砂石整粒機簡述

　　沖擊式制砂機（立式沖擊式破碎機）、砂石整粒機、設計計算、作用機理、發展趨勢。上世紀80年代，巴馬克（Barmac）立式沖擊式破碎機的出現，是成功地應用細碎技術的典范，它能提供立方體形的物料。特別是用于制砂領域，在砂的質量，產量方面，得到了一致的公認和好評。甚至成為制砂機的同義詞。故20多年來，立式沖擊式破碎機得到迅猛發展。世界上各個公司均相繼研發了各種各樣形式的立式沖擊式破碎機。國內許多公司也相應推出了引進、仿制、改進的立式沖擊式破碎機，砂石行業稱為沖擊式制砂機。為了規范沖擊式制砂機的市場,建材部制定了“沖擊式制砂機”JC/T 1013-2006行業標準自2006年11月1日正式實施。它的實施,標志沖擊式制砂機有了一個規范,對沖擊式制砂機的定義作了明確的規定,它的制定是參照了國外一些著名生產廠商的技術參數,結合國內大多數廠商的實際情況,定出了技術參數,同時對今后的發展又留有一定的余地,故不失為一個國內的先進標準。

　　一般而言，一個機制砂系統在設備選型時，應依據巖石的抗壓強度，二氧化硅含量，物料水分以及對產品的質量、產量要求等因素，來選擇不同破碎機理的設備，以達到最佳的效果。其頭破大多選用顎破。二破一般選用圓錐破或反擊破。三破即為沖擊式制砂機。因此，沖擊式制砂機用來制砂是制砂機器中最成功的一種，也是制砂機器的首選產品。由于二破選用圓錐越來越廣泛，但圓錐的出料粒度較差，為了使粒形趨于立方體，沖擊式制砂機的衍生機——砂石整粒機應運而生。經過砂石整粒機可使粒形趨于立方體，針片狀物料也很少，故該機器的發展也十分迅猛。為了更好的設計出符合用戶需要的整粒機，有必要對砂石的性能有所了解。

　　一、巖石的種類

　　自然界中巖石按其形成過程可分為三大類。

　　1， 火成巖：它是由地下深處的巖漿經火山爆發流在地表表面或者巖漿向地表表面上升過程中受到冷卻而形成的巖石。其巖石種類主要為流紋巖、安山巖、玄武巖、頁巖、輝綠巖、花崗巖、片巖、角閃巖、斑巖、橄欖巖等。

　　2， 沉積巖：地表的巖石，經長時間的風化和大自然的搬運與堆積而形成的巖石。其巖石種類主要是泥巖、貝殼巖、凝灰巖、凝灰角閃巖、石灰巖、鐵礦巖、白云巖、燧巖等。

　　3， 變質巖：地下的巖石在高溫、高壓的作用下，礦物組成與結構發生變化而形成的巖石。其巖石種類主要是結晶片巖、千枚巖、片麻巖、蛇紋巖、角閃巖、大理石、粘板巖等。

　　二、砂石整粒機的作用機理

　　砂石整粒機是利用其高速離心產生的動能，把物料拋出，得到能量的物料與物料間的碰撞，引起能量交換的連鎖反應：高能量、大質量的物料與較小物料的碰撞，形成劇烈的沖擊而沿其自然裂紋碎裂，較低能量的中等粒度的物料與前面沖擊產生的物料及其它物料相遇形成沖擊劈裂和磨蝕，而最低能量較小的物料也以高速運動，產生一種“砂噴”現象，使之繞破碎腔洶涌地涌動，從而發生相互碰撞，磨擦和研磨，使粒形趨于立方體，直至失去足夠的速度掉出粒子云從而離開破碎腔。從設計角度而言，轉子的線速度一般在40~60m/s。

