，劉宏偉，付振洲，解少紅，魏榮杰，屈浩然

河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）

以投產(chǎn)運行的天瑞集團鄭州水泥有限公司400 t/h混凝土骨料生產(chǎn)線為例，介紹了混凝土骨料生產(chǎn)線工藝設計中的設備選型、工藝流程及車間布置的注意事項等。

混凝土骨料生產(chǎn)線；工藝設計；設備選型；工藝流程；車間布置

近年來，隨著國家與地方政府對公路鐵路等基礎設施建設的不斷增強，高品質(zhì)混凝土骨料的需求量也在不斷增加。為適應新時期產(chǎn)業(yè)政策的發(fā)展,走出目前水泥行業(yè)所面臨的“產(chǎn)能過剩”等困境，許多水泥企業(yè)抓住機遇、利用現(xiàn)有的石灰石或廢石資源來延伸產(chǎn)業(yè)鏈—投資建設混凝土骨料生產(chǎn)線。

水泥企業(yè)作為當?shù)氐拇笮推髽I(yè),對其混凝土骨料生產(chǎn)線的投資建設要求必須標準化、規(guī)范化，杜絕出現(xiàn)諸如個體投資建設骨料生產(chǎn)線所出現(xiàn)的安全、環(huán)保等問題。因而，骨料生產(chǎn)線的工藝設計將成為企業(yè)投資建設時首要關注的問題。本文以河南建筑材料研究設計院有限責任公司為天瑞集團鄭州水泥有限公司設計的400 t/h混凝土骨料生產(chǎn)線為例闡述混凝土骨料生產(chǎn)線的工藝設計及注意問題。

1 項目基本情況

1）產(chǎn)量:400 t/h混凝土骨料。2）四種產(chǎn)品，分別為：0～5 mm、5～10 mm、10～20 mm、20～30 mm。 3）混凝土骨料顆粒級配、針片狀含量、土含量等符合標準—GB/T 14685-2001《建筑用卵石、碎石》。4）物料儲存:露天堆場。5）環(huán)保排放標準為:≤30 mg/m3。

2 主機設備選型

混凝土骨料生產(chǎn)線可簡單概括為:破碎、篩分及儲存。為了得到各項指標均符合標準的骨料產(chǎn)品,主機選型將成為生產(chǎn)線設計時考慮的首要問題。

當原料的化學成分等符合生產(chǎn)混凝土骨料所需的原料要求時,骨料生產(chǎn)線的主機選型則主要取決于其原料中的土含量、原料的硬度、磨蝕性指數(shù)等。

此項目原料的基本情況:原料是MgO含量超標的開采水泥用灰?guī)r礦的廢石尾礦,其化學成分滿足生產(chǎn)混凝土骨料的要求;原料中土含量較大、原料的硬度及磨蝕性指數(shù)適中。

考慮到本項目原料的基本情況，主機設備選型為:1臺振動篩分給料機+1臺顎式破碎機+1臺篩土振動篩+1臺反擊式破碎機+2臺成品振動篩。

主機設備選型中需注意以下問題:

1）板喂機、往復式給料機、振動篩分給料機的選擇:雖然3種設備都具有給料功能,但是由于原料中或多或少含有一定量的泥土，而成品骨料要求盡可能少的土含量，所以需在進破碎機之前配置1臺將土篩除的給料設備，這樣，振動篩分給料機就成了最佳選擇。當原料中土含量較少時，振動篩分給料機將篩條間尺寸調(diào)至合適數(shù)值，物料通過給料機后將土篩除即可；當原料中土含量較多時,諸如此項目的原料情況（含土量有時可達20%），設計中則需考慮將給料機篩條間尺寸稍調(diào)大些，大部分含土（塊）廢料經(jīng)振動篩分給料機篩下后再經(jīng)過1臺振動篩將土篩干凈。

2）破碎機的選擇:根據(jù)混凝土骨料行業(yè)選用設備的基本情況，擬定的破碎機選型主要為3種:①顎式破碎機+反擊式破碎機；②顎式破碎機+圓錐式破碎機+整形機;③錘式破碎機+反擊式破碎機。通過比較，第一種選型成熟可靠、成品率高、成品粒型好（均勻且多呈立方塊狀）,符合高速公路鐵路等用混凝土骨料的要求，適用于硬度、磨蝕性指數(shù)中等的物料破碎；第二種選型設備多、投資大、經(jīng)濟效益不明顯，適用于硬度、磨蝕性指數(shù)較高的物料破碎；第三種選型中物料一次破碎，部份返料進反擊破，投資較省，但是維修費用高，大塊骨料成品率低、易過粉碎、粉狀料多、成品骨料抗壓強度低，影響銷售。因此，結合此項目原料情況，最終破碎機選型為第一種—“顎式破碎機+反擊式破碎機”。

