惯性圆锥破碎机生产碎石初探

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1、惯性圆锥破碎机生产碎石初探唐威夏晓鸥罗秀建（北京矿冶研究总院，北京100044）摘要：惯性圆锥破碎机能实现物料的选择性破碎，拆装方便，破碎产品90%以上为立方体状颗粒，具有很高强度，十分适合于建筑用碎石的生产。本文简述了碎石的标准和生产现状，重点介绍了惯性圆锥破碎机的结构原理和特点，并探讨了该机在碎石生产中的广阔应用前景。关键词：惯性圆锥破碎机；选择性破碎；建筑用石；碎石随着国家基础设施建设力度的不断加大，对建筑用石的需求也不断增加。随着国家环境保护政策的不断完善，直接从江河湖海或陆地上采掘自然形成的卵石以满足建筑用石的需求的做法破坏了自然环境，将逐步被禁止。而

2、且，一般卵石的强度较低，很难满足建筑业对高品质用石的要求。因此，用机械破碎天然岩石来生产高品质碎石，是建筑业的必然发展趋势。1.碎石的标准碎石为天然岩石经机械破碎、筛分制成的，粒径大于4.75mm的岩石颗粒。碎石颗粒的长度大于该颗粒所属相应粒级的平均粒径2.4倍者为针状颗粒，厚度小于平均粒径0.4倍者为片状颗粒（平均粒径指该粒级上、下限粒径的平均值），其余的为立方体状颗粒。按立方体状颗粒含量，碎石分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类，如表1所示。表1碎石技术要求项目Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类立方体状颗粒（按质量计），%≥958575坚固性指标要求质量损失，%＜5812压碎指标，%＜102030碎

3、石要求表观密度＞2500kg/m3，松散堆积密度＞1350kg/m3，空隙率＜47%。在水饱和状态下，碎石抗压强度火成岩应≥80MPa，变质岩应≥60MPa，水成岩应≥30MPa。Ⅰ类碎石适用于强度等级＞C60的混凝土，Ⅱ类碎石适用于强度等级C30～C60及抗冻、抗渗或其他要求的混凝土，Ⅲ类碎石适用于强度等级＜C30的混凝土。在筑路和生产钢筋混凝土制品时，要求使用立方体状的碎石，因为这种颗粒形状能保证最大程度的“包裹性”，提高沥青混凝土的均匀性，可以保证路基和混凝土制品的坚实度和抗位移的性能。与Ⅲ类碎石相比，使用Ⅰ、Ⅱ类碎石生产沥青混凝土混合物可以将道路表面的质

4、量指标提高2.5～3倍，除此之外，立方体状的碎石的成型水平较高，而且使用的粘合料：水泥或胶粘沥青的耗量较低。5沥青混凝土路面要求采用立方体状的碎石，其中针片状颗粒的含量不应超过15％。针片颗粒含量过高，会对铺设的方便性和沥青混凝土的坚实度产生不良的影响。与立方体状的碎石颗粒相比，针片状颗粒机械强度较小。因此在建设（辊压）和运营时（在行使的汽车的作用下）针片状颗粒会遭到破坏，沥青在路面会形成新的表层，在出现渗水和反复的冻结～融化的时候，这些地方就成为沥青混凝土路面遭受破坏的最初的根源。道路研究协会的研究表明，碎石可碎性与针片状颗粒含量有关，随着碎石中针片状颗粒含量

5、从0增加到20％，可碎性由5％提升到14％，也就是说针片状颗粒优先破碎。采用高品质的碎石，可以防止在路面上形成车辙，提高路面的使用寿命。1.碎石生产现状生产碎石时，破碎产品的颗粒形状主要是由原矿石的构造特性、所采用的设备和加工技术决定的。为生产立方体状碎石，通常采用专门的圆锥破碎机或冲击式破碎机。冲击式破碎机生产出的碎石的颗粒形状更接近于立方体状，但这种破碎机磨损件的消耗非常大，而且过粉碎也很多。如果在经济上没有特别的要求，主要关心产品粒形，那么可以考虑使用冲击式破碎机。目前世界范围内，最广泛使用的碎石生产设备是传统的偏心圆锥破碎机，其运动学和结构学体系创建于1

6、856年。150年来虽然偏心圆锥破碎机的使用性能有了实质上的提高，但其工艺指数并没有提高。在最近10年中，新型偏心圆锥破碎机已能够在破碎腔被完全填满的情况下工作，可以实现物料相互间的破碎，在全方位的压力作用下，可以生产出立方体状颗粒。但是用这种破碎机生产出的碎石很难都达到Ⅰ类碎石的标准，有几个原因可以说明这个问题。首先，不能加大破碎机动锥摆动频率，因为增加频率就无法保证传动偏心轴套工作的可靠性和破碎机相应的动力平衡，尽管立方体状颗粒的比例是随偏心轴套转数的增加而增加的。其次，不能加大破碎物料层的厚度，因为增加厚度就会急剧加大产品的粒度。第三，在卸载间隙液压调节时

7、，由于物料层阻力改变，动锥垂直“漂浮”着，这会导致碎石粒度变大，针片状颗粒比例提高。欧洲国家生产碎石的一般工艺流程为：颚式破碎机→圆锥破碎机→短头圆锥破碎机→对辊破碎机，所用设备大都为瑞典Svedala公司、芬兰Nordberg公司、英国Parker公司的设备，这些公司的破碎设备都具有较好的工作可靠性，配有自动控制系统。控制系统通常有几个破碎程序，自动保持排矿口的大小，这就保证了产品的稳定性。在有不可破碎的物料进入破碎腔时，通过快速放大排矿口来保护破碎机免受损坏，之后排矿口可以自动回复到原先设定的大小。欧洲国家生产的碎石中立方体状颗粒百分比一般为90%。国内生产

8、碎石的工艺流程极为简单，