王金亮

首鋼礦山機(jī)械制造廠，中國·河北 唐山 064404

1 引言

隨著社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步，礦石生產(chǎn)行業(yè)正在向多層次、多方向發(fā)展。主要是由于可再生資源不斷減少，生產(chǎn)成本不斷增加，給企業(yè)發(fā)展帶來一定的阻礙。企業(yè)為了生存和發(fā)展，開始了多種產(chǎn)品的經(jīng)營形式，降低成本，增加收入。目前，很多企業(yè)開始將資源進(jìn)行重復(fù)利用，進(jìn)行篩選和剝離，產(chǎn)生新的產(chǎn)品，以達(dá)到增加收入的目的。產(chǎn)生了一個(gè)新的名詞“資源綜合再利用”。

制砂生產(chǎn)線一般也稱之為砂石生產(chǎn)線是一種生產(chǎn)建筑用砂和石料的專用生產(chǎn)線設(shè)備。砂石生產(chǎn)線是按照出料類型來定義的，生產(chǎn)出來的成品包括石料和人工砂，因此也稱砂石料生產(chǎn)線，相當(dāng)于石料生產(chǎn)線和制砂生產(chǎn)線的結(jié)合。在筑路，建筑等的原料廠內(nèi)，往往需要砂石料公有的生產(chǎn)線，砂石料生產(chǎn)線設(shè)備便能滿足石料和人工砂同時(shí)生產(chǎn)的要求。

根據(jù)中國大石河排土礦的性質(zhì)，進(jìn)行了簡易的洗砂生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)。通過干選皮帶，將物料進(jìn)行初步的分選，分出含鐵物料和非含鐵物料，皮帶機(jī)頭部的分礦漏斗，將含鐵物料輸送至磁選機(jī)進(jìn)行鐵礦粉的分離。非含鐵物料進(jìn)入圓筒篩，進(jìn)行不同物料的分離，將分離出的含砂礦漿，輸送到葉輪洗砂機(jī)，進(jìn)行淘洗和分離，符合粒度的砂子落地，廢礦漿回收到沉淀池。根據(jù)生產(chǎn)線的需求制作了葉輪洗砂機(jī)。

2 砂石生產(chǎn)線

2.1 綜述

砂石生產(chǎn)線是一種生產(chǎn)建筑用砂和石料的專用生產(chǎn)線設(shè)備，它比傳統(tǒng)制砂機(jī)節(jié)能50%。它可以把巖石、砂石，河卵石等物料制成符合建筑用砂要求的各種粒度，由砂石生產(chǎn)線制成的砂粒度均勻、耐壓強(qiáng)度高，遠(yuǎn)比砂、普通錘式打砂機(jī)生產(chǎn)的砂更符合建筑要求，更能提高建筑質(zhì)量。機(jī)械生產(chǎn)的砂石生產(chǎn)線設(shè)備具有性能可靠、設(shè)計(jì)合理、操作方便、工作效率高等特點(diǎn)。

2.2 發(fā)展歷程

中國成套砂石生產(chǎn)設(shè)備從最早的進(jìn)口到自主研發(fā)生產(chǎn)，發(fā)展十分迅速。隨時(shí)砂石設(shè)備制造技術(shù)的透明化，生產(chǎn)成套砂石生產(chǎn)設(shè)備的廠家也逐漸增多。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型砂石生產(chǎn)線在用戶的關(guān)注下茁壯成長，制砂機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)改進(jìn)是無庸置疑的。制砂機(jī)的結(jié)構(gòu)從傳統(tǒng)的復(fù)雜低效率，轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)效率顯著，每個(gè)部位的作用都不同。

2.3 生產(chǎn)流程

制砂生產(chǎn)線在工作過程中，大塊石料經(jīng)料倉由振動給料機(jī)均勻地送進(jìn)顎式破碎機(jī)進(jìn)行粗碎，粗碎后的石料由膠帶輸送機(jī)送入圓錐破碎機(jī)（或反擊式破碎機(jī)）進(jìn)行中碎，中碎后的石料由膠帶輸送機(jī)送進(jìn)振動篩進(jìn)行篩分，成品砂子（篩下物）由膠帶輸送機(jī)送至洗砂機(jī)清洗后再通過膠帶輸送機(jī)送至成品料堆；大顆粒石料（篩上物）由膠帶輸送機(jī)送至立式?jīng)_擊破碎機(jī)（制砂機(jī)）進(jìn)行細(xì)碎，細(xì)碎后的石料由膠帶輸送機(jī)再次送進(jìn)振動篩進(jìn)行篩分，這樣形成閉路多次循環(huán)。

2.4 性能特點(diǎn)

制砂生產(chǎn)線自動化程度高、運(yùn)行成本低、破碎率高、節(jié)能、產(chǎn)量大、污染少、維修簡便、生產(chǎn)出的機(jī)制砂符合國家建筑砂標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品粒度均勻、粒形好、級配合理。

