适应新形势的干粉砂浆用机制砂生产设备改进方向探讨

符海龙 汪良强 高申杰

摘要：建设用机制砂目前发展非常迅速，干粉砂浆用机制砂需求也很旺盛，干粉砂浆用机制砂生产设备在实际使用过程中存在一定问题，不太适应目前发展情况。为满足目前发展阶段各方面的需求，必须对制砂机、选粉机这两种关键设备做出改进，以及石粉量在线测量、生产线设备的可靠性和砂浆产品多样性等方面提高更多更高要求。

关键字：干粉砂浆;机制砂;制砂机;选粉机;粉料粒径自动分级检测设备;砂浆产品多样性

建设用砂石是构筑混凝土骨架的关键原料，是工程建设中最基本且不可或缺的建筑材料。目前机制砂石已占建设用砂石的70%左右，随着国家发改委会同工信部、公安部、财政部等十五部门和单位日前联合印发的《关于促进砂石行业健康有序发展的指导意见》以及地方政府配套政策的落实，机制砂石占建设用砂石比例还会大大提高。机制砂生产线设备行业也会群雄并起，竞争也将十分激烈。因此，当前的机制砂生产线设备生产企业要充分重视，抓住目前的战略机遇期。

干粉砂浆用机制砂目前主要以干法制砂为主，干法制砂主要针对以山采碎石为原料的制砂，细砂无流失，石粉含量可控，砂子级配更合理，但对原材料的含泥量要求严格。干粉砂浆用机制砂生产线设备主要包括制砂机、选粉设备、筛分设备和其它辅助设备。近年以来，在用户走访过程中，通过用户反馈和设备实际应用过程中发现的一些问题，我们感觉到干粉砂浆专用制砂生产线的设备应用形势上发生了一些新的变化，做了一下总结，对新形势下的干粉砂浆专用制砂生产线设备如何改进有了一点粗浅的看法，同大家探讨如下。

一、 天然砂禁采形式下的制砂机设备改进

1：基本判断：⑴天然砂禁采情况以后全国会越来越严格。⑵在干粉砂浆中不添或少添天然砂会成为发展趋势。

2：禁采情况下对机制砂的要求：成品机制砂中各粒径级配比例更加合理。

目前公司所建设且已投产的项目中，在使用2.5孔径的筛网时，成品机制砂中粒径1.18mm和0.6mm的两种粗砂总含量均超过50%，成品机制砂太粗，细度模数明显偏高，不适合做抹面砂浆使用，只能添加一定含量的天然砂进行调配，而添加天然砂就意味着要增加生产成本。参考某厂家目前的使用状况，成品机制砂中粒径1.18mm和0.6mm的两种粗砂总含量不超过40%、粉含量（粒径0.15mm以下）控制在20%以下、细度模数约为2.2左右时的成品机制砂基本可以作抹面砂浆使用，不用添加天然砂。

3：禁采形势下制砂机的改进方向：能高产量地生产级配合理的机制砂（每小时产量要达到60吨左右）。

如果通过降低筛网孔径（将2.5筛网孔径减小到2.3筛网孔径）的方法来提高细度模数的话，机制砂的产量太低，目前有用户使用1.8mm筛网孔径，产量只有每小时不到20吨。使用2.0mm筛网孔径，产量也不会超过30吨。

4：双层制砂机：在原单层高速制砂机基础上设计的新型双层高速制砂机可以满足上述要求。

原料依次通过上层转子和石打铁式破碎腔、下层转子和石打石式破碎腔，经两次破碎后，筛出的成品机制砂中理论会减少粒径1.18mm和0.6mm的两种粗砂含量，并同步增加粒径0.3mm和0.15mm的两种细砂含量，从而降低细度模数。这种双层高速制砂机与目前单层高速制砂机相比并不会增加破碎电流和破碎功率，只是产量会略低一些（因为在二次破碎时有些细料变成了粉），而进料量理论上只需要单层高速制砂机的一半。

这种双层制机还有一个优点：由于通过量减小，进料斗提机只需要150型或200型的就可以;同时振动筛由于通过量减小，可能只需要1860型就行了。这样可以节约一部分生产线设备成本。

