CN105236782B - 机制砂生产系统及其生产方法与用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种机制砂生产系统及其生产方法与用途，机制砂生产系统包括有料斗，还包括用于碾磨物料的球磨机，将所述料斗中物料传送至球磨机的连接带，用于筛选球磨机所得物料的高效选粉机，将球磨机的出料传送至高效选粉机的提升机，用于接收高效选粉机出料的机制砂库。本发明机制砂的生产方法包括对石料进行球磨粉碎以及对物料进行高效风选。本发明的有益效果在于制得的机制砂的细度模数是可控的，即通过调整磨内大小钢球的比例以及碎石颗粒的进磨量，达到调整机制砂的出磨细度的目的，还可通过调整高效选粉机的撒料盘转速，得到理想颗粒级配的机制砂和石灰石粉，有效解决了现有技术中机制砂的颗粒级配及粉尘含量不可控的问题。
Description
技术领域
本发明属于机制砂生产领域，特别是涉及一种机制砂生产系统及其生产方法与用途。
背景技术
砂在混凝土中起着填充粗骨料的空隙，改善混凝土和易性的重要作用。常用的砂有天然河砂，人工碎石机制砂，人工卵石机制砂等。传统的生产用河沙从各河道内挖掘，因大量的河道被过量的开采，影响河道的行洪的速度，破坏区域的生态环境，因挖砂造成的坑洞，还会造成各垃圾沉淀，严重破坏河内的水质等危害。所以国家明令规定除少量河道允许再开采河砂外，其余都不准开采。因此，造成该资源严重短缺，从而造成混凝土内的用砂成本不断升高且材料难求的现象。故各制砂企业或混凝土企业根据《预拌机制砂混凝土技术标准DBJ/T50-099-2010》标准要求，都将目光转向用碎石来制造同河砂相近粒形的颗粒来代替该河砂，即机制砂。根据《GB/T 14684-2011建设用砂》的标准，机制砂的定义为“经除土处理，由机械破碎、筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩石、矿山尾矿或工业废渣颗粒，但不包括软质、风化的颗粒，俗称人工砂”。
现有技术中机制砂的制备包括将石籽破碎后，通过振筛机内的各筛孔而分出各种颗粒级配骨料，得到大小碎石、粗细砂，然后将细砂送入制砂机，将细砂重新粉碎，粒径＜0.15mm的粉料被选出，作为石灰石粉，粒径≥0.15mm的部分则为机制砂。该制造方法虽然减少了砂中粉料的产生，但其颗粒级配仍然不够合理，且随着粉料的减少，机制砂的细度模数逐渐增高，造成细度模数较高的机制砂不利于应用到混凝土中。该生产方法在使用过程中机制砂细度(即各级级配)的波动较大，粉含量也不稳定，造成利用该机制砂制成的混凝土，其砂率和胶材含量调整较为频繁，使混凝土的质量波动较大，进而造成生产质量控制人员的工作量较大，生产效率低。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种机制砂生产系统及其生产方法，用于解决现有技术中机制砂的颗粒级配及粉尘含量不可控等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明第一方面提供一种机制砂生产系统，包括有料斗，还包括用于碾磨物料的球磨机，将所述料斗中物料传送至球磨机的连接带，用于筛选球磨机所得物料的高效选粉机，将球磨机的出料传送至高效选粉机的提升机，用于接收高效选粉机出料的机制砂库。
进一步的，所述高效选粉机的出气口连接有收尘器，所述收尘器的出气口连接有收尘风机。
进一步的，所述收尘器的出料口连接有收尘细粉库。
进一步的，所述球磨机、提升机的出气口与所述高效选粉机的进气口相连，所述球磨机为卧式球磨机。
本发明第二方面提供一种机制砂的生产方法，包括以下步骤：
(1)进料粉碎：将石料进行球磨粉碎；
(2)筛选出料：粉碎后的物料进行筛选，即得所述机制砂。
进一步地，步骤(1)中，所述石料的粒径≤5mm，控制进入球磨机的石料粒径，可以加
