摘要：隨著國內對高品質骨料的需求增加，業內越來越需要大產量的砂石骨料生產線的需求。本文以年產1500萬噸的骨料生產線為例，闡述大產量骨料生產線的硬件需求和相關設計要點。設計時需要保證骨料生產線必須達到設計年產量、成品骨料的高品質、工藝簡潔且環保。在按照設備年平均產量來選型時，必須避免選擇對于易損件磨損后臺時產量大幅度下降的設備。避免因為易損件的大幅磨損而降低了實際生產的產量。

關鍵詞:砂石骨料生產線大產量設計要點

1．引言

我國水泥企業正朝向大型綜合化方向發展，在以去產能、去庫存、去杠桿、降成本、補短板為重點的供給側結構性改革中，水泥企業進入預拌混凝土、砂石骨料產業是提高經營效益，企業價值鏈整合的需要和必由之路。

近年來，隨著國內如火如荼地開展各種基建工程，對于砂石骨料的需求越來越大。可是，天然砂石資源日漸減少，非法的盜采亂挖現象嚴重，已經對自然環境造成了較大影響，在國家大力推進生態文明建設的進程中，機制砂石取代天然砂石成為必由之路。

因此，如何通過建造高產量、高質量的機制砂石骨料生產線對水泥企業擴大經營范圍、提升綜合效益意義重大。但是，最近幾年才有一些水泥企業介入骨料生產領域，所以對于骨料工廠的設計，現在處于初期階段，很多項目的工藝路線及設備選型都不是很成功，甚至實際產量也往往不能達到設計產量，整個項目的生命周期的效益最大化更無從談起。甚至有些大企業，采取最低價中標原則，更是導致項目的失敗。相關生產線和設備選型的專業性和經濟性仍然是設計骨料工程最為重大和緊迫的專業問題。

本文以年產1500萬噸的砂石骨料生產線為例，講述大產量骨料生產線的硬件需求和相關涉及要點。

2．砂石骨料生產線設計要點

2.1砂石骨料生產線成功的條件

證明砂石骨料生產線成功的第一個要素是設計年產量，成功的骨料生產線必須達到設計年產量。目前，根據國家標準，對破碎機產量的驗收是基于新設備、滿負荷、連續生產的瞬間產量測定的，而實際生產過程中，滿負荷連續生產的條件往往不能滿足，不論是設備原因，還是工藝設計原因。新設備就更沒有辦法保證了，一開始生產就逐漸變成了舊設備，特別是有些設備隨著易損件的磨損，產量會大幅度的下降，有些設備的下降幅度甚至會高達50%。所以，在按照設備年平均產量來選擇設備，生產線的設計者必須對于易損件磨損后臺時產量大幅度下降的設備特別注意。避免因為易損件的大幅磨損而降低了實際生產的產量。

本項目生產線年產能力1500萬噸，計算方式是按照年工作300天，每天工作14小時計算，臺時產量是3570噸，考慮不均衡系數1.2（對于易損件磨損后產量大幅度下降的情況，系數是1.6），設備按照3750x1.2=4500噸/小時來選型。

砂石骨料生產線成功的第二個條件是成品骨料的高品質。產品質量不能僅僅滿足國家標準，更要滿足市場的需要。目前，由于標準編制的滯后性，骨料的國家標準已經落后于市場的要求，國標要求所生產出的骨料供應市場時，不能保證產品一定被市場所接受，特別是市場供應充足的時候，生產出的成品骨料在銷售過程中也會存在障礙。高品質骨料，一要顆粒形狀好（特別是要感觀要好），二要級配合理。特別是對機制砂而言，高品質的機制砂產品不僅要滿足商品混凝土的用砂要求，也要能夠滿足更高標準的預拌砂漿用砂的要求（預拌砂漿是未來的必然要求，未來幾年將逐步取消現場攪拌）。

砂石骨料生產線成功的第三個條件就是工藝要好。一方面是簡潔，設備使用維護方便、簡單。骨料生產線現場條件艱苦，很難招聘到能力強的維護人員，因此操作簡單、維修方便的“傻瓜機”是骨料生產線第一選擇。當然，高品質的骨料生產線也可以通過高自動化程度來減少用人數量，但是目前，國內生產線無法避免對人工的依賴，每條生產線仍需配備一定數量的日常操作人員和維護人員。另一方面，好的生產工藝也必須達到目前國內日益嚴苛的環保要求。環保方面的需求也是一條成功的骨料生產線所必須滿足的。

2.2砂石骨料生產線的工藝流程簡述

本文所述的砂石骨料生產線由棒條給料機實現均勻給料，棒條間隙為200mm，大于200mm部分，進入顎式破碎機進行一次破碎，小于200mm部分從篦條間隙漏下，由皮帶機輸送至除土篩進行除土。除土篩一層篩網50mm，起緩沖保護作用，二層篩網10mm，篩分渣土。0-10mm部分，作為渣土，拋離生產線，10-200mm部分，重新返回生產線。顎式破碎機排礦口為280mm，其破碎后物料，與10-200mm物料匯合，進入反擊式破碎機進行二次破碎。反擊式破碎機排礦口100mm，二破后物料通過皮帶機輸送至中間緩沖料倉。

