《立軸式?jīng)_擊破碎機制砂工藝與研究》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《立軸式?jīng)_擊破碎機制砂工藝與研究（15頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、立軸式?jīng)_擊破碎機制砂工藝與研究第22卷第2期貴州水力發(fā)電GUIZH0UWArERP0WER2008年4月?水工建筑物設(shè)計與施工?立軸式?jīng)_擊破碎機制砂工藝與研究李永杰,毛鐵牛(中國水利水電第九工程局,貴州貴陽550001)摘要:文章根據(jù)立軸式?jīng)_擊破碎機的工作原理以及生產(chǎn)測試資料,分析影響立軸式?jīng)_擊破碎機制砂效果的各種因素;并通過對常速,高速立軸式破碎機聯(lián)合制砂生產(chǎn)工藝試驗的可行性研究,提出了立軸式?jīng)_擊破碎機新的制砂生產(chǎn)工藝及機型參數(shù)選擇要點.關(guān)鍵詞:水利水電工程施工;制砂工藝研究;立軸式?jīng)_擊破碎機中圖分類號:TU63文獻標志碼:B文章編號:10070133(2008)02-000104采用立軸式

2、沖擊破碎機制砂,國內(nèi)從20世紀90年代中期以來就在大型水電工程中開始使用,其生產(chǎn)工藝有干法,濕法,半干法等.但無論采用何種生產(chǎn)工藝,都存在所生產(chǎn)的砂細度模數(shù)偏大,中徑粒徑偏少等缺點,嚴重影響混凝土質(zhì)量以及其對各種混凝土配比要求適應(yīng)性差等.因此,對立軸式?jīng)_擊破碎生產(chǎn)工藝需進一步研究,以提高混凝土產(chǎn)品的質(zhì)量.1立軸式?jīng)_擊破碎機傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝目前國內(nèi)大多數(shù)工程均采用立軸式?jīng)_擊破碎機作為制砂的主要生產(chǎn)設(shè)備,破碎腔形式無論是石打石還是石打鐵,其傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝均采用進料一破碎一篩分一返回(或進倉),其生產(chǎn)工藝流程框圖見圖1.mm2.5mm圖1立軸式?jīng)_擊破碎機制砂傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程框圖按圖1生產(chǎn)流程,石料由轉(zhuǎn)料倉

3、經(jīng)給料機,膠帶輸送機送入立軸式破碎機,經(jīng)破碎后送入篩分機分級,其中大于5mm的石料全部返回轉(zhuǎn)料倉進行循環(huán),52.5mm的石料分2路輸出:一路返回轉(zhuǎn)料倉由破碎機再破碎,另一路進入成品砂倉;而小于2.5mm的石料進入成品砂倉或進入螺旋分級機后至成品砂倉.此生產(chǎn)工藝的特點為:a.工藝流程簡單,單位能量消耗低;b.52.5mm的石料要經(jīng)反復(fù)循環(huán)破碎,破碎效果差,能量損耗略偏大;c.成品砂中2.51.25mm,1.250.63mm粒徑的石料偏少;d.成品砂的粒度模數(shù)控制難(人為因素控制);e.成品砂率偏低.2立軸式?jīng)_擊破碎機與棒磨機聯(lián)合制砂工藝采用棒磨機制砂工藝,早在20世紀70年代就已開始使用.該制砂

4、工藝具有如下特點:a.成品砂質(zhì)量穩(wěn)定,粒形好;b.耗水,耗電量高,鋼棒耗量大;c.建安工程量大;d.石粉損失量大,水處理費用高.為了解決立軸式?jīng)_擊破碎機制砂工藝中中徑砂含量偏少以及提高產(chǎn)量等問題,采用了立軸式?jīng)_擊破碎機與棒磨機聯(lián)合的制砂工藝,其工藝流程框圖見圖2.圖2立軸式?jīng)_擊破碎機與棒磨機聯(lián)合制砂生產(chǎn)工藝流程框圖收稿日期:20080102;修回日期:2008-02-18作者簡介:李永杰(1957),男,廣西陸川縣人,教授級高級工程師,從事水電站大型施工輔屬企業(yè)及城市商品混凝土站砂石系統(tǒng),高速公路砂石系統(tǒng)設(shè)計等工作.第22卷第2期貴州水力發(fā)電2008年4月按圖2流程,石料經(jīng)立軸式?jīng)_擊破碎機破碎