快球磨机的出料速度。
进一步地，步骤(1)中，使用球磨机进行球磨粉碎，所述球磨机的进料量为100T/h。
进一步地，步骤(1)中，使用球磨机进行球磨粉碎，所述球磨机内设有80mm直径钢球和90mm直径钢球，80mm直径钢球的总重量与90mm钢球的总重量之比为2:3～11:9，所述球磨机内钢球总重为22.8T。
进一步地，步骤(2)中，使用高效选粉机对物料进行筛选，所述高效选粉机筛选出粒径≥0.15mm的物料作为机制砂，筛选出粒径＜0.15mm的物料使用收尘器收集，作为石灰石粉；所述高效选粉机撒料盘的转速为250-400r/min；所述高效选粉机筛选粒径＜0.15mm的物料的速度为6～10T/h。
本发明第三方面提供上述机制砂生产系统在制备机制砂中的用途，现有的球磨机、高效选粉机组成的生产系统均用于水泥的生产，本发明生产系统用于机制砂的生产，实现对机制砂的颗粒级配以及粉尘含量进行有效控制，明显提高机制砂的生产质量和效率。
如上所述，本发明的机制砂生产系统及其生产方法，具有以下有益效果：将粒径≤5mm的碎石送入装有钢球的球磨机内，通过不同直径的钢球的碾磨，物料出磨后再通过高效选粉机将多余的粉料选出，得到非常理想的颗粒级配的机制砂和石灰石粉料。本发明的有益效果在于机制砂的细度模数是可控的，即通过调整球磨机内大小钢球的比例以及碎石颗粒的进磨量，可以达到调整砂的出磨细度的目的；还可通过调整高效选粉机的撒料盘转速来控制机制砂中的粉含量，转速越高，被气流带走的粉尘越多，机制砂中的粉含量越少，选粉效果越好。高效选粉机筛选出的机制砂粉含量控制在7％以内，即机制砂中粒径＜0.15mm的物料的重量含量低于7％，筛选出的粒径＜0.15mm的物料通过收尘器收集作为石灰石粉，得到理想颗粒级配的机制砂和石灰石粉，有效解决了现有技术中机制砂的颗粒级配及粉尘含量不可控的问题，同时，石灰石通过本发明方法制得的机制砂和石灰石粉都可作为混凝土的掺混原料，有效提高了石灰石的利用率。制得的机制砂符合《建筑用砂GB/T 14684-2011》标准中二区砂标准，级配类别为I级，根据细度模数的分类，属中砂规格。相比于利用天然河砂作为原料制备混凝土，利用本发明制得的机制砂制备相同强度的混凝土的成本明显降低。
附图说明
图1显示为本发明机制砂生产系统的结构示意图。
附图标号说明：
1 料斗
2 球磨机
3 提升机
4 高效选粉机
5 收尘器
6 机制砂库
7 收尘细粉库
8 收尘风机
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
图1显示为本发明机制砂生产系统的结构示意图，包括有料斗1，还包括用于碾磨物料的球磨机2，将料斗1中物料传送至球磨机2的连接带，用于筛选球磨机2所得物料的高效选粉机4，将球磨机2的出料传送至高效选粉机4的提升机3，用于接收高效选粉机4出料的机制砂库6；高效选粉机4的出气口连接有收尘器5，收尘器5的出气口连接有收尘风机8；收尘器5的出料口连接有收尘细粉库7；球磨机2、提升机3的出气口与高效选粉机4的进气口相连。球磨机2为卧式球磨机，本实施例采用的卧式球磨机筒体的直径为1.8m、长为13m，高效选粉机4的供应商为上饶机械厂，型号为HES-30。
本发明机制砂生产系统的运行过程如下：装载机将上游预处理制得的粒径≤5mm的石料投入料斗1中，料斗1中的物料经过传送带送入球磨机2中，球磨机2为卧式球磨机，本实施例采用的卧式球磨机筒体的直径为1.8m、长为13m，球磨机2内部的钢球对石料进行球磨，球磨机出料口的物料细度模数为2.2～2.6，该物料通过球磨机2出口的筛网进入提升机3，提升机3将物料送入高效选粉机4，本实施例高效选粉机4的供应商为上饶机械厂，型号HES-30，高效选粉机4内的转轴带动撒料盘旋转抛撒物料，转轴的转速为250-400r/min，物料通过风选，筛选出粒径≥0.15mm的物料，该物料在重力作用下通过出料口进入机制砂库6，即为理想级配的机制砂；高效选粉机4的出气口通过通风管连接至收尘器5，高效选粉机4中粒径＜0.15mm的物料在气流的作用下进入收尘器5，收尘器5将粒径＜0.15mm的细粉物料与气体分离，细粉物料通过收尘器5的出料口进入收尘细粉库7，即为石灰石粉，也可作为混凝土的掺混原料。收尘器5的洁净空气通过收尘风机8再处理后排入大气中，几乎不含粉尘，对环境无污染。