3）成品振動篩臺數(shù)的選擇:“四種產(chǎn)品”+“一種篩余返料”，振動篩出料共五種，則至少需要選擇1臺四層振動篩。由于考慮到用1臺振動篩篩凈率較低，此項目最終選型為2臺成品振動篩。因為0～5 mm產(chǎn)品不符合建筑用碎石要求，且此項目原料含土量較大，為提高產(chǎn)品質(zhì)量，選擇2臺振動篩也可對0～5 mm產(chǎn)品多一次篩除的機會。

3 工藝流程圖及設備參數(shù)表

工藝流程圖及設備參數(shù)表詳見圖1和表1。

4 布置圖設計中的注意事項

1）破碎機前受料斗有效容積的選擇:一般情況下，受料斗設計的有效容積宜不少于破碎機連續(xù)運轉(zhuǎn)12～15 min的工作量,并按運輸車輛載重量校核,通常應容納不小于3輛車的容量。根據(jù)以上觀點,該生產(chǎn)線的受料斗有效容積和車輛最小載重量的選擇分別為80～100 t和25～30 t較合適。設計“有效倉容85 t”滿足要求。

2）破碎車間設計的注意事項:破碎車間的布置不僅要考慮到物料在破碎過程中的進出料順暢,還要考慮到破碎機巡檢維修的方便及盡可能減小土建投資費用。因地制宜,受料倉與破碎機間的布置充分利用地形高差,將破碎機布置于車間±0.000平面，不僅減小了土建投資，而且對破碎機維修、巡檢及換件等提供了諸多方便。

表1 設備參數(shù)表

3）篩分車間設計的注意事項:篩分車間振動篩的布置應在其周邊設計巡檢平臺；車間應封閉、振動篩設備本身應密封以避免篩分時產(chǎn)生大量的粉塵外排。

4）非標準件連接的注意事項:由于骨料生產(chǎn)線設計中所選用的主機設備均為振幅相對較大的設備，為避免振動設備引起聯(lián)動,所以非標準溜子、風管與主機設備連接時均應為軟連接。

5 設計中的環(huán)保問題

5.1 環(huán)境污染源

1）混凝土骨料生產(chǎn)線對環(huán)境的污染主要是生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵、噪聲和污水。

2）粉塵主要來源于破碎、篩分設備排放點，輸送轉(zhuǎn)運點，成品骨料堆存卸料點以及外運骨料裝車時的揚塵等等。

3）噪聲主要來源于破碎機、振動篩等設備的運轉(zhuǎn)過程。

4）污水主要是生活污水，不含有害物質(zhì)。

5.2 環(huán)境保護措施

1）粉塵治理措施:粉塵產(chǎn)生于骨料生產(chǎn)的全過程，為有效控制粉塵排放量，設計中在工藝上盡量減少揚塵環(huán)節(jié)，減少物料的轉(zhuǎn)運點和落差，選用揚塵少的設備，使用密閉性能好的輸送和給料設備。所有的粉塵排放點均采用收塵效率高、技術可靠的收塵器。保證粉塵排放濃度低于30 mg/m3，符合國家標準。對于成品骨料堆存卸料點的除塵,根據(jù)現(xiàn)場水源情況可選擇水噴霧除塵；水源緊張或者我國北方寒冷地區(qū)的廠區(qū)，也可通過建設儲庫及堆棚來減少粉塵排放。

2）噪聲控制:①從設備選型上盡量選擇噪聲低的設備；②對噪聲較大設備布置于封閉廠房內(nèi)。

3）污水處理:生活污水經(jīng)化糞池處理后，排用吸糞車拉走，或入排水管網(wǎng)；噴霧除塵屬于消耗水，除塵后自然蒸發(fā)。

6 結語

目前,天瑞集團鄭州水泥有限公司400 t/h混凝土骨料生產(chǎn)線運行正常，各項指標均已達到設計要求，已成為水泥企業(yè)進軍混凝土骨料行業(yè)的楷模。隨著各大水泥企業(yè)的加入，砂石骨料行業(yè)將會出現(xiàn)一片欣欣向榮的景象。