　　三、 我公司同類產品SCBL砂石整粒機介紹

　　SCBL砂石整粒機是我公司與日本神戶制鋼合作生產的SX沖擊式破碎機的基礎上進行改進設計而成的。它是一種閉式轉子自襯式、轉子給料的破碎機。其破碎作用是物料由上部進料口進入，落到高速旋轉的轉子中心部，落下的物料在轉子強大離心力作用下，被高速拋出，與原來只存在物料架上的物料相碰撞而被破碎。被破碎的物料向上彈出，繼續與拋出的物料相撞，多次粉碎成立方體物料。它是由進料斗、轉子、軸系、破碎室、底座、電動機底座、電動機等零部件組成。在物料進料口兩側，備有空氣循環裝置，使其轉子旋轉所產生的風，在循環裝置內循環，以減少排到外面的灰塵量。它分成4個規格，即SCBL700、SCBL900、SCBL1000、SCBL1200。每一規格根據不同用戶的要求分別有二種或三種不同的轉子轉速和多種電機功率，組成幾十種組合。由于是閉式轉子，裝有鑲硬質合金刀片的外刀，故對進料粒度的控制十分嚴格，且絕對不允許有鐵塊進入，以免沖壞硬質合金刀片，整個轉子采用堆焊耐磨焊條的方式來保護轉子本體，故一旦磨損，修復工作量較大，其修復工藝要求也較高，也不能無限制的一次又一次修復。其易損件的使用壽命在破碎河卵石時大約為500小時左右。

　　四、砂石整粒機的計算

1， 處理量的確定
處理量計算大致可用如下公式計算
Q=3600AρVω2R              t/h
A——補償系數        0.7～1.2t/m*h
轉速越高取小值，轉速低取大值
ρ——物料密度         t/m3
 V——轉子出口的總體積m3
 V=mV1
 m——轉子出口數
 V1——單個出口的體積 m3
 ω——轉子旋轉圓頻率（弧度）
 ω=2πn/60
  n——轉子轉速        r/min
  R——轉子半徑       m
2， 電機功率的確定
同一規格的機器可選用不同的電機功率，以滿足不同的需要，因此其功率的確定不過是一個范圍，一般而言，可用下述公式表達：
N=Φ（0.03～0.15）D2n   kW
N——電機功率     kW
Φ——補償系數    0.8～1.8m2r*kW/min
視轉子直徑大小而定，轉子直徑越大，Φ值越大
D——轉子直徑     m
n——轉子轉速      r/min

　　3， 轉子線速度的確定

　　轉子線速度并非越高越好，因為破碎每一種物料均有一個最佳值，這最好要做試驗而定，在一般情況下，設計時在40～60m/s內選取，只要保證所破碎的效果能達到用戶要求，線速度取低一些為好，這樣對機器的壽命是有好處的。

　　4， 轉子主軸強度計算

　　一般可按設計手冊上有關軸的強度計算來計算。

　　5， 轉子動載荷的計算

　　由于制造等問題，當機器工作時，有一動載荷出現，故必須按有關手冊，計算動載荷，以避免出現不良問題。

　　五、砂石整粒機的發展趨勢

　　1. 向大型化發展

　　為了滿足各種不同用戶的需要，為了滿足更大的產量，其轉子直徑也越來越大，電機功率也越來越大。這樣允許進料的粒度也越來越大，甚至在一些場合，可作為二破使用。即機器的適用范圍越來越寬。目前國外砂石整粒機其轉子最大直徑已達1600mm，允許通過量達1500t/h，進料粒度達180mm,我公司目前轉子最大直徑為1200mm。

　　2. 型式多樣化

　　目前砂石整粒機已發展成開式轉子和閉式轉子二大類，每一大類又分為帶反擊襯板（即石打鐵）和不帶反擊襯板（即石打石）。且每一規格的機器中又有幾種不同的轉子轉速，幾種不同的電機功率和幾種不同轉子出口數，進料有中心給料和中心給料加周邊給料等方式，從而組合成不同的通過量，不同的破碎效應，根據用戶需要，達到所需效果，且為了滿足用戶特定粒度的需求，甚至可制成帶部分反擊板的腔型，即配置的多樣性和靈活性得出充分體現。

