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石灰石破碎工艺设计
石灰石破碎工艺设计
日期：
2015年4月10日
1.设计任务及要求
1.1设计任务
根据石灰石原料综合资料，初步设计处理量为1800t/d的石灰石破碎工艺。
1.2设计要求
（1）石灰石产品要求：
破碎后：
20-50mm成品1500t/d（75t/h）；-20mm以
下粉磨成不同目数的产品；
（2）设计内容包括：
石灰石原料情况的分析、石灰石破碎工艺的选择、设备选型及工艺流程图、设备布置图。
2.产品品种及用途
20-50mm粒级的产品主要用来烧石灰；-20mm粒级的产品可磨成不同目数，满足电厂等不同行业的需求。
3.石灰石原料资料分析
石灰石采用爆破工艺开采，由于放炮间距等原因导致原料粒径大小不一，且在开采及运输过程中，夹杂进入泥土及其它一些杂物。
由于以上原因及考虑工艺最优化，在石灰石破碎工艺设计过程中需考虑的主要问题是：
（1）破碎过程中，因根据含泥量的变化考虑脱泥工艺；
（2）原料的粒径变化比较大，因此破碎设备进料粒度的选择，需保有余量；
（3）由于主要成品用来烧石灰，为了保证20-50mm粒级成品含量最大，应防止破碎工艺中出现重复破碎、过度破碎现象的出现，破碎设备应优先选择破碎比小的设备。
（4）利用除尘设备回收一部分细石灰石粉，降低扬尘量；
（5）破碎、筛分、除尘设备的选择，应适当保有余量，防止原料量产生波动；
（6）破碎工艺实现闭路循环。
4.几种破碎机的对比
4.1锤式破碎机
（1）主要构造及工作原理
锤式破碎机的转子由主轴、圆盘、销轴和锤子组成。
锤式破碎机的电动机带动转子在破碎腔内高速旋转。
物料自上部给料口给入机内，受高速运动的锤子的打击、冲击、剪切、研磨作用而粉碎。
锤式破碎机适用于破碎各种脆性材料的矿物。
锤式破碎机物料的抗压强度不超过100兆帕，湿度不大于15%；可作为石料破碎，石头破碎，矿山破碎，塑料粉碎，垃圾粉碎等材料的破碎设备使用。
（2）优缺点
优点：
破碎比大（一般为10-25，高者达50），生产能力高，产品均匀，过分现象少，单位产品能耗低。
结构简单，设备质量轻，操作维护容易等。
缺点：
锤头和篦条筛磨损快，检修和找平衡时间长，当破碎硬物质物料，磨损更快；破碎粘湿物料时，易堵塞篦条筛缝，为此容易造成停机（物料的含水量不应超过10%）。
4.2圆锥破碎机
（1）主要构造及工作原理
圆锥破碎机主要由机架、碗形轴承部、破碎圆锥部、支部套部、传动部、偏心套部、调整套部、弹簧部以及调整排矿口用的液压站和提供润滑油的稀油站等组成。
工作原理：
在工作时由电动机的旋转通过皮带轮或联轴器圆锥破碎机传动轴和圆锥破碎机圆锥部在偏心套的迫动下绕一周固定点作旋摆运动。
从而使破碎圆锥的破碎壁时而靠近又时而离开固装在调整套上的轧臼壁表面，使矿石在破碎腔内不断受到冲击，挤压和弯曲作用而实现矿石的破碎。
电动机通过伞齿轮驱动偏心套转动，使破碎锥作旋摆运动。
破碎锥时而靠近又时而离开固定锥，完成破碎和排料。
（2）优缺点
优点：
圆锥破碎机具有破碎力大、效率高、处理量高、动作成本低、调整方便、使用经济等特点。
由于零件选材与结构设计合理，故使用寿命长，而破碎产品的粒度均匀，减少了循环负荷，在中、大规格破碎机中，采用了液压清腔系统，减少了停机时间，且每种规格的破碎机腔型多，用户可根据不同的需要，选择不同的腔型。
缺点：
机身较高，因此厂房的建筑费用较大；机器重量较大，所以没备投资费较高；圆锥破碎机不适宜于破碎潮湿和粘性矿石；安装、维护比较复杂，检修也不方便。
4.3颚式破碎机
（1）主要构造及工作原理
颚式破碎机的结构主要有机架、偏心轴、大皮带轮、飞轮、动鄂、侧护板、肘板、肘板后座、调隙螺杆、复位弹簧、固定鄂板与活动鄂板等组成，其中肘板还起到保险作用。
随着电动机连续转动破碎机动鄂作周期性的压碎和排料，实现批量生产。
