制砂設備屬物料破碎中的超細碎設備,物料機械破碎技術具有近200 a的發展歷史,直至目前破碎技術仍以機械破碎為主。巖石在破碎機中破碎一般有擠壓、劈碎、折斷和沖擊破碎等4種形式,大部分破碎機的破碎原理為幾種形式的共同作用。巖石在破碎機內破碎主要克服作用于巖石晶體內部的、晶體各質點之間的內聚力,以及作用于晶體與晶體之間和作用于晶體表面的內聚力。巖石能夠粉碎主要是克服上述兩種內聚力,巖石破碎的難易程度與晶體本身的性質、結構及晶體結構中的錯位和微裂紋有很大關系。常用的人工制砂設備有以下幾種機型。①慣性圓錐破碎機;②棒磨機;③盤式破碎機;④沖擊式破碎機等。
幾種常用制砂設備的比較
(1)慣性圓錐破碎機。系前蘇聯在20世紀50年代研制、開發的產品,這種破碎機破碎比達10~15,給料粒徑為10~100mm。其破碎力大,小于5 mm產量達80%~90%,小于1.6 mm達30%,石粉含量10%~15%,產品粒形較好,適宜處理堅硬巖石,適合干法生產。但機體較笨重,襯板壽命短,關鍵部件安全可靠性較差,生產能力有限。
(2)棒磨機。在國內外人工砂加工中應用更普遍,技術成熟,適宜濕法生產,人工砂產品粒形較好,粒度模數可調,生產穩定,MBZ2136棒磨機產量為28~40 t/h,產品中小于0.16 mm細顆粒含量達30%。其缺點是設備基礎較大,配套設施復雜,耗水量大,需配置污水處理設施,運行過程中鋼棒消耗量大。在三峽下岸溪人工砂生產中,采用斑狀花崗巖棒磨機制砂,單機平均產砂量28 t/h,鋼棒消耗量0.7 kg/t。
(3)旋盤式破碎機。其工作為層壓破碎原理,巖石破碎主要靠多層細料之間相互擠壓和相互碾磨的聯合作用,使物料粒子間破裂,其結構形式與圓錐破碎機類似,屬超細腔形圓錐破碎機,適宜干法生產,產品粒形比棒磨機稍差;制砂過程中隨襯板磨損需對排礦口尺寸進行調整,進料含水率要求嚴格,宜控制在1%以下,含水率稍大,排料中容易結餅,造成機器振動嚴重。
(4)沖擊式破碎機。沖擊式破碎機按電機驅動形式分為立式和臥式兩種;臥式常見形式有反擊式破碎機和錘式破碎機,其產品粒形優良,可實現干法生產。一般只限于硬度較低的碎石制砂,但設備磨損快,產品粒度不穩定,調整困難,產品粒度分布不合理,小于0.16 mm超細料含量高達30%~60%。立式沖擊破碎機制砂以“石打鐵”機型為主,存在與臥式沖擊式破碎機相同的缺陷,國內在水利工程中曾用過,效果不理想。
(5)“石打石”新型沖擊式破碎機。立式“石打石”沖擊破碎的概念源于調整產品粒度特性的研究,采用這一概念設計的破碎機同樣適用人工砂加工。近幾年來我國水電行業制砂引進了瑞典斯維達拉BARMAC“石打石”沖擊式破碎機系列產品,該產品以新穎的結構設計和優良的產品粒形得到我國制砂行業的認可。

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