Проектирование технологического процесса и комплектация оборудования для линии по производству песчано-гравийного щебня
Благодаря стабильному качеству и регулируемой гранулометрии, песчано-гравийный щебень стал основным сырьем для инфраструктурных проектов. Технологический процесс и комплектация оборудования производственной линии напрямую определяют качество готовой продукции и эффективность производства. Ниже подробно описана технологическая схема и логика выбора основного оборудования на примере типичной высокопроизводительной конфигурации «трехстадийное дробление + формование песка + многостадийное грохочение».
I. Проектирование основного технологического процесса (на примере гранита/известняка)
1. Предварительная обработка сырья: контроль качества и количества, удаление примесей
Сырье (размер частиц ≤1000 мм) сначала хранится в силосе и равномерно транспортируется на этап предварительной обработки с помощью вибропитателя. Ключевым этапом этого этапа является «удаление примесей и контроль качества». Если в сырье содержится более 5% грязи или присутствуют корни растений, необходимо предварительное просеивание на барабанной камнемойке или вибросите для удаления грязи, пыли и примесей с размером частиц менее 5 мм, чтобы предотвратить последующее засорение и износ оборудования. Если размер частиц сырья сильно варьируется (иногда превышает 1200 мм), можно использовать мощную молотковую дробилку для предварительного дробления перед крупным дроблением, чтобы уменьшить количество негабаритного материала до уровня, допускаемого щековой дробилкой, и снизить нагрузку на неё.
2. Первичное дробление: измельчение и дробление, закладка фундамента
После предварительной обработки сырье поступает в систему первичного дробления. Основная цель — измельчить крупногабаритное сырье до материала средней крупности, пригодного для дробления, с размером частиц ≤150 мм, обеспечивая стабильный процесс «подача-дробление-временное хранение».
В качестве основного оборудования используется щековая дробилка (размер загрузочного отверстия выбирается исходя из максимальной крупности частиц сырья, например, щековая дробилка 1200×1500 подходит для сырья размером ≤1000 мм). Она использует принцип «экструзионного дробления» для эффективного измельчения, достигая степени дробления 4–8. Производительность переработки адаптируется к производительности производственной линии (например, производственная линия производительностью 500 т/ч оснащена двумя щековыми дробилками PE1000×1200). После первичного дробления материал ленточным конвейером транспортируется на промежуточный склад (стальной силос или открытый склад) для временного хранения. Производительность склада должна обеспечивать производственные потребности оборудования, расположенного ниже по технологической цепочке, в течение 2–4 часов (например, производственная линия производительностью 500 т/ч оснащена двумя щековыми дробилками PE1000×1200). Объём склада (≥1000 м³) позволяет компенсировать колебания поставок сырья и необходимость технического обслуживания оборудования, обеспечивая бесперебойную работу производственной линии.
3. Вторичное дробление: дробление по фракциям и оптимизированная сортировка
Материал из промежуточного штабеля равномерно подается в систему вторичного дробления через вибрационный питатель. Основой этого процесса является «предварительное грохочение + дробление в замкнутом цикле», что позволяет избежать чрезмерного дробления и контролировать размер частиц исходного материала.
Во-первых, предварительное грохочение: трёхдечный вибрационный грохот (с размером ячеек 80 мм, 20 мм и 5 мм) разделяет материал на три категории: материал >80 мм поступает в установку вторичного дробления, материал 20-80 мм – непосредственно в установку формования песка, а материал <20 мм – во временный бункер перед просеиванием готового продукта.
Второе, вторичное дробление: используется конусная дробилка (пружинная конусная дробилка для материалов средней твёрдости, гидравлическая конусная дробилка для твёрдых пород). Эта система образует замкнутый цикл с предварительным грохочением. После дробления конусной дробилкой материала (размер частиц ≤80 мм) он возвращается на предварительный грохот для повторного грохочения, что обеспечивает стабильный гранулометрический состав после вторичного дробления.
На этом этапе размер частиц на выходе можно контролировать, регулируя размер разгрузочного отверстия конусной дробилки (обычно 20–30 мм), при этом подсортовой материал <5 мм просеивается. Каменный порошок можно собирать отдельно и использовать в качестве сырья для строительства, что повышает эффективность использования сырья.
4. Этап формования песка: формование, повышение качества и контроль формы частиц
После вторичного дробления материал размером 20–80 мм и часть возвращённого готового заполнителя поступают в систему формования песка. Его основная функция — обеспечить «дробление + формование + сортировку» для удовлетворения требований к качеству песка и гравия. Основным оборудованием является ударная дробилка с вертикальным валом (ударная дробилка). Используя принцип «камень о камень» или «камень о железо» (принцип «камень о камень» используется для твердых пород для снижения износа, а «камень о железо» — для мягких пород для повышения эффективности), материал измельчается до размера частиц ≤5 мм с одновременным улучшением гранулометрического состава заполнителя (снижение содержания игольчатых и пластинчатых частиц до менее 10%). Пескогенератор и четырёхдечный вибрационный грохот (с размером ячеек 5 мм, 3 мм, 2 мм)Материал фракцией 5–3 мм, 3–2 мм и 0,075 мм образует замкнутую систему. Материал, прошедший через сито, размером более 5 мм возвращается в пескогенератор для дальнейшего дробления. Материал фракцией 5–3 мм, 3–2 мм и 2–0,075 мм соответственно направляется в бункер готовой продукции. Каменная пыль фракцией <0,075 мм собирается отдельно. Для гибкой регулировки соотношения готовой продукции (например, увеличения выхода мелкого песка 3–5 мм) на разгрузочном бункере готовой продукции можно установить заслонку, которая отводит часть материала фракцией 2–3 мм на обратный конвейер пескогенератора для повторного дробления и формования.