二、 环保趋严形式下的选粉设备改进

1：基本判断：⑴环保检查以后全国会越来越严格。⑵干粉制砂站环保要求达到地方环保标准会成为发展趋势。

2：环保趋严情况下对机制砂生产线的要求：粉尘零排放。

目前很多用户正在建设或已投产的项目中，用户出于设备成本考虑，很多使用了无动力脱粉机，这种设备价格便宜，整体动力消耗少，维护成本低，调整好后其选粉效果不亚于选粉机，是一种值得推广的好设备。但它同时要与风机和除尘器配合使用，且采用除尘风直排方式，一部分没有过滤掉的细小粉尘直接排入大气。而一旦除尘器滤袋损坏或除尘器滤袋除尘风压过低，会造成大量的粉塵排入大气中，直接影响站内的环保效果。目前制砂站内的粉尘排放90%以上来自于此，在环保趋严的情况下，有必要对其进行改进以适应新形势的要求。

3：环保趋严形势下选粉设备的改进方向：⑴保证粉尘零排放。⑵能精确选粉，选粉效果好。⑶综合能耗少，综合设备成本低。

4：闭环脱粉机：借鉴选粉机的工作原理，对脱粉形式进行升级改造，可以达到上述要求。

选粉用除尘器出风口出来的干净的风进入风机进风口，经风机加压后由风机出风口排出，经管道再吹入无动力脱粉机进风口进行选粉。

此设计的优点是：⑴无外排除尘风，除尘风全部内循环，保证粉尘零排放。⑵风机变频控制，风速可无级调节，对混合料可进行精确选粉，其选粉质量与选粉机不相上下。⑶风机进出风口的风均是经过除尘器后的干净空气，粉尘含量极少，风机风叶不会出现沾满粉尘出现喘振现象，风机使用可靠性高。⑷相比选粉机，本脱粉机、风机和除尘器的布置灵活，占地少。⑸相比选粉机，本设备风机功率较低，可节约一部分能耗。⑹相比选粉机，本设备投资较少。

三、 原料涨价形式下的制砂设备改进

1：基本判断：随着环保要求趋严，制砂原料石会越来越少、越来越贵。

2：原料涨价情况下对制砂机的要求：制砂机出来的混合料中粉尘含量必须尽量少。

目前已投产的项目中，以青石为原料，由制砂机生产出来未经脱粉处理的混合料中石粉含量大约为20%～28%左右，也就是说，几乎每生产四吨成品机制砂，就会产生一吨粉。而产生的粉尘中，只有一少部分的石粉得到利用，大部分都被厂家以非常低廉的价格处理了。甚至有些地方这些粉尘无法处理，只好堆放，不仅占地，还不环保。在制砂原料石会越来越少、越来越贵的情况下，产粉量更少的制砂机必将成为市场的主流和设备生产厂家的研发方向。

3：原料涨价形势下制砂机的改进方向：⑴产粉量更低。⑵能耗更少。

4：变频型制砂机：在原单层高速制砂机基础上只需要增加一个变频器就可以达到上述目的。

目前很多正在建设或已投产的项目中，制砂机并没有配备变频器，主要是出与成本方面的考虑。但随着用户生产成本越来越高，需要配备变频器的制砂机可能会越来越多。

制砂机为什么需要配备变频器，主要是因为：⑴不同用户使用的原料石各不相同，即使同一个用户，不同时间使用的原料石也可能不同。而每一种原料石物理性质有较大差别，所以决定了其破碎需要的破碎能大小不一，反应到制砂机上，就是主轴转速需要有变化才能适应不同破碎能的大小。破碎能小的用我们定速制砂机就费电，产粉量还大;破碎能大的用我们定速制砂机产量就低。所以只有通过变频器才能为用户的不同原料石找到最合适的破碎速度，从而在生产过程中产生最少的粉，并能尽量多的将原料石变成砂。⑵同上，配备变频器的制砂机可降低用户能源消耗，节约电力成本。⑶配备变频器的制砂机能显著降低制砂机启动电流，保护用户电网的稳定性。并能有效保护电机不超载、不缺相，延长电机的使用寿命。