5、后進入篩分機分級,其中大于5mm的石料全部返回轉(zhuǎn)料倉進行第2次破碎,52.5mm的石料進入棒磨機破碎并經(jīng)螺旋分級機后與小于2.5mm的石料混合進入成品倉.此工藝有如下特點:a.集中了立軸式?jīng)_擊破碎機,棒磨機制砂的優(yōu)點,克服了立軸式?jīng)_擊破碎機及棒磨機制砂的缺點,解決了中粒徑砂含量少,石粉過多流失等問題;b.流程中仍然保留了棒磨機及其不足之處;e.工藝流程復(fù)雜,設(shè)備品種多.3立軸式?jīng)_擊破碎機制砂新工藝研究3.1立軸式?jīng)_擊破碎機工作原理3.1.1立軸式?jīng)_擊破碎機組成結(jié)構(gòu)立軸式?jīng)_擊破碎機由人料斗1,落料環(huán)2,轉(zhuǎn)子3,渦動破碎腔4,主軸裝置5,電動機6,機架7,排料斗8等8個部分組成,如圖3所示.圖3立

6、軸式?jīng)_擊破碎機組成結(jié)構(gòu)示意圖3.1.2立軸式?jīng)_擊破碎機工作原理第1階段:物料在重力作用下經(jīng)過人料斗形成垂直向下的物料流,該物料流通過落料環(huán)進入轉(zhuǎn)子中心錐帽頂部并順勢被均勻分配成多股(35股)水平料流,之后它在轉(zhuǎn)子加速通道中由于轉(zhuǎn)子自旋轉(zhuǎn)料波的強力沖擊在通道中首先產(chǎn)生強力擠壓和研磨破碎,并在加速通道終端遭受拋料頭旋轉(zhuǎn)撞擊破碎,如圖4所示.圖4立軸式?jīng)_擊破碎機轉(zhuǎn)子中水平物料破碎示意圖?2?第2階段:水平料流在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子所施離心力作用下由加速通道被快速加速激射并同時獲得巨大動能,此高速料流在渦動破碎腔與物料墊層(石打石機型)或鐵砧(石打鐵機型)撞擊產(chǎn)生激烈動能與破碎能間的能量充分轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生碰撞破

7、碎.動能轉(zhuǎn)化為破碎能的物料會被高速轉(zhuǎn)子提供的源源不斷的水平料流追擊產(chǎn)生連續(xù)破碎,切向拋射也會產(chǎn)生高速擠壓,研磨破碎,如圖5所示.圖5立軸式?jīng)_擊破碎機加速破碎物料流示意圖第3階段:經(jīng)水平撞擊后的物料由于巨大的料流動能無法完全釋放將會反向濺射,如果濺射進入轉(zhuǎn)子運動區(qū)域會再次遭遇轉(zhuǎn)子反擊形成反擊破碎.第4階段:高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子與渦動破碎腔桶壁之間形成一密集高速的渦流粒子云,由此使物料相互追擊,碰撞,擠壓,研磨,形成連續(xù)高能量碰撞的鏈式復(fù)合反應(yīng)過程,如圖6所示.圖6立軸式?jīng)_擊破碎機物料復(fù)合破碎示意圖立軸式?jīng)_擊破碎機實際破碎過程大致可視為以上4個階段的鏈式復(fù)合作用過程.在破碎過程中耗盡動能的物料,會在自身

8、重力作用下彈人機架空間并順勢滑落進入卸料流排出機架外.在整個破碎過程中,石打石機型的物料流之間自行沖擊,研磨,擠壓破碎,不與渦動破碎腔的金屬構(gòu)件發(fā)生直接碰撞,而是與物料墊層發(fā)生沖擊,研磨,破碎,這就減少了鐵污染和卡鋼現(xiàn)象;而且物料相互撞擊,互相整形,因此砂石料無片狀,針狀,粒形呈李永杰,等:立軸式?jīng)_擊破碎機制砂工藝與研究2008年第2期良好的立方體形,因而能獲得最優(yōu)質(zhì)的機制砂.而石打鐵機型由于沖擊破碎更為徹底及高速動能轉(zhuǎn)換為破碎能更為充分,制砂的效果更加顯著.3.2立軸式?jīng)_擊破碎機特點立軸式?jīng)_擊破碎機是低成本生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)砂的設(shè)備,其特點有:a.破碎能力強,能耗少,產(chǎn)品顆粒好,產(chǎn)量大;b.轉(zhuǎn)子及破碎