其中，球磨机2、提升机3的出气口通过通风管连接至高效选粉机4的进气口，使得球磨机2、提升机3中的含尘气体进入高效选粉机4进行筛选，实现对球磨机2、提升机3排气的同时，也回收了气流中的粉尘。
本发明还提供一种利用上述机制砂生产系统的生产机制砂的方法，包括以下步骤：
(1)进料粉碎：先通过碎石机将石料粉碎成粒径≤5mm的颗粒，再将石料进行球磨粉碎，球磨粉碎的设备为球磨机，优选为卧式球磨机，其筒体直径为1.8m、长为13m，进料量为100T/h，球磨机内设有80mm直径钢球和90mm直径钢球，钢球总重固定为22.8T，80mm直径钢球的总重量与90mm钢球的总重量之比为11:9，即80mm直径钢球占球磨机内钢球总重的55％，90mm直径钢球占球磨机内钢球总重的45％；
(2)筛选出料：粉碎后的物料进行筛选，即得所述机制砂。物料的筛选采用高效选粉机，高效选粉机的进料量可以在90-150T/h之间调整，运行过程中高效选粉机进料量的设定值应大于或等于球磨机进料量，避免从球磨机进入高效选粉机的物料在入口滞留，高效选粉机的实际进料量与球磨机的进料量保持一致，优选为100T/h，本实施例采用的高效选粉机的功率为18kw，供应商为上饶机械厂，型号HES-30，高效选粉机转轴的转速设置为400r/min，高效选粉机内部的分级装置在运行时形成分级气流，其分级气流的分布合理，而且分级室空间较大。物料进入选粉机后，转轴带动撒料盘旋转抛撒物料，对物料进行分级筛选，抛撒的物料通过风选，粒径≥0.15mm的物料受重力的作用大于风力，从高效选粉机下部的出料口排出，作为机制砂；粒径＜0.15mm的物料受风力的作用大于重力，随气流进入收尘器被收集后作为石灰石粉，高效选粉机筛选粒径＜0.15mm的物料的速度为10T/h。高效选粉机筛选出的机制砂粉含量低于7％，即机制砂中粒径＜0.15mm的物料的重量含量低于7％。通过本发明生产系统及其生产方法制得的机制砂细度完全满足了《建筑用砂GB/T 14684-2011》标准中二区砂标准(见下表1)，级配类别为I级。下表1为现有的整形工艺制得的机制砂与本发明生产方法制得的机制砂颗粒级配参数统计表。现有的整形工艺所指的具体制备方法是：从矿山采集的片石经过破碎后，再用皮带运输到筛分系统，通过5mm规格的筛子筛选出粒径在5mm以下的物料，即为现有的整形工艺制得的机制砂。
表1
从上表1可明显看出，本发明制得的机制砂中粒径为0.075mm以及筛底的颗粒明显减少。粒径在0.15mm以下的颗粒作为石灰石粉，可根据混凝土的和易性要求加入到混凝土内作为原料。本发明生产系统中还可安装自动连续取样点，按时对生产出的产品进行检测，根据检测结果来判断其质量是否满足级配要求，从而达到对所产的机制砂质量随时监控、灵活调整的目的，保证利用该机制砂生产出的混凝土产品质量稳定。机制砂的规格按细度模数分为粗砂、中砂、细砂，其细度模数分别为3.7～3.1、3.0～2.3、2.2～1.6，本发明生产的机制砂的细度模数为2.5，属中砂规格。
成本对比：
下表2为利用河砂为原料与利用本发明中砂为原料制备的C30预拌机制砂混凝土的原料用量以及成本对照表。
表2
上表2中，制备混凝土采用的各原料的单位均为kg/m3，其中的特细砂即为河砂，中砂即为本发明制得的机制砂。由上表2可知，在相同材料价格上，采用本发明机制砂制备混凝土，不仅有效利用了石灰石资源，而且降低了混凝土的的单方成本价格，此外，通过天然河砂与通过本发明机制砂制得的混凝土工作性能相近，两者的坍落度/扩展度非常接近，完全满足施工的需要。