（2）优缺点
优点：
破碎腔深而且无死区，提高了进料能力与产量；其破碎比大，产品粒度均匀；垫片式排料口调整装置，可靠方便，调节范围大，增加了设备的灵活性；润滑系统安全可靠，部件更换方便，保养工作量小；结构简单，工作可靠，运营费用低。
设备节能：
单机节能15%～30%，系统节能一倍以上；排料口调整范围大，可满足不同用户的要求；噪音低，粉尘少。
缺点：
采用颚式破碎机，物料在破碎腔中停留时间短，设备产能大，但由于物料在挤压力作用下破碎，破碎效果差，而动、定颚板问的间隙不断变化，导致排出物料的粒度均匀性差。
4.4齿辊破碎机
（1）主要构造及工作原理
齿辊破碎机分为：
单辊破碎机，对辊式破碎机。
齿辊式破碎机由传动装置，机架部分，破碎辊，机械弹簧装置，联动机构等组成。
齿辊式破碎机主要采用特殊耐磨齿辊高速旋转对物料进行劈裂破碎（传统齿辊破碎机采用低速挤压破碎），形成了高生产率的机理。
（2）优缺点
齿辊破碎机具有结构简单，紧凑轻便、工作可靠，价格低廉、维修方便等优点，并且破碎产品粒度均匀，过粉碎小，产品粒度细等优点。
所以适于处理脆性物料及含泥土黏性物料的小型选厂，作为中细碎之用。
辊式破碎机的主要缺点是处理能力低。
4.5反击式破碎机
（1）主要构造及工作原理
反击式破碎机是一种利用冲击能来破碎物料的破碎机械。
本机工作时，在电动机的带动下，转子高速旋转，物料进入板锤作用区时，与转子上的板锤撞击破碎，后又被抛向反击装置上再次破碎，然后又从反击衬板上弹回到板锤作用区重新破碎，此过程重复进行，物料由大到小进入一、二、三反击腔重复进行破碎，直到物料被破碎至所需粒度，由出料口排出。
形成闭路多次循环，由筛分设备控制达到所要求的粒度。
（2）优缺点
进料口大,破碎腔高，适应物料硬度高、块度大，产品石粉少。
物料悬空,破碎功耗小。
锤头冲击力大。
产品粒度可控，颗粒形状好。
机箱可翻转，检修更方便。
方柄螺栓，抗冲击、抗磨损。
冲击、反击、撞击（石打石）破碎功能全,生产效率高,机件磨耗小,综合效益显著。
反击式破碎机的缺点一般是锤头部件和反击板易被物料磨损，更换周期短。
4.6不同破碎机配置下工艺分析
根据我厂在石灰石破碎设计要求的基础上，有以下几种破碎方案可供选择：
1.给料机+颚破+细颚破+振动筛
2.给料机+颚破+反击破+振动筛
3.给料机+颚破+圆锥破+振动筛
4.给料机+颚破+锤破+振动筛
5.给料机+PFS强力反击破+振动筛
以上方案的各个优势分析如下：
方案1破碎筛分设备总装机容量为120KW,设备优势在于稳定性好，故障率低及操作简单，易损件更换频率低，成品（20-50mm）出料率高。
方案2破碎筛分设备总装机容量为191KW，设备优势在于破碎比大，维护简单，但针对工艺要求来说，出料在20mm以下的含量比较高。
方案3破碎筛分设备总装机容量为156KW，设备优势在于操作简单，易损件耐磨性好，但对于方案1来说设备造价高。
方案4破碎筛分设备总装机容量为171KW，设备优势与方案2相同，但稳定性与易损件更换频率较高，生产维护成本高。
方案5破碎筛分设备总装机容量为136KW，设备优势在于流程简单，操作方便，人性化程度高，但20mm以下的含量高。
4.7工艺选用破碎机类型的确定
综上所述，在考虑几种破碎方法优缺点及优势分析，加上我厂石灰石自身易破碎的物理性质，且要满足20-50mm粒级产品达到最大，应选择破碎比相对比小的设备，因此优先考虑鄂式破碎机。
初步计划，采用两段颚式破碎机，一段鄂式破碎机时的出料口尺寸可调整的稍大，破碎后+50mm的粒级在进入二段颚式破碎机破碎，以减小细粉的产生量，两段破碎实现闭路循环。
5.石灰石破碎工艺方案：
5.1方案选择
方案一：