9、腔內(nèi)的物料墊層使得磨損件磨損少,運作成本低廉;c.可破碎中硬,特硬物料(例如花崗巖,燒結(jié)鋁釩土,剛玉等);d.構(gòu)造簡單,造價低廉.3.3破碎物料的粒度與破碎機轉(zhuǎn)子線速度的關(guān)系物料有其固有的晶粒凝聚力,要使物料破碎必須獲取一定的能量并轉(zhuǎn)化為破碎能,且此轉(zhuǎn)化破碎能必須大于或等于其破壞物料晶粒凝聚力的能量.從立軸式?jīng)_擊破碎機工作原理可知,物料所獲得的能量為動能即:E=丟(1)由(1)式可知,當(dāng)物料粒徑大小已確定時(質(zhì)量m一定),隨著破碎機轉(zhuǎn)子線速度/3的增高,動能E增加很大;當(dāng)破碎機轉(zhuǎn)子線速度/3衡定時,若物料質(zhì)量m增大,動能E亦隨之增加,反之亦然.,經(jīng)試驗分析,立軸式?jīng)_擊破碎機破碎石料的粒徑與破碎

10、機轉(zhuǎn)子線速度之間存在一定的相關(guān)關(guān)系,見圖7.,粒徑d/mm00圖7立軸式?jīng)_擊破碎機破碎石料粒徑與轉(zhuǎn)子線速度關(guān)系曲線圖由圖7知,立軸式?jīng)_擊破碎機的工作狀態(tài)在達到相同破碎效果的前提下,若破碎物料的粒徑大,破碎機轉(zhuǎn)子的線速度就低;當(dāng)破碎物料的粒徑為202.5mm時,破碎機轉(zhuǎn)子的線速度為7090m/s.3.4破碎物料的物理特性與破碎機轉(zhuǎn)子速度的關(guān)系破碎物料(石料)的物理特性:物料的破碎強度,楊氏模量E,物料密度P,物料的質(zhì)量m,物料的臨界破碎能E臨等與破碎速度/3產(chǎn)生的碰撞能量E碰之間經(jīng)理論推導(dǎo)存在E碰E臨關(guān)系即:(m)(2)于是有:去)即物料的破碎強度值高,其臨界破碎速度/3就高.當(dāng)破碎物料(石料)

11、確定后,設(shè)物料臨界破碎能為常數(shù)K,物料的破碎速度為破,則有:m破2K(4)m破,即:.KJ(5)由此可見,物料的破碎強度,楊氏模量E,物料密度P等增大時,需要的破碎速度相應(yīng)要增大;而物料的質(zhì)量m較小時,需要的破碎速度則要增大.3.5立軸式?jīng)_擊破碎機制砂新工藝根據(jù)立軸式?jīng)_擊破碎機工作原理及破碎物料的粒徑與速度關(guān)系,制定了2種速度組合的立軸式破碎機制砂工藝流程并通過試驗確定其參數(shù),用以指導(dǎo)生產(chǎn).2種速度組合的立軸式?jīng)_擊破碎機制砂工藝流程見圖8.圖8常速與高速立軸式?jīng)_擊破碎機聯(lián)合制砂生產(chǎn)工藝流程框圖按圖8生產(chǎn)流程,石料由轉(zhuǎn)料倉經(jīng)給料機,膠帶機送人常速(/3=5070m/s)立軸式?jīng)_擊破碎機破碎,經(jīng)破

12、碎后進人篩分機分級,然后大于5mm的石料返回轉(zhuǎn)料倉,52.5mm的石料送人高速(/3>75m/s)立軸式?jīng)_擊破碎機再破碎,經(jīng)再破碎的石料與小于2.5mm的石料混合后進人成品倉.此生產(chǎn)工藝適用于干法,半干法生產(chǎn),對于濕法生產(chǎn)需進一步研究.3.6常速與高速立軸式?jīng)_擊破碎機制砂試驗試驗條件:a.巖石類型為中等抗壓強度的灰?guī)r;b.轉(zhuǎn)料倉石料粒徑為405mm;c.常速立軸式破碎機的理論速度/3=65m/s,高速立軸式破碎.3.第22卷第2期貴州水力發(fā)電20o8年4月機的理論速度=85Hs.試驗結(jié)果見圖9.褂昭:m氍_i一,速+j重立.稻-/排砂線FM=2.77,/中砂E包絡(luò)線/,lll,/高速+速

