摘要：在工程建设过程中，砂石料是不可或缺的建筑材料，尤其对于水工建筑来说，砂石科更是占据混凝土中约85％的比重，可以说是大坝建设的“粮仓”。主体工程的施工进度、投资成本以及施工质量等，均会受到砂石系统运行的影响。而要保证砂石系统运行顺畅，系统中的设备配置是非常重要的因素。对人工骨科加工系统设备的选型原则和具体方法进行了论述。

　　关键词：砂石系统；工艺设计；设备选型

　　0 引言

　　水泥、钢材、砂石骨料等材料是工程建设的基础与前提。在一些大型工程建设过程中。比如水电工程，会用到大量的砂石骨科，而受到地理位置以及开采条件的限制，天然的砂石骨料难以满足工程需求，因此需要添加人工骨料。尽管砂石加工系统属于临时建筑，但是从很大程度上决定了主体工程的质量。

　　砂石加工系统的设计与建设体现出系统性的特点，即系统中如果哪个环节无法满足生产需求，则整个系统的生产能力均会有所下降^[1]。

　　1 设备选型原则

　　（1）通常砂石加工系统中，关键设备都会选择技术先进、质量可靠、单机生产能力比较大的机械设备，以提高整个砂石系统运行的可靠性。

　　（2）要保证设备的生产能力及产品粒度要求与工程的生产工艺及质量要求相符，而且适用于混凝土级配变化。

　　（3）基于简化机型以及便于维修的考虑，在选择设备时要尽可能选择规格相同的。

　　（4）选择设备时要进行综合考虑：设备的可操作性、可靠性、投资成本以及能耗等，并且要将运行管理费用控制在最低水平，且不污染环境。

　　（5）破碎设备的选择要考虑到系统运行原料石的石料特性^[2]。

　　2 系统设备选型

　　（1） 粗碎设备选型

　　通常人工砂石加工系统的料源利用石料场爆破开采的方法，或者主体工程挖回采料。一般粒径比较大，因此在配置粗碎车间的破碎设备时，设备的进料口尺寸以及出料粒径组成就成为首要考虑的条件；此外，由于粗碎车间的生产往往不均匀，所以要选择可以保证系统供料量的设备。

　　通常破碎机的种类有旋回式、颚式、反击式、锤式等，还有多种设备组合成的移动破碎站。在一些大型的水电建设项目中，多选择型号不同的颚式破碎机，或者在粗碎车间采用旋回式破碎机。

　　1） 旋回式破碎机

　　旋回式破碎机的工作原理如下：在壳体内锥腔中，破碎锥进行旋回运动，物料受到挤压、弯曲以及劈裂作用而破碎，其可以粗碎各种硬度的矿石或者岩石，属于大型的破碎设备。主轴装有破碎锥，其上部支承于横梁中部的衬套中，而下部在轴套的偏心孔中。转动轴套破碎锥会以机器中心线为中心进行偏心旋回运动。旋回式破碎机的破碎动作是连续不断的，因此相较于颚式破碎机其工作效率比较高。由于旋回式破碎机体积、自重均比较大，比较不容易安装，并且需要较大的基础土工工程。所以在砂石骨料较小需要采用大能力破碎机的工程中采用旋回式破碎机。

　　2） 颚式破碎机

　　相对其它形式的破碎机而言。颚式破碎机的应用最广泛，其有着磨损小、结构简单、便于安装维修等特点，且运行经济性高，所以在工程中比较常用。根据其进口料的大小，颚式破碎机又可以分为大、中、小三种，大型机器的进料口宽度在600mm以上；中型机在300mm—600mm范围内；而小型机的进料口宽度则在300mm以下。颚式破碎机的工作部分为两块颚板，一块是垂直固定在机体前壁的固定颚板，另外一块则是位置相对倾斜、与固定颚板形成上大下小破碎腔的活动颚板。设备运行过程中，活动颚板相对固定颚板做周期性往复运动：二者分开后物料即进入破碎腔，从下部卸出成品；二者靠近时两块颚板间的物料受到挤压、弯折、劈裂作用破碎。由于颚板破碎机是利用挤压的方式劈裂石块，所以骨料中会包含较针片状。

　　3） 其他设备

　　按照石料的特点可以在粗碎车间选择反击式破碎机，该设备是通过冲击力破碎物料，其工作过程如下：在物料进入板锤作用区后，板锤会对其进行高速冲击。被破碎物会不断的被抛向装设在转子上方的反击装置，接着又被反击衬板弹回至板锤作用区。重复受到撞击，如此反复直到物粒破碎至工程需要的粒度后，再从机器的下部卸出。