原料从原料仓经GZD300×90振动给料机（-3mm篦条，可调整）,筛下通过皮带转运成为废弃物；筛上物给入PE500×750颚式破碎机，初破后经1号输送机到2YA1548振动筛，筛分后-20mm以下的经3号输送机到中转料仓储存，后经4号输送机到YGM160高压中速磨粉机，粉磨到200目左右（可调）；20-50mm的合格产品经5号输送机到成品料仓；+50mm粒级的石灰石经2号输送机返到PEX250×1200颚式破碎机再次破碎到-50mm以下，在经1号输送机进入2YA1548振动筛（两段均为闭路循环系统）。
流程中破碎筛分系统配置DWC120脉冲除尘器（根据现场情况而定数量、型号等），粉磨系统自带除尘装置。
方案二：
原料从原料仓经GZD300×90振动给料机，给料机上加间隙为-10mm的篦条（可调整），筛下物进入除土筛脱泥筛脱泥后进入YGM160高压中速磨粉机；筛上物给入PE500×750颚式破碎机，经初破后经1号输送机到2YA1548振动筛，筛分后-20mm以下的经3号输送机到中转料仓储存，后经4号输送机到YGM160高压中速磨粉机，粉磨到200目左右（可调）；20-50mm的合格产品经5号输送机到成品料仓；+50mm粒级的石灰石经2号输送机返到PEX250×1200颚式破碎机再次破碎到-50mm以下，在经1号输送机进入2YA1548振动筛（两段均为闭路循环系统）。
流程中破碎筛分系统配置DWC120脉冲除尘器（根据现场情况而定数量、型号等），粉磨系统自带除尘装置。
注：
当调整篦条筛的筛孔为30mm时，脱泥筛上物进入2YA1548振动筛。
5.2方案比较
5.2.1方案一与方案二比较：
（1）方案二增加了脱泥回收工序，进一步减少进入石灰窑的的杂物，减轻石灰石夹带杂物对烧石灰的影响，同时回收部分脱泥带着的石灰石细颗粒；同时，篦条筛的孔径调大,可降低鄂式破碎机的入料量；由于若加喷水脱泥的话，会影响粉磨系统，因此尽量考虑干法脱泥；
（2）方案二增加了工艺复杂性，且投资比方案一大，若是石灰石中泥含量少则可选择方案一。
5.2.2方案所选设备的优化
（1）破碎后20-50mm粒级产品1500t/d，而预计每天进入破碎设备的产量为1800t/h（假如每天以20小时计，则90t/h），考虑到石灰石易破碎，且成品粒度要求较大，可选用PE500×750颚式破碎机（最大处理约为80-90t/h）；
（2）由于采用爆破工艺，PE500×750鄂式破碎机的最大进料粒度（425mm）,可能无法满足，因此需保证进料粒度小于颚式破碎机的最大进料粒度；相反，则可在一段选用PE600×900鄂式破碎机；
（3）若原料中含泥量过大，考虑加一台除土筛。
若调整方案二篦条筛的孔径（-30mm）,进入除土筛，可降低鄂式破碎机入料量。
6.设备选型
6.1GZD300×90振动给料机
（1）产品介绍
振动给料机又称振动喂料机，分为GZD系列和ZSW系列，是专为破碎筛分中粗破碎机前均匀输送大块物料而设计的新型振动给料机。
振动喂料机振动平稳、工作可靠、噪声低、耗能小、无冲料现象、寿命长、维护保养方便、重量轻、体积小、设备调节安装方便、综合性能好，当采用封闭式结构机身时可防止粉尘污染。
（2）工作原理：
GZD系列振动给料机以振动电机为激振源，结构简单，处理量大，故障率低，广泛应用于冶金、耐材、砂石料破碎等领域。
ZSW系列振动给料机是以偏心轴为激振源，齿轮传动，噪声低，工作平稳，寿命长，同时可预先筛分细料，使破碎机效率更高。
调节间隙栅条设计，防止物料堵塞，可选装调速电机，便于控制给料量，无需电机的频繁启动。
（3）技术参数
型号
最大进
料粒度（mm）
处理能力
（t/h）
电机极数
电机
功率
（kw）
安装
倾角
（度）
外型尺寸
长×宽×高
（mm）
料槽尺寸
（mm）
GZD300×90
400
40-100
4
2×2.2
0-10
3400×1020×900
3000×900
ZSW380×96
500
120-210
6
11
0
3880×1724×1070
3800×960
6.2.PE500×750鄂式破碎机
（1）产品介绍