13、立破排砂,/一棄石粉后線?Fl_3o1/鞭基立砌秒纓L,fF=3.4,砂下包絡(luò)線/,/一,f一,/粒徑d/mmO圖9立軸式?jīng)_擊破碎機排砂粒度試驗曲線圖由圖9可知,砂的粒度模數(shù)FM由3.54降為2.77,達到要求;砂中的石粉(<0.16mm)含量由12.88%上升到17.56%;中粒徑石料中2.51.25mm粒徑含量由12.83%上升到27.0%,1.250.63mm粒徑含量由14.59%上升到26.12%.作為民用建筑用砂,機制生產(chǎn)可棄除多余石粉,使其石粉(<0.08mm)含量控制在5%以內(nèi),則此成品砂的粒度模數(shù)FM為3.0,見圖l0.褂昭:m氍一一/,一,/,/高速+常速立破./

14、,/悱玩M=.;.1D上/./中砂上包絡(luò)線/r/常速立唳日盹峨,./枷下旬3.5l,/,/f一/粒徑dlmm圖1O立軸式?jīng)_擊破碎機排砂粒度試驗曲線圖(棄石粉后曲線)4影響立軸式?jīng)_擊破碎機制砂效果的因素4.1破碎物料含水量對制砂量的影響破碎物料含水量控制在一定范圍內(nèi)時,能對除塵效果起到重要作用;但其含水量較高時則會降低產(chǎn)砂量.經(jīng)測試分析:(1)當(dāng)物料含水量控制在不大于2%時,在破碎物料過程中揚塵污染嚴重,必須采取除塵設(shè)施.(2)當(dāng)物料含水量控制在大于5%時,產(chǎn)砂率明顯降低,且隨著物料含水量的增加產(chǎn)量急劇降?4?低;當(dāng)含水率達到9%11%時,產(chǎn)砂率幾乎為零.物料含水率增加產(chǎn)砂率降低,究其原因主要是

15、在破碎腔內(nèi)鐵砧(或料墊層)表面產(chǎn)生了一層石粉墊,物料與鐵砧(或料墊)發(fā)生碰撞時產(chǎn)生地毯效應(yīng),從而降低了破碎效果.(3)當(dāng)物料含水量控制在2%5%時,物料的破碎效果最佳.(4)當(dāng)物料含水量大于11%時,宜采用濕法生產(chǎn),但產(chǎn)砂量比半干法低.4.2給料量對砂產(chǎn)量的影響如圖11所示.當(dāng)給料量較小時,產(chǎn)砂量隨給料量的增加而增加;當(dāng)給料量達到一定量時,產(chǎn)砂量達到最大值,如PL8500型機最佳給料值為7090Wh(物料:灰?guī)r,石打鐵破碎腔);當(dāng)給料量超過一定值后,產(chǎn)砂量有所降低,如PL8500型機的給料量超過110Wh時產(chǎn)砂量減小(物料:灰?guī)r,石打鐵破碎腔).其原因是破碎腔內(nèi)的石料流較大,轉(zhuǎn)子拋出的石料大部

16、分打在石料流上而不是打在鐵砧上的緣故.6O504O3O血l2o10O一一/.,/1050l0O150給料量,(1.h1)圖l1立軸式?jīng)_擊破碎機給料量對產(chǎn)砂量的影響曲線圖4.3影響制砂效果因素的結(jié)論(1)在物料粒徑,含水率及破碎機轉(zhuǎn)子速度(線速度)相同的情況下,若給料量(通過量)增加,則成品砂中的石粉含量降低而砂的粒度模數(shù)增大.(2)當(dāng)物料的含水率,給料量穩(wěn)定且破碎機轉(zhuǎn)子速度(即線速度)相同的情況下,若物料粒徑(60mm)增大,則其石粉含量增加而粒度模數(shù)降低.(3)在物料粒徑,含水率,給料量相同的情況下,隨著破碎機轉(zhuǎn)子速度(即線速度)上升,砂中石粉含量增加,粒度模數(shù)降低.5常速與高速立軸式?jīng)_擊破

17、碎機制砂工藝特點經(jīng)試驗分析,采用常速與高速立軸式?jīng)_擊破碎第22卷第2期貴州水力發(fā)電GUIZHOUWATERPOWER2008年4月?水工建筑物設(shè)計與施工?高順向邊坡開挖與支護快速施工方法研究楊簫(中國水利水電第九工程局董箐水電站工程項目部,貴州貞豐562000)摘要:董箐水電站廠區(qū)邊坡為典型的高順向坡,地質(zhì)條件復(fù)雜,邊坡穩(wěn)定問題突出,如何保持該邊坡的穩(wěn)定和實現(xiàn)開挖與支護快速施工,是具有挑戰(zhàn)性的課題.該邊坡在開挖施工中項目部對開挖與支護的快速施工方法進行了探索,認為因地制宜的施工布置,先進的施工機具,適宜的開挖方法,微差控制的爆破技術(shù),寬孔比的孔網(wǎng)參數(shù)以及邊坡治理的工程措施等是實現(xiàn)開挖與支護快速