中間緩沖料倉采用地籠結構，由懸掛式振動給料機實現倉底均勻給料。出料先通過皮帶機輸送至檢查篩，檢查篩一層篩網31.5mm，二層篩網5mm。大于31.5mm物料經由分料盒分料后，通過懸掛式振動給料機給圓錐式破碎機均勻給料，實現三次破碎，圓錐破排礦口32mm。5-31.5mm物料不再重新破碎，通過皮帶機輸送至成品篩，直接進行篩分,出5-10mm、10-20mm、20-31.5mm三種骨料。0-5mm物料則進入制砂備料庫。圓錐破三破后的物料，通過皮帶機輸送至成品篩，一號成品篩一層篩網31.5mm，二層篩網10mm。31.5mm以上物料返回圓錐破重新破碎，形成閉路循環。10-31.5mm物料進入二號成品篩，進行篩分。二號成品篩一層篩網20mm，二層篩網10mm，篩分出10-20mm、20-31.5mm兩種骨料。一號成品篩篩分出的0-10mm部分，進入制砂備料庫。0-10mm物料則通過制砂樓站，進行制砂。

2.3砂石骨料生產線工藝說明

本生產線實際上是3條獨立的1600噸/時的骨料生產線。三條線共用一個中轉料倉，除此之外，其他設備不會相互干擾。如此設計基于以下兩點考慮：一方面，當一條生產線出現故障，需要停機維修時，其他兩條生產線，仍可以繼續生產，避免一條線停機，整廠區混亂的情況發生；另一方面，當短時間內，骨料市場供求關系發生變動時，3條獨立的1600噸/時的骨料生產線，可以方便的選擇其中一條或幾條生產線的啟停，控制廠區出貨量，調節市場供求關系。

3．生產線的設備選型說明

3.1砂石骨料生產線的喂料設備

喂料設備選擇ZSW系列棒條振動給料機，在使用變頻控制，均勻給料的同時，通過調整設備篦條間隙，可以進行除土操作，配合除土篩，有效減少成品骨料和精品機制砂中的泥土含量，控制亞甲藍值，提高骨料品質，給料機ZSW600*200，處理量1500-1800噸/時。

3.2砂石骨料生產線的破碎主機

一級破碎機采用JC系列歐版顎式破碎機，結構優越，性能先進，具有國際領先水平。選擇的JC771，進料口1500x1800，進料粒度可以接近1500mm，基本不需要礦山爆破后二次破碎，每噸節省成本0.8元左右，年節約二次破碎成本1500x0.8=1200萬元；JC771大型顎式破碎機，通過量穩定在1600噸/時以上。

二級破碎選擇HSI系列反擊式破碎機，該系列破碎機技術源自于德國，技術世界領先。一方面，破碎原理為沖擊式破碎，使得出料顆粒形狀優良，級配良好，二級破碎后，可以直接出成品，避免過度破碎；另一方面，減小三破圓錐選型和工作壓力，節約投資成本。

反擊式破碎機HSI7138，具有1600噸/小時的通過能力，成品率可以在30~70%之間調整；

三級破碎選擇SMS系列多缸液壓圓錐破碎機，固定主軸設計和優化的破碎腔型，全面提升了破碎產能，全液壓標準配置，獨立設計的單作用缸，使系統性能發揮更穩定，操作簡單調整靈活。優化的腔型，結合振動給料機的均勻給料，實現滿腔給料和層壓破碎，使得10-31.5mm物料顆粒形狀好，針片狀含量低。10~25mm占比高（一般情況下高于底部單缸圓錐10%左右），0·~10mm占比低，生產線效益好，32mm排礦口時，設備單臺通過量515噸/時。此時設備成品率75%-80%。1600*0.7/0.75=498噸/時，在滿足通過量的同時，又使圓錐破工作效率達到95%的滿腔給料要求。

3.3砂石骨料生產線的篩分設備

篩分設備統一使用YK系列圓振動篩。YK系列圓振動篩為山美公司引進德國技術制造的高效振動篩,振幅強弱可調節，物料篩淌線長，多層篩分，各檔規格篩選清晰，篩分效率高。且所有篩分機選用大型化二層篩，不但可以減小設備用量和檢修點，還能方便的進行篩網的更換，提高檢修效率。

3.3砂石骨料生產線的制砂設備

骨料生產線的制砂設備選用山美SSL系列樓站式制砂設備。樓站式制砂設備作為國家限制天然河砂開采后，為適應市場需求，應運而生的精品機制砂生產設備，其產生便是市場經濟的結果。該SSL系列制砂機擁有以下優點：高標準的砂石品質；高效節能，生產能力大；適應性強，功能多樣；生產過程，綠色環保；智能監控、運行穩定。