5. Обработка готовой продукции: сортировка и хранение, транспортировка по требованию
После формования, производства пескогенератора и просеивания материал поступает на этап обработки готовой продукции, где основное внимание уделяется сортировке и регулировке качества. Готовая продукция различных фракций (например, щебень 5–31,5 мм, мелкий песок 3–5 мм, средний песок 2–3 мм и мелкий песок 0,075–2 мм) хранится отдельно в стальных силосах готовой продукции (каждый силос имеет производительность ≥ 1 часа работы производственной линии, что предотвращает смешивание материалов). Дозирующий питатель в нижней части силоса позволяет смешивать готовую продукцию различных фракций в соответствии с требованиями проекта. Если содержание шлама в готовой продукции превышает стандарт (>3%), после просеивания добавляется ковшовая или спиральная пескомойка. После очистки готовая продукция перерабатывается в установке для извлечения мелкого песка для извлечения мелкого песка <0,16 мм (со степенью извлечения более 85%), что минимизирует потери ресурсов. Наконец, готовая продукция загружается в грузовики ленточным конвейером или навалочными погрузчиками для непрерывной отгрузки.
II. Полный список конфигурации оборудования системы (в качестве примера взята линия по производству гранита производительностью 500 тонн в час)
| Стадия процесса | Имя устройства | Технические характеристики модели | сновные параметры/функции | Количество |
| Предварительная обработка сырья | Вибрационный питатель грейферного типа | ZSW490×110 | Производительность переработки 200-400т/ч, зазор между прутками 50мм | 1 единица |
| Барабанная моечная машина для камней | GT1530 | Производительность переработки 150-300 т/ч, эффективность очистки > 95% | 1 единица |
| Стадия грубого дробления | Поездка на дробилке | PE1000×1200 | Загрузочное отверстие 1000×1200 мм, выпускное отверстие 100-200 мм | 2 единица |
| Промежуточный ленточный конвейер | DTⅡ ，B1200 | Производительность конвейера 600 т/ч, длина может быть изменена по индивидуальному заказу. | 3 единица |
| Вторичная стадия дробления | Трехслойный вибрационный грохот | 3YK2460 | Поверхность сита 2400×6000мм, производительность 400-600т/ч | 1 единица |
| Гидравлическая конусная дробилка | HPT300 | Производительность переработки 200-350 т/ч, разгрузочное отверстие 15-30 мм | 2 единица |
| Этап формовки и изготовления песка | Машина для производства песка с вертикальным валом ударного действия | VSI6X1145 | Производительность переработки 200-300т/ч, мощность двигателя 220кВт | 2 единица |
| Четырехслойный вибрационный грохот | 4YK3072 | Размеры сит 3000×7200 мм, производительность 500-700 т/ч | 2 единица |
| Откидной клапан | DN300 | Ручная/электрическая регулировка для переключения направления потока материала | 4 единица |
| Этап обработки готовой продукции | Машина для промывки песка с ковшом | XSD3016 | Производительность переработки 150-250т/ч, степень очистки > 98% | 2 единица |
| Машина для извлечения мелкого песка | LZ250 | Размер извлеченных частиц ≥ 0,075 мм, степень извлечения ＞ 85% | 2 единица |
| Склад готовой продукции | Φ8×12м (силос с конусным дном) | Емкость одного бункера 500 м³, оборудованного количественным дозатором | 4 единица |
| Системы помощи водителю | Пылесборник | | Сбор измельченной и просеянной пыли с эффективностью удаления пыли > 99% | 4 единица |
| Централизованная система управления | Система автоматизации управления ПЛК | Удаленный мониторинг работы оборудования и автоматическая регулировка скорости подачи | 1 единица
|
III. Основные принципы технологического процесса и конфигурации оборудования
Совместимость исходного сырья: Для твердых пород (гранит, базальт) предпочтительны щековая дробилка + гидравлическая конусная дробилка + ударная дробилка. Для мягких пород (известняк, песчаник) можно упростить схему дробления щековой дробилки + молотковой дробилки + ударной дробилки, чтобы сократить инвестиции в оборудование.
Совместимость производительности: Производительность каждого звена должна быть меньше в начале и больше в конце (например, производительность питателя > производительности дробилки на 10%, производительность дробилки > производительности сортировочного оборудования на 10%), чтобы избежать узких мест.
Соблюдение экологических норм: Дробильно-сортировочные установки должны быть оснащены импульсными пылеуловителями, ленточные конвейеры должны быть оборудованы закрытыми коридорами, а сточные воды от промывки песка должны подвергаться повторной очистке в отстойниках и фильтр-прессах для соблюдения требований «нулевых выбросов».
Гибкая регулировка: регулируя разгрузочное отверстие дробилки, размер ячеек просеивающей машины и направление потока через клапан, можно регулировать гранулометрический состав готового продукта (например, 5–10 мм для строительства инфраструктуры и 2–5 мм для сборных железобетонных изделий).
Этот процесс и конфигурация оборудования позволяют получать высококачественный песчано-гравийный щебень машинного производства с превосходной формой частиц, непрерывным гранулометрическим составом и контролируемым содержанием мелких фракций (3–15%), подходящий для строительства объектов инфраструктуры высокого уровня, таких как автомагистрали, мосты и товарный бетон.