18、施工的主要而有效的方法.通過實施上述快速施工方法,抑制或減少了該邊坡巖體順層滑塌,保證了該邊坡的穩(wěn)定,取得了良好的工程效果.關(guān)鍵詞:水利水電工程施工;高順向邊坡開挖;施工布置;控制爆破;加固處理;快速施工方法中圖分類號:TV554文獻標志碼:B文章編號:10070133(2008)02-0005060工程概況1設(shè)計簡述董箐水電站位于貴州省鎮(zhèn)寧縣與貞豐縣交界的北盤江上,為北盤江(茅口以下)水電梯級開發(fā)的第3級,工程樞紐布置為混凝土面板堆石壩+左岸溢洪道+右岸地面廠房+右岸放空洞.本工程為等工程,工程規(guī)模為大(2)型.以中國水利水電第九工程局為責(zé)任方,中國水利水電第十一工程局為協(xié)作方的黔豫聯(lián)營體承

19、擔(dān)了該水電站的廠房開挖與支護工程,主要工程量為:土方明挖24.85萬m,石方明挖56.15萬m,護坡混凝土0.85萬m,各類錨筋0.5萬根.施工圖設(shè)計廠房邊坡最大開挖高差125m,實際施工邊坡最大開挖高差達141m.董箐水電站廠房為岸邊式地面廠房,廠房布置在鋼筋混凝土面板堆石壩壩后右岸,廠區(qū)樞紐主要由主機間,右端安裝間,上游副廠房,上游升壓開關(guān)站,中控樓,下游副廠房,下游尾水平臺及尾水渠等建筑物組成.廠內(nèi)安裝4臺水輪發(fā)電機組,總裝機容量880MW,主廠房長137.0m,寬25.5m,高67.62m,機組安裝高程359.6m.廠房389.5m高程以上邊坡基本按1:0.5,1:1,收稿日期:200

20、8-01-12作者簡介:楊簫(1962一),男,貴州省余慶縣人,高級工程師,從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作.機聯(lián)合制砂工藝,設(shè)計時應(yīng)注意如下特點:(1)常速立軸式?jīng)_擊破碎機的破碎腔體可以為石打鐵型亦可以為石打石型,兩者沒有質(zhì)的變化只有量上的變化,但石打鐵型機的產(chǎn)砂量比石打石型機的產(chǎn)砂量高,而且前者產(chǎn)砂的粒形稍差,石粉含量較多,鐵砧的磨損多.(2)高速立軸式?jīng)_擊破碎機的破碎腔體最好為石打鐵型,在生產(chǎn)破碎中其物料通過量要適當(dāng)?shù)托橐?原因是52.5ITI/TI石料粒徑較小,質(zhì)量較輕,要使物料破碎必須獲得較多且有效的碰撞能量.(3)采用2種速度的立軸式?jīng)_擊破碎機制砂,若適當(dāng)增大高速破碎機進石料的

21、粒徑,可進一步提高成品砂中的石粉含量及降低成品砂的粒度模數(shù).6結(jié)束語采用常速與高速制砂的工藝目前已應(yīng)用于貴州烏江沙沱水電站砂石生產(chǎn)系統(tǒng)中.該生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)砂總量為208.52萬t,成品砂生產(chǎn)量為402t/h,采用4臺PL9500SD常速及2臺PL8500高速立軸式?jīng)_擊破碎機聯(lián)合制砂,經(jīng)生產(chǎn)試驗,該生產(chǎn)系統(tǒng)完全達到了設(shè)計效果.經(jīng)理論推導(dǎo)及試驗驗證,采用常速與高速立軸式?jīng)_擊破碎機聯(lián)合制砂生產(chǎn)工藝,達到了降低生產(chǎn)成本,提高系統(tǒng)成品砂產(chǎn)量與質(zhì)量的目的;同時實現(xiàn)以破代磨工藝,使完全拋棄棒磨機制砂成為現(xiàn)實.該工藝對推動機械制砂工藝的發(fā)展,提高成品砂產(chǎn)量與質(zhì)量,降低能耗,實現(xiàn)環(huán)保型工廠化生產(chǎn)等有著極其重要的作用,是值得推廣的制砂工藝之一.?5?