四、 设备可靠性要求提高形式下的设备改进

1：基本判断：用户的口碑胜过设备厂家自己的宣传，设备的高可靠性会赢得更多用户。

2：可靠性要求提高形势下对制砂生产线的要求：少出问题，可靠运行，容易维修，傻瓜式操作。

目前很多已投产的项目中，经常听到用户或业务员反应：某某项目上出现斗提机堵料跳闸、回料皮带堵料停机、制砂机电流过大噎死等等现象。究其原因，大多数是因为现在制砂生产线一般都选择在晚上生产（因为晚上电费便宜），而晚上由于人自身的生物钟关系容易犯困，一旦不能及时观察到操作屏幕上各种电流的变化的话，在原料上料不畅、波动较大的情况下，很容易导致短时间内出现回料过多、斗提机超载、制砂机电流过大情况，而这种情况在正常操作时可以人为避免，但考虑晚上生产的实际情况，这种现象无法完全消除。所以这就要求我们根据用户的这种生产形式的变化和用户的实际操作需求，尽量减化操作步骤，实现傻瓜式操作;尽量多增加各种传感器件，实现自动化调节;尽量减少生产中的人为干予，保证生产过程的顺利可靠。

3：可靠性要求提高形势下制砂生产线的改进方向：⑴操作步骤少，傻瓜式操作。⑵生产过程能自动化调节。

4：新型制砂生产线控制系统：在现有制砂生产线的基础上，为各主要设备配备监控传感器，实时检测其运行参数，出现异常，自动调整，一旦出现无法自动调节的问题，应实时报警或停机。比如，为制砂机上料斗提机安装电流传感器，设定一个安全电流，一旦斗提机电流超过该设定值，对进料量进行无级调节，减少直到完全关闭进料皮带，直到其电流恢复正常，从而减少其闷机的可能性和次数。其它制砂生产线设备上也有类似需求。目前制砂机上安装有电流传感器，但没有这种控制程序，这一点电器上也需要完善。在整个制砂生产线中，需要实时监控的设备并不多，只有制砂机、斗提机、振动筛、选粉机（脱粉机）及皮带机等，所以值得投入一些成本，对制砂生产线进行自动化升级改造，以提高其可靠性，最终赢得用户的口碑和信任。

五、 生产质量严格控制形式下的设备改进

1：基本判断：机制砂的质量决定干粉砂浆的质量，干粉砂浆的质量决定用户的销量和利润，所以必须生产最好的机制砂才能为用户赢得市场，也为我们自己赢得市场。

2：生产质量严格控制形式下对制砂生产线的要求：实时检测成品机制砂的級配比例，实时对生产过程进行调整，保证生产的成品机制砂有最好的级配比例和级配比例的一致性。

目前很多设备厂家已投产的项目中，制砂生产线生产的几乎百分百的成品机制砂检测都依赖于用户实验室的人工检测，二十分钟或半个小时检测一次已经是非常高的频率了，而在这半小时中，生产出来的机制砂几乎是不可控的，完全依赖于现场操作室人员的工作自觉性，如果是晚上生产，犯了困的操作人中就会完全放任设备自行生产，生产出来的机成品制砂质量可想而知。这就给用户后续生产的干粉砂浆的质量带来很多不可预见性。

3：生产质量严格控制形式下制砂生产线的改进方向：实时检测，实时调整。

4：新型粉料粒径自动分级检测设备：该设备需要完全模拟人工检测方法，在生产现场在尽量短的时间内（比如一到两分钟内）对刚生产出来的成品机制砂进行分级检测，测量各粒径的比例是否在合理区间范围内，一旦超过一定的范围，要能及时（一分钟内）对生产线相应的设备进行调整。这种检测频率是非常高的，可能一小时内要不停地检测三十次以上，而且检测出来的数据要打印存档，并实时上报实验室。一旦出现无法自动调整过来的情况，还需要及时报警进行人工干预。

参考文献：

[1]范小强. 机制砂石或将迎来新发展[N]. 中国矿业报，2020-04-27（004）.

[2]吴相省.国内外机制砂生产设备研究分析[J].建设机械技术与管理，2015，28（09）：95-97.