砂石生產(chǎn)線，砂石設(shè)備除了對設(shè)備的開機(jī)停機(jī)及日常維護(hù)之外，幾乎不需要人工操作。其生產(chǎn)效率高，運(yùn)行成本低，產(chǎn)量大，收益高，成品石子粒度均勻、粒形好，符合國家高速用料要求。

砂石生產(chǎn)線，砂石設(shè)備在工藝流程的設(shè)計(jì)中，由于各級破碎設(shè)備匹配合理，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目臻g交叉布局，因此它具有占地面積小、投資經(jīng)濟(jì)效益高、碎石料品質(zhì)好、石粉產(chǎn)出率低等的特點(diǎn)。同時(shí)配有先進(jìn)的電控操作系統(tǒng)，確保了整個(gè)流程出料通暢、運(yùn)行可靠、操作方便、高效節(jié)能。

2.5 系統(tǒng)構(gòu)成

2.5.1 給料系統(tǒng)

給料系統(tǒng)是向各段破碎機(jī)設(shè)備和篩分機(jī)送人原料，根據(jù)破碎篩分工藝流程。完成給料環(huán)節(jié)的設(shè)備有振動給料機(jī)或其他類型的給料設(shè)備。在砂石生產(chǎn)線中，一般都是使用針對給料機(jī)設(shè)備負(fù)責(zé)是石料的供應(yīng)。

2.5.2 破碎系統(tǒng)

破碎系統(tǒng)是整套設(shè)備的心臟。它的工作是將各種礦石原料破碎成所需粒度的成品料，一條聯(lián)合砂石生產(chǎn)線可有多臺破碎機(jī)組成。這些破碎機(jī)械性能各異，共同完成石料的破碎工作。

2.5.3 篩分輸送系統(tǒng)

篩分輸送系統(tǒng)是將破碎后的礦石經(jīng)篩分機(jī)械進(jìn)行篩分。在砂石料復(fù)合生產(chǎn)線中，砂和石料是需要分開的，而且分級后的砂石料需要輸送到各自的場地。此過程使用的設(shè)備一般是直線振動篩或者其他的篩分機(jī)械設(shè)備。

3 大石河簡易洗砂生產(chǎn)線構(gòu)成及設(shè)備選取

3.1 簡易洗砂生產(chǎn)線構(gòu)成

根據(jù)圖1洗砂系統(tǒng)工藝圖可知，需要一條給料皮帶機(jī)進(jìn)行物料的輸送，為此選用了帶寬B=1000的干選皮帶機(jī)，用于大塊礦石和細(xì)料的分選；該工藝圖還需要將小顆粒的砟子進(jìn)行分選，選用了圓筒篩進(jìn)行分選，篩上物直接落地，篩下物進(jìn)入磁選機(jī)用于將含泥建筑砂與鐵精粉進(jìn)行分離，鐵精粉通過水流進(jìn)入精礦池，含泥建筑砂則通過礦槽底部的流管進(jìn)入葉輪洗砂機(jī)，通過洗砂機(jī)的攪拌和淘洗，干凈的建筑砂直接落地，污泥則通過礦漿斗側(cè)面的溢流管進(jìn)入沉淀池。

圖1 洗砂系統(tǒng)工藝圖

3.2 設(shè)備選取

需要干選物料粒度為0~10mm，所需的最終產(chǎn)品為建筑砂和磁精粉，干礦石和粗礦石占比非常小，整個(gè)系統(tǒng)中不需要進(jìn)行物料的破碎，只需進(jìn)行水選和水洗即可。整個(gè)系統(tǒng)的物料處理量為200t/h。根據(jù)計(jì)算，選取了帶寬B=1000的干選皮帶、TS2050型圓筒篩、1030型磁選機(jī)和3018型葉輪洗砂機(jī)。干選皮帶及磁選機(jī)參數(shù)如表1、表2所示。

表1 干選皮帶參數(shù)

表2 磁選機(jī)參數(shù)表

該系統(tǒng)投入使用后，達(dá)到了預(yù)期的目的，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)時(shí)，只是為了盡快的投入生產(chǎn)，為未做密封和保溫設(shè)施。由于是水選砂，為了后期冬季的正常運(yùn)行，還需加入保溫保暖設(shè)備設(shè)施的投入和建設(shè)。

4 洗砂機(jī)

4.1 洗砂機(jī)的種類

洗砂機(jī)又叫洗砂機(jī)，主要用于砂類產(chǎn)品的去除雜質(zhì)（如粉塵）的機(jī)器，因較多使用水洗的方法，故稱為洗砂機(jī)。其中，因?yàn)橐话闶菍C(jī)制砂（由石料破碎而成），所以也被稱為洗石機(jī)。因外觀和原理不同，也分為螺旋洗砂機(jī)、滾筒洗砂機(jī)、葉輪洗砂機(jī)，振動洗砂機(jī)等。