PE500×750系列的鄂式破碎机主要用于各种矿石与大块物料的中等粒度破碎，可破碎抗压强度不大于320Mpa的物料，分粗破和细破两种。
其给料粒度为125mm～750mm,是初级破碎首选设备。
颚式破碎机（颚破）广泛运用于矿山、冶金、建材、公路、铁路、水利和化工等多种行业。
（2）工作原理
颚式破碎机工作时，电动机通过皮带轮带动偏心轴旋转，使动颚周期地靠近、离开定颚，从而对物料有挤压、搓、碾等多重破碎，使物料由大变小，逐渐下落，直至从排料口排出。
（3）技术参数
规格型号
进料口尺寸
（mm）
进料粒度（mm）
产量
（t/h）
出料调节范围（mm）
电机功率
（kw）
外形尺寸（mm）
PE-500×750
500×750
425
45-100
50-100
55
1800×1796×1940
PE-600×900
600×900
500
60-160
65-140
75
2235×2210×2380
PEX250×1200
250×1200
210
20-65
25-60
37
1940×1850×1450
6.3．2YA1548振动筛
（1）产品介绍
YA圆振动筛是一种新型筛分设备，振动轨迹为圆，可供选煤、选矿、建材、电力及化工等部门作产品分级用。
（2）工作原理及特点
圆振动筛主要结构：
YA系列圆振动筛由块偏心式激振器、筛箱、电动机、底座及支承装置组成。
电动机经三角带使激振器偏心块产生高速旋转。
运转的偏心块产生很大的离心力，激发筛箱产生一定振幅的圆运动，筛上物料在倾斜的筛面上受到筛箱传给的冲量而产生连续的抛掷运动，物料与筛面相遇的过程中使小于筛孔的颗粒透筛，从而实现分级。
圆振动筛具有以下特点：
1.振动筛结构新颖，技术参数先进，处理能力大，筛分效率高。
2.圆振动筛采用筒体式偏心轴激振器及偏块调节振幅，使用维修方便。
3.该圆振筛设备采用弹簧钢编织筛网或冲孔筛板，使用寿命长，不易堵孔。
4.该筛分设备采用橡胶隔振弹簧，寿命长、噪声小、过共振区平稳等。
（3）技术参数：
型号
筛网层数
双
振
幅（mm）
筛孔尺寸
（mm）
最大进料（mm）
处理能力
（m3/h）
电动机
型号
电机功率（kw）
筛面规格
（mm）
外型尺寸
长×宽×高
（mm）
2YA1548
2
8
3-100
300
22-160
Y160L-4
15
1500×4800
5720×2260×1200
3YA1860
3
8
3-100
300
65-586
Y180M-4
22
1800×6000
7100×2560×1650
2YA1237
2
8
3-50
300
10-80
Y160M-4
11
1200×3700
4600×1900×1200
7.破碎设备选型及报价单
7.1鄂式破碎机（PE500×750）配套选型
序号
设备名称
规格型号
数量
功率
（Kw）
单价
（万元）
金额
（万元）
1
振动给料机
GZD300×90
1台
2×2.2
4.3
4.3
2
颚式破碎机
PE500×750
1台
55
14
14
3
颚式破碎机
PEX250×1200
1台
37
9.5
9.5
4
振动筛
2YA1548
1台
15
8.6
8.6
5
除土筛
2YA1237
1台
11
7.6
7.6
6
脉冲除尘器
DWC120
1台
26.75
13.5
13.5
7
皮带机
650×30m
1条
7.5
0.17万每米
5.1
8
皮带机
500×17m
6条
4×3
0.15万每米
9
合计
——
168.65
——
71.6
注：
选择方案一时，合计61万。
7.2鄂式破碎机（PE600×900）配套选型
序号
设备名称
规格型号
数量
功率
（Kw）
单价
（万元）
金额
（万元）
1
振动给料机
ZSW380×96
1台
11
6
6
2
颚式破碎机
PE600×900
1台
75
20
20
3
颚式破碎机
PEX250×1200
2台
37
9.5
19
4
振动筛