实施例2
本实施例的机制砂生产系统与实施例1相同，球磨机2为卧式球磨机，本实施例采用的卧式球磨机筒体的直径为2.2m、长为6.5m，高效选粉机4的供应商为上饶机械厂，型号为HES-30。
本发明机制砂生产系统的运行过程如下：装载机将上游预处理制得的粒径≤5mm的石料投入料斗1中，料斗1中的物料经过传送带送入球磨机2中，球磨机2为卧式球磨机，其筒体直径为2.2m、长为6.5m，球磨机2内部的钢球对石料进行球磨，球磨机出料口的物料细度模数为2.2～2.6，该物料通过球磨机2出口的筛网进入提升机3，提升机3将物料送入高效选粉机4，高效选粉机4筛选出粒径≥0.15mm的物料，该物料通过出料口进入机制砂库6，即为理想级配的机制砂；高效选粉机4的出气口通过通风管连接至收尘器5，收尘器5将粒径＜0.15mm的细粉物料与气体分离，细粉物料通过收尘器5的出料口进入收尘细粉库7，即为石灰石粉，也可作为混凝土的掺混原料。收尘器5的洁净空气通过收尘风机8再处理后排入大气中，几乎不含粉尘，对环境无污染。
其中，球磨机2、提升机3的出气口通过通风管连接至高效选粉机4的进气口，使得球磨机2、提升机3中的含尘气体进入高效选粉机4进行筛选，实现对球磨机2、提升机3排气的同时，也回收了气流中的粉尘。
本发明还提供一种利用上述机制砂生产系统的生产机制砂的方法，包括以下步骤：
(1)进料粉碎：先通过碎石机将石料粉碎成粒径≤5mm的颗粒，再将石料进行球磨粉碎，球磨粉碎的设备为球磨机，优选为卧式球磨机，其筒体直径为2.2m、长为6.5m，进料量为100T/h，球磨机内设有80mm直径钢球和90mm直径钢球，钢球总重固定为22.8T，80mm直径钢球的总重量与90mm钢球的总重量之比为1:1，即80mm直径钢球占球磨机内钢球总重的50％，90mm直径钢球占球磨机内钢球总重的50％。
(2)筛选出料：粉碎后的物料进行筛选，即得所述机制砂。物料的筛选采用高效选粉机，高效选粉机的进料量可以在90-150T/h之间调整，运行过程中高效选粉机进料量的设定值应大于或等于球磨机进料量，避免从球磨机进入高效选粉机的物料在入口滞留，高效选粉机的实际进料量与球磨机的进料量保持一致，优选为100T/h，本实施例采用的高效选粉机的功率为18kw，供应商为上饶机械厂，型号HES-30，高效选粉机转轴的转速设置为320r/min，高效选粉机内部的分级装置在运行时形成分级气流，其分级气流的分布合理，而且分级室空间较大。物料进入选粉机后，转轴带动撒料盘旋转抛撒物料，对物料进行分级筛选，抛撒的物料通过风选，粒径≥0.15mm的物料受重力的作用大于风力，从高效选粉机下部的出料口排出，作为机制砂；粒径＜0.15mm的物料受风力的作用大于重力，随气流进入收尘器被收集后作为石灰石粉，高效选粉机筛选粒径＜0.15mm的物料的速度为8T/h。高效选粉机筛选出的机制砂粉含量低于7％，即机制砂中粒径＜0.15mm的物料的重量含量低于7％。
实施例3
本实施例的机制砂生产系统与实施例1相同，球磨机2为卧式球磨机，本实施例采用的卧式球磨机筒体的直径为1.8m、长为13m，高效选粉机4的供应商为上饶机械厂，型号为HES-30。
本发明机制砂生产系统的运行过程如下：装载机将上游预处理制得的粒径≤5mm的石料投入料斗1中，料斗1中的物料经过传送带送入球磨机2中，球磨机2为卧式球磨机，尺寸为直径为1.8m、长为13m，球磨机2内部的钢球对碎石进行球磨，球磨机出料口的物料细度模数为2.2～2.6，该物料通过球磨机2出口的筛网进入提升机3，提升机3将物料送入高效选粉机4，高效选粉机4筛选出粒径≥0.15mm的物料，该物料通过出料口进入机制砂库6，即为理想级配的机制砂；高效选粉机4的出气口通过通风管连接至收尘器5，收尘器5将粒径＜0.15mm的细粉物料与气体分离，细粉物料通过收尘器5的出料口进入收尘细粉库7，即为石灰石粉，也可作为混凝土的掺混原料。收尘器5的洁净空气通过收尘风机8再处理后排入大气中，几乎不含粉尘，对环境无污染。