　　按照料源和对混合料的需求不同，在粗破车间还可以选择锤式破碎机或者反击式破碎机，不过进料粒径对设备的限制比较大。在大渡河猴子岩、索风营等砂石加工系统中粗破车间选用了反击式破碎机。

　　（2） 中、细碎设备选型

　　中细碎设备的主要作用是处理粗破碎后的半成品混合料。混合料中的超径部分、需要进行级配调整的骨料需要再利用中细碎设备进行破碎或者制砂。

　　常用到的中细碎设备包括反击式破碎机、圆锥式破碎机以及立式冲击破碎机等多种，制砂工艺选择棒磨机和新型高速立式冲击破碎机，在海南项目砂石加工系统中采用了该设备：为了生产石粉使用石粉加工设备，如重庆亭子口安装了3套雷蒙磨专门生产石粉。

　　1） 圆锥式破碎机

　　圆锥式破碎机的工作原理如下：破碎机内部锥体（转动体）和定锥之间会产生挤压作用，块石进入二者之间受到挤压作用后破碎。再经过出料口卸出。如果某种原因下机器出现超载的情况。或者有不可破异物通过破碎腔时。设备的弹簧保险系统就会启动保险功能，增大排矿口，将异物排除后排料口会自动复位，设备可以继续工作。

　　圆锥式破碎机使用较为普遍。龙滩、大法坪等工地中碎车间均选用该设备。

　　2） 反击式破碎机

　　反击式破碎机是在自身电动机的带动下。使转子进入高速旋转状态。一旦物料进入板锤作用区，会撞击到转子上的板锤而破碎，然后被再次抛回反击装置再次破碎。从反击衬板上再弹回板锤作用区再次被破碎，如此反复，直至物料粒度符合工程要求，再从出料口卸出。在大法坪中碎车间选用了4台S400型该设备。

　　3） 立式冲击式破碎机

　　通常在整形车间或者制砂车间采用立式冲击式破碎机比较多，其又分为两种形式，即石打石与石打铁。设备将进入腔体的物料转换为高速运动的料流，并向四周甩去，碰撞到自由下落的物料（即石打石），或者撞击衬板（即石打铁），最终破碎物料。

　　近年来在细碎制砂车间，该设备渐渐代替了棒磨机制砂工艺。其成砂率通常约为30％，与棒磨机相比。其制砂能力大幅提升。不过按照运行试验数据来看，立冲制砂中普遍存在粒级之间分布不均匀的问题，成品砂中细度模数比较高。

　　而高速立冲式破碎机可以弥补立式冲击式破碎机制砂过程中细度模数比较大的缺陷，在海南红岭水利枢纽工程中证明，经过高速立冲之后人工砂细度模数符合技术标准。

　　4） 棒磨机

　　棒磨机和球磨机的工作原理是相同的，二者均适用于生产细骨料。不过其体积比较大，相应的能耗也比较大。再加上立冲式破碎机以及高速立冲式破碎机的发展越来越快，所以近年来的工程较少使用该设备。不过相对而言棒磨机制砂可以保证砂的质量。其可以按照工程需要调整给料量、按棒量，生产不同要求的成品砂。

　　（3）筛分设备选型

　　国内外厂矿企业、工程建筑筛分设备均选用圆振筛系列。近年来引进了高频振动筛，我国南矿公司也研究高频筛，并已经投放市场用于生产运行。

　　3 工艺设计

　　人工料砂石加工系统多采用三段破碎、多级筛分工艺。经过不同的环节将石料场开采块石料破碎成各粒径级别的混合料，经过相应的筛分车间筛分分级，最后形成满足工程建设需要的成品砂石骨料。

　　4 结论

　　任何一种工艺选择都决定了一种形式的设备搭配，不同的设备搭配在骨料生产过程中的经济性和合理性也大不相同。因此，针对每个工程及料源的实际情况。选择相应的骨料加工设备至为重要^[3]。

　　参考文献

　　[1]罗建国，荆禄波，粱胜国。浅谈机制砂的制备技术与质量管理[J].山西交通科技。2009（5）：47—49，57.

　　[2]黎鹏平，熊建渡，王胜年。机制砂的制备工艺及在某桥梁工程中的应用[J].混凝土，2012（3）：133一136.