高標準的砂石品質來源其成品粒形圓潤，針片狀含量≤5%，混凝和易性好，易泵送。制砂主機獨特的“石鐵混打”結構及瀑布流給料系統，可以根據不同的原料特性，調節瀑布流，葉輪轉速等方式實現產品粒形的有效控制，獲得粒級分布和粒形更好的成品砂，適應性更強。高標準的砂石品質也來源其細度模數：1.7~3.0可調，中砂級配接近中砂2區中間曲線（1,3,6,8,9）,空隙率小于40%。成品骨料的含粉量可控在5%~15%之間，使混凝土更密實。優異選粉設備，使料石粉控制技術實現成品砂含粉量5-15%無級可調。另外通過拌濕機，機制砂含水率3%~5%，保證在成品機制砂在倉儲、運輸的過程中不離析，拌和混凝土時便于控制水灰比。

高效節能，生產能力大的特點源自：單位能耗低,成品砂石綜合平均能耗為3.93kW/t，遠低于行業水平；入料粒徑0-5mm連續級配,SSL350入料量超過350t/h，成品砂產能達350t/h以上,行業內同型號產品產能最大。制砂樓高速并行制砂工藝，制砂能力提升40%以上，實現了在不犧牲產能的情況下調整級配，解決了產量與級配互相制約的行業難題。同時，優異的多級選粉工藝，石粉控制技術與行業其他風選系統相比，無需強制補風，同比節能20%以上。此技術經鑒定達到國際先進水平。

制砂樓的高適應性和多樣化功能源自設備為行內較早采用變頻技術，因此原材料種類適應性廣，可對城市建筑廢棄物、石屑、礦山廢石、鵝卵石等各種原材料進行加工，配備高精度傳感器，保證稱量系統可靠性。制砂樓站為環保型設計，無揚塵外溢，也可整體封裝（選配），整體外封式結構，不懼雨雪，只要原材料滿足生產要求，即可全天候生產，不受天氣影響；占地面積小，對空間敏感度低，受場地約束小。行內少有的雙主機樓站，兩臺制砂機可以在不做任何改變的情況下實現并聯和串聯轉換。可根據不同的原料和入料情況而改變生產方式，達到優質、底能耗、高效的生產工藝。同時滿足干混砂漿、商品混凝土、瀝青混凝土、高性能混凝土等需求。

制砂樓的骨料生產過程，綠色環保。制砂樓采用知名品牌除塵設備，除塵效率高，有組織粉塵排放小于10mg/m3；滿足《GB16297-1996大氣污染物綜合排放標準》中二級地區的規定。篩分機、輸送皮帶、制砂機和級配機等部件采用負壓除塵方式（負壓除塵：靠動力裝置強制性形成一個壓力差，使被除塵處的壓力低于大氣壓力，從而實現含粉塵的氣體通過除塵器進行除塵。適用于敞口處或壓力變化復雜的密閉容器除塵，如烘干系統、包裝機等）；樓內無組織排放滿足《GB16297-1996大氣污染物綜合排放標準》中二級地區的規定。采用全封閉、多點風量風壓自調節集中收塵技術，粉塵排放低于國家標準。主、被動降噪技術實現廠界（主樓外封40米外）噪聲在65dB以下，滿足國家標準《GB12348-2008工業企業廠界環境噪聲排放標準》要求。

制砂樓的監控系統利用計算機網絡、無線通信技術、空間定位技術、地理信息等技術手段為中聯機制砂生產線提供遠程故障診斷和工作狀態監控服務，因此設備智能監控、運行穩定。該監控系統具有如下幾項功能：設備過載監測：制砂主機、高速級配機、提升機等大型電機設備電流實時監測，并繪制電流變化曲線，實現設備過載、堵料等異常工況判斷。產量統計查詢：原料量和成品產量實時存儲，利于產能分析。設備工作時間全記錄，利于設備保養維護。視頻監控精準還原：多通道監控視頻錄制，生產情景精準還原。遠程生產監控，實現操作界面多點共享。全方位日志管理：軟件所有操作都將被記錄保存，便于日后進行操作追溯。跨產品協同控制：配套商混和干混，實現本地/遠程可靠切換。

4．結論

設計年產1500萬噸且高品質的骨料生產線，需要保證砂石骨料生產線必須達到設計年產量、成品骨料的高品質、工藝簡潔且環保。

在按照設備年平均產量來選型時，必須避免選擇對于易損件磨損臺時產量大幅度下降的設備,避免因為易損件的大幅磨損而降低了實際生產的產量。設備選型方面，宜選擇合適的喂料設備,篩分設備，破碎主機和制砂設備等。

工藝流程方面，可設計由3條獨立的1600噸/時的骨料生產線組成，三條線共用一個中轉料倉，其他設備不會相互干擾，既可滿足當其中一條生產線停機維修時，其他兩條生產線保持連續生產；也可滿足骨料市場供求關系發生變動時，獨立生產線方便選擇獨立啟停，控制廠區出貨量，調節市場供求關系。

綜上，需要綜合考慮成功的砂石骨料生產線的判定指標,工藝流程設計，以及合理的設備選型，解決專業性和經濟性等設計砂石骨料工廠重大和緊迫的專業問題，才能建造高產量、高質量的機制砂石骨料生產線，提升綜合效益。

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