其中，球磨机2、提升机3的出气口通过通风管连接至高效选粉机4的进气口，使得球磨机2、提升机3中的含尘气体进入高效选粉机4进行筛选，实现对球磨机2、提升机3排气的同时，也回收了气流中的粉尘。
本发明还提供一种利用上述机制砂生产系统的生产机制砂的方法，包括以下步骤：
(1)进料粉碎：先通过碎石机将石料粉碎成粒径≤5mm的颗粒，再将石料进行球磨粉碎，球磨粉碎的设备为球磨机，优选为卧式球磨机，其筒体直径为1.8m、长为13m，进料量为100T/h，球磨机内设有80mm直径钢球和90mm直径钢球，钢球总重固定为22.8T，80mm直径钢球的总重量与90mm钢球的总重量之比为2:3，即80mm直径钢球占球磨机内钢球总重的40％，90mm直径钢球占球磨机内钢球总重的60％。
(2)筛选出料：粉碎后的物料进行筛选，即得所述机制砂。物料的筛选采用高效选粉机，高效选粉机的进料量可以在90-150T/h之间调整，运行过程中高效选粉机进料量的设定值应大于或等于球磨机进料量，避免从球磨机进入高效选粉机的物料在入口滞留，高效选粉机的实际进料量与球磨机的进料量保持一致，优选为100T/h，本实施例采用的高效选粉机的功率为18kw，供应商为上饶机械厂，型号HES-30，高效选粉机转轴的转速设置为250r/min，高效选粉机内部的分级装置在运行时形成分级气流，其分级气流的分布合理，而且分级室空间较大。物料进入选粉机后，转轴带动撒料盘旋转抛撒物料，对物料进行分级筛选，抛撒的物料通过风选，粒径≥0.15mm的物料受重力的作用大于风力，从高效选粉机下部的出料口排出，作为机制砂；粒径＜0.15mm的物料受风力的作用大于重力，随气流进入收尘器被收集后作为石灰石粉，高效选粉机筛选粒径＜0.15mm的物料的速度为6T/h。高效选粉机筛选出的机制砂粉含量低于7％，即机制砂中粒径＜0.15mm的物料的重量含量低于7％。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (3)
1.一种机制砂的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)进料粉碎：将粒径≤5mm的石料进行球磨粉碎，球磨机内设有80mm直径钢球和90mm直径钢球，80mm直径钢球的总重量与90mm钢球的总重量之比为2:3～11:9，所述球磨机内钢球总重为22.8T；
(2)筛选出料：粉碎后的物料进行筛选，通过风选的方式筛选出粒径≥0.15mm的物料，即得所述机制砂；
上述方法采用的生产系统包括有料斗(1)，还包括用于碾磨物料的球磨机(2)，将所述料斗(1)中物料传送至球磨机(2)的连接带，用于筛选球磨机(2)所得物料的高效选粉机(4)，将球磨机(2)的出料传送至高效选粉机(4)的提升机(3)，用于接收高效选粉机(4)出料的机制砂库(6)，所述高效选粉机(4)通过风选，筛选出粒径≥0.15mm的物料作为机制砂。
2.根据权利要求1所述的机制砂的生产方法，其特征在于：步骤(1)中，使用球磨机进行球磨粉碎，所述球磨机的进料量为100T/h。
3.根据权利要求1所述的机制砂的生产方法，其特征在于：步骤(2)中，使用高效选粉机对物料进行筛选，所述高效选粉机筛选出粒径≥0.15mm的物料作为机制砂，筛选出粒径＜0.15mm的物料使用收尘器收集，作为石灰石粉；
所述高效选粉机撒料盘的转速为250-400r/min；
所述高效选粉机筛选粒径＜0.15mm的物料的速度为6～10T/h。
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