4.2 洗砂機(jī)的應(yīng)用范圍

洗砂機(jī)廣泛應(yīng)用于建筑工地、砂石廠（砂石廠）、水電站混凝土大壩工地等行業(yè)。洗砂機(jī)具有洗凈度高、結(jié)構(gòu)合理、處理量大、功耗小、砂子流失少（洗砂過程中）等特點(diǎn)。

4.3 葉輪洗砂機(jī)與螺旋洗砂機(jī)的比較

制砂生產(chǎn)線中常使用的洗砂機(jī)就是螺旋洗砂機(jī)和葉輪洗砂機(jī)。這兩種洗砂機(jī)各有各的優(yōu)勢：

①螺旋洗砂機(jī)的洗凈度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如葉輪洗砂機(jī)。螺旋洗砂機(jī)是通過螺旋槳轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的推力把砂子等原材料推出洗槽的，而葉輪洗砂機(jī)則是通過三角帶帶動減速機(jī)，減速機(jī)齒輪減速后帶動葉輪緩慢轉(zhuǎn)動，砂石等陶瓷原材料通過高壓水流沖洗入洗槽，在葉輪的帶動下翻滾，使砂石等原材料相互研磨，除去覆蓋砂石表面的雜質(zhì)的同時(shí)，也破壞了包裹砂石表面的水汽層，及時(shí)將雜質(zhì)和比重小的異物從溢流口排出，從而保證清洗效果。

②螺旋洗砂機(jī)的產(chǎn)量是一定的，而葉輪洗砂機(jī)的產(chǎn)量是可調(diào)節(jié)的，葉輪洗砂機(jī)可通過調(diào)節(jié)上料斗料門的大小來改變上料的多少，從而調(diào)節(jié)產(chǎn)量的大小。

③螺旋洗砂機(jī)一開始密封性很好，但是長時(shí)間的使用磨損之后，過程中砂子流失少，而且傳動裝置的與水和污泥為隔開，造成軸承部位已損壞，設(shè)備故障率高，葉輪洗砂機(jī)的傳動裝置與水和污泥完全隔開，大大降低了其設(shè)備故障率。

4.4 葉輪洗砂機(jī)設(shè)計(jì)

根據(jù)生產(chǎn)洗砂系統(tǒng)的需求我廠進(jìn)行了洗砂機(jī)的設(shè)計(jì)和制作。通過前面的分析及工藝中要求洗砂量為100t/h，經(jīng)過計(jì)算和資料的查找，我廠設(shè)計(jì)部門最終確定選用XSD3018型葉輪洗沙機(jī)做為大石河洗砂系統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備。其設(shè)備葉輪直徑為3m，葉輪寬度1.8m，為雙層葉輪，每層16個(gè)葉片，共形成32個(gè)隔倉。

4.5 XSD3018型葉輪洗砂機(jī)的特點(diǎn)

①XSD3018型葉輪洗砂機(jī)傳動裝置主要由電機(jī)、減速機(jī)、大小齒輪、皮帶輪、皮帶等組成。電機(jī)通過皮帶輪和皮帶帶動減速機(jī)高速軸，安裝在減速機(jī)低速軸上的小齒輪通過與安裝在葉輪軸上的大齒輪嚙合，帶動葉輪旋轉(zhuǎn)。此種傳動方式結(jié)構(gòu)緊湊，通過選用6極電機(jī)、皮帶輪和齒輪傳動的介入，有效避免了大速比和大型號減速機(jī)的選取，降低了減速機(jī)的采購費(fèi)用，同時(shí)利用小速比的減速機(jī)有利于傳動效率的提高。

②XSD3018型葉輪洗砂機(jī)葉輪裝置主要葉輪、篩網(wǎng)、軸、軸承及軸承座等組成。葉輪是由槽鋼、鋼板、鋼管等拼接而成的更結(jié)構(gòu)輪式骨架；在葉輪底部鋪設(shè)的是八字形篩，篩板采用條縫篩，通過螺栓和壓板固定在葉輪上。軸承安裝有大型法蘭，以止口定位的形式，通過螺栓與葉輪上的法蘭進(jìn)行連接。法蘭能夠有效的防止水和污物深入軸承內(nèi)。軸承采用雙列調(diào)心輥?zhàn)虞S承有效的保證安裝時(shí)的同軸度的把握。軸承蓋與軸的密封采用油封和迷宮兩種密封組合的形式，有效提高防塵的作用。采用八字形篩和條縫篩有效的提高了控水的作用，提高了清洗效率。

4.6 使用效果

XSD3018型葉輪洗沙機(jī)投入使用后，效果良好，達(dá)到了出砂的目的，物料粒度均勻、清洗效果良好，產(chǎn)量穩(wěn)定。

5 結(jié)語

通過查閱資料和對洗砂系統(tǒng)設(shè)計(jì)及洗砂機(jī)的設(shè)計(jì)，對砂石生產(chǎn)有了初步的認(rèn)識和深入的了解，為以后的設(shè)計(jì)工作積累了寶貴的數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)。