2YA1860
1台
22
11.9
11.9
5
除土筛
2YA1237
1台
11
7.6
7.6
6
脉冲除尘器
DWC120
1台
26.75
13.5
13.5
7
皮带机
650×30m
1条
7.5
0.17万每米
5.1
8
皮带机
500×17m
6条
4×3
0.15万每米
9
合计
——
202.25
——
92.1
注：
选择方案一时，合计81.5万（振动筛为2YA1860）。
8.设备配置图
注：
此图中未加除土筛。
9.石灰石细粒粉磨工艺
9.1YGM160高压中速磨粉机
（1）产品用途
高压超细磨粉机具有主机转速变频、弧形无阻力风道、磨环压紧调整外置等特点。
该机主要适用于冶金、建材、化工、矿山等矿产品物料的粉磨加工，莫氏硬度在9.3级以下，湿度在6%以下的各种非易燃易爆矿产物料的加工。
（2）性能参数
主机基本参数
名称
单位
规格、技术性能数据
磨辊数量
个
4
磨辊直径×高度
毫米
Φ530×270
磨环内径×高度
毫米
Φ1600×270
主机转速
转/分
82
最大进料粒度
毫米
＜35
成品粒度
毫米
1.9-0.015
外形尺寸长×宽×高（全套）
米
12550×5700×8355
分析机基本参数
名称
单位
规格、技术性能数据
电机功率
千瓦
22
转速
转/分
0～1480（变频调速）
风机基本参数
名称
单位
规格、技术性能数据
风压
帕
3628
风量
立方米/时
57800
功率
千瓦
132
注：
粉碎石灰石（SiO2<1%）通筛率75%条件下的标准产量
（3）工作原理、整机结构特征
工作原理：
磨粉机整机工作过程：
大块状物料经颚式破碎机破碎到所需粒度后，由提升机将物料送至储料斗，再经振动给料机将料均匀定量连续地送入主机磨室内进行研磨，粉磨后的粉子随风机气流上升。
经分析机进行分级，符合细度的粉子随气流经管道进入大旋风收集器内，进行分离收集，再经出粉阀排出即为成品粉子。
气流由大旋风收集器上端回风管吸入鼓风机，本机整个气流系统是密闭循环的，并且是在正负压状态流动的。
在磨室内因被磨物料中有一定的含水量，研磨时产生热量导致磨室内气体蒸发改变了气流量，以及整机各管道结合处密封不严，外界气体被吸入，使循环气流风量增加，为此通过调整风机和主机间的余风管来达到气流的平衡，并将多余的气体导入布袋除尘器内，把余气带入的粉子收集下来，余气被净化后排出。
整机结构特征：
磨粉机整机为立式结构，其特征是占地面积小成套性强，从块料至粉料到成品粉子、包装，能独立自成一个生产体系。
磨粉机所磨制的各种粉子成品细度均匀性，能达到所需细度的98%通过，即为通筛可达98%。
这是其它磨粉设备不能胜任的。
磨粉机主机传动装置采用密闭齿轮箱，传动平稳，运转可靠，磨粉机的重要件均采用优质钢材制造，因此整机耐用可靠。
磨粉机电气系统采用集中控制，选型先进合理自动化程度高。
振动给料机体积小重量轻，给料均匀，易于调节并省电，使用维修方便。
9.2磨粉设备配置报价单
序号
规格名称
数量
功率（千瓦）
单价
（万元）
总价
（万元）
备注
1
电磁振动给料机
1
0.3
0.8
0.8
配套辅助设备
2
缓冲料仓
1
——
——
——
建议现场自制
3
YGM160高压中速磨粉机
1
主机
132
56.2
56.2
主机、风机、鼠笼式分析机、减速机、脉冲除尘器、管道、旋风收集器、电机等
风机
132
分析机
11
布袋除尘器
——
4
斗式提升机310*9.55
1台
——
——
——
根据现场工艺确定
5
集中控制柜
1台
3.2
3.2
分析机变频器控制，主机为软启动
6
成品料处理
根据客户需求1.装包机打包2.用输送设备输送到成品料罐3.其他
7
合计：
陆拾万贰仟仟元整602000.00
电机功率合计：
275.3kw
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