　　3. 全自動控制

　　一臺機器的控制系統也是多樣化，一般用戶可采用常規控制，特殊用戶采用計算機或PLC控制。運行中可遠距離顯示工作狀態下的機器各種參數，如軸承的溫度，機器的振動，瞬時的通過量，潤滑油的質量情況等等。也可通過無極調速調整轉子不同的轉速，適應不同物料，達到不同的出料粒度。

　　4.向綠色環保破碎機發展

　　砂石整粒機，就目前來說，還是作為細破及整形較多，故其粉塵問題是必須解決的，這也是環保的需求。從發展趨勢看，可采用空氣再循環的設計，來解決粉塵外溢之事，也可在出料口皮帶機附近設置空氣收塵裝置，也可以在機器內部出料口附近設置水噴霧裝置，以降低粉塵的外泄，甚至可以設計適合濕破的立式沖擊破碎機等。總之，誰在環保上取得成功，其必然在沖擊式制砂機上領先一步，必然會受到市場的寵愛。

　　5.設計中新材料，新工藝，新技術的應用逐漸廣泛

　　由于砂石整粒機使用工況特別惡劣，故機器零部件的使用壽命，特別是易損件的使用壽命引起人們的關注。為了提高使用壽命，降低運行成本，減少停機時間，涌現了不少新工藝，新材料，新的設計理念，如設計中采用模塊化設計，這樣，只要有幾個基本模塊，其余模塊和基本模塊的排列組合，可衍生成幾十種甚至上百種不同用途的機器，以滿足用戶的不同需求。其易損件使用的耐磨材料也采用了最新的研究成果。如用復合材料，或材料上的鑲嵌方式，工業陶瓷在耐磨件上的使用，碳化鎢的噴涂等，都在使用或試驗之中，在設計中還使用有限元分析，進行虛擬仿真或快速成型技術，以求得最優設計方案。同時對立式沖擊破碎機的沖擊碰撞理論也進行了深入研究。如物料的粒度與形狀對沖擊時間的影響，沖擊時間與速度的關系，不同物料對沖擊時間的影響，碰撞的最佳角度和最佳速度的研究。出料粒度數學模型的建立和預測等都在進程之中。甚至可采用高速度攝影技術來觀察物料的破碎過程，以加深理論的研究。

　　6.成套化的研究

　　一個機制砂系統，必然是一個成套設備，其成套設備的選用，即不同設備破碎同一種物料的效果是不同的，故必須對其成套化加以研究。選擇設備時，必然要結合用戶對機制砂的具體要求，所破碎物料的特性，如物料的抗壓強度、晶粒狀態、二氧化硅含量、水分含量、選擇機型的經濟性等方面加以綜合考慮。一般按砂石料的加工工藝分為濕法和干法二種，其典型的生產流程往往以≤60mm的砂石作為原料供給砂石整粒機。對于砂石整粒機是采用“石打石”還是“石打鐵”視工藝要求，一般來說“石打石”粒形較好，但細度模數略高，粉量較低，“石打鐵”粒度均勻性較差，粉量較高，但細度模數較小。如采用二段破碎，可用圓錐破碎機+沖擊式制砂機或反擊式破碎機+沖擊式制砂機，對于易碎性物料，選用反擊式破碎機，其出料粒形較好，對難碎性物料，采用圓錐破碎機，但其針片含量可能要超標，有些地方，由于物料較大，必須采用三段破碎，則頭破一般采用顎破，當然對于特別大型采石場，頭破也可采用旋回破，但一般來說，頭破所破物料的出料粒度中大石含量比例旋回破是高于顎破的。總之，一個優化的成套制砂系統是達到用戶要求的必要保證。