人工砂石料加工技术的发展

      人工砂石料与天然砂石料相比，它具有料源丰富、加工受季节影响小、成品料的粒形及级配良好、拌制的砼有利于温控及减少砼裂缝等优势.近年来，人工沙石料加工得到了日益广泛的应用.我国人工砂石技术的发展大致可分为三个阶段：摸索阶段、成熟阶段和不断创新的广泛应用阶段。泰祥机械一直致力于人工砂石设备的研究数十年。对于砂石设备的技术相当成熟。
下面我们分三方面来探讨一下人工砂石料的发展：
第一、人工砂石料加工技术的摸索阶段
       我国的人工砂石料应用最早开始于上世纪60年代初建设的贵州猫跳河水电站，采用性能落后的锤式破碎机生产人工砂，且规模较小。65年映秀湾工程建成了生产能力为160t/h的人工砂石系统（以下简称“人工砂石系统”），自此拉开了我国人工砂石技术研究、应用的序幕。    当时，人工砂石料在国内的生产及应用还处于一片空白，如何进行人工砂石系统的工艺流程设计、制砂设备选型及如何提高产品质量和降低生产成本等，都是要在实践中探索的问题，人工砂石技术的研究进入了一个漫长的探索阶段，这一阶段一直延续至上世纪80年代末。在此期间，大型的人工砂石系统主要有乌江渡、漫湾及五强溪砂石系统等。乌江渡右岸砂石系统设计生产能力500t/h，加工原料为石灰岩，共生产成品骨料420余万m3。乌江渡开创了国内全部采用人工砂石料作为砼骨料修建大型水电站的先河，为在缺乏天然砂石料地区修建水电站提供了经验。漫湾砂石系统，以灰绿色流纹岩为料源，毛料处理能力500t/h，总计生产成品骨料280余万m3。五强溪砂石系统是截至当时国内最大的人工砂石系统，设计生产能力1150t/h，后经过增容改造，实际综合加工能力达1200t/h，共计生产成品料585万m3。这一时期，经过近20年的探索，人工砂石技术虽然取得了一定的成就，但还很不成熟，尤其是系统设计仍然存在着许多缺陷，如工艺设计上采用了单一不变的模式：旋回式破碎机作粗碎；中、细碎主要采用圆锥破碎机；棒磨机湿式制砂等，成品料级配调节能力不强。另一方面，经过这一时期的生产实践，进行了多方面的尝试，逐步解决了实际中遇到的很多技术难题，如花岗岩、石英岩等高SiO2含量岩石对设备的超常磨损的研究等，为我国更大规模地应用人工砂石料奠定了技术基础，积累了经验。
第二、人工砂石料加工技术的成熟阶段
       进入90年代以后，水电开发的步伐加快，二滩、小浪底、万家寨、大朝山、三峡等一批特大型水电工程的相继开工建设，为人工砂石技术的成熟提供了千载难逢的机遇。尤其是二滩、小浪底工程，主体工程均采用国际招标，外商的直接参与，带来了包括人工砂石技术在内的许多国际先进的设备及技术，这对于我国人工砂石技术的成熟起到了积极的促进作用。二滩砂石系统加工规模为1000t/h（实际生产能力达1200t/h），设备先进配套，设计布局合理，其多级破碎＋制砂的多重闭路循环工艺及依据地形布置的地下竖井式骨料储仓，使人耳目一新。特别是系统布置采用了地面、地下、空间立体式的布置，成品骨料全部储存于山体中开挖的竖井之中，不但解决了场地狭小的难题，而且利用骨料自身重力完成了骨料的垂直运输，无干扰，最经济，同时利于骨料的保温及砼温控。小浪底工程连地砂石系统，设计处理能力700t/h（后经增容达1000t/h），料源为石英砂岩河卵石，SiO2平均含量为76％，最高抗压强度达351MPa，是截止目前国内已建工程砂石料加工原料中最坚硬的，对加工设备的磨蚀严重。但由于系统采用了国际著名厂商专门针对小浪底这种坚硬河卵石设计的破磨设备，针对不同的粒度采用不同的破碎设备进行多级破碎，并采用任意循环的灵活生产工艺，不但保证了系统的正常运行，并且创造了高峰期平均月运行时间595h的全国最高记录。万家寨人工砂石系统是我国西北地区的第一座大型人工砂石系统，设计处理能力800t/h。该系统针对人工砂含粉量高、含水量大，易板结、冻结、廊道卸料口上方起拱等问题，采取用推土机配合送料、合理安排各卸料口的卸料次序及卸料时间等措施，取得了较好的效果，为我国在严寒地区进行人工砂石系统的生产、管理提供了宝贵经验。三峡古树岭及下岸溪人工砂石系统，分别采用基坑开挖及下岸溪料场开采的花岗岩为原料。古树岭人工碎石系统处理能力2650t/h，下岸溪人工砂生产系统处理能力2400t/h。三峡人工砂石系统不仅规模巨大，而且其设计吸取了我国30余年人工砂石技术的经验，大量引进了国际上先进的加工设备，利用HP圆锥破碎机作细碎，并创新地采用了棒磨机与Barmac联合制砂的生产工艺，代表了当时我国人工砂石系统设计的最高水平。系统至今,经过9年的运行，满足了工程连续21个月浇筑强度大于40万m3的高强度用料要求，并多次刷新了砂石料生产供应的世界记录。上世纪90年代，是我国由计划经济向市场经济转轨的关键时期，水电建设市场的业主负责制、招标投标制、建设监理制、合同管理制的推行和我国改革开放的全面深入，促进了水电施工技术的飞速发展，我国的人工砂石技术正是依托这些举世瞩目的工程取得了前所未有的成就，并日益发展成熟。
第三、人工砂石料加工技术的不断创新及广泛应用阶段
       进入21世纪，百色、龙滩、小湾、构皮滩、溪落渡等特大型水电站陆续开工，标志着我国的水电建设进入了有史以来的鼎盛时期。而这些工程无一例外地均采用人工砂石料作为砼骨料，以30多年的生产实践和取得的技术成果为基础，我国的人工砂石技术由此进入了快速创新的时代并得以广泛的应用。国际先进技术与我国丰富实践经验的有机结合，使我国的人工砂石技术达到了、甚至在有些方面创造了世界一流水平。粗、中、细三段破碎＋制砂机是我国沿用了几十年的砂石生产工艺模式，至今，与时代发展相适应的新的砂石系统设计理念已经形成，并因其具有良好的技术性、经济性而得以推广应用。这种新的的设计理念概括起来就是：①砂石加工“多碎少磨，以破代磨，破磨结合”；②注重环保，营造“绿色粮仓”；③分部采用计算机集中控制、摄像监控，少人值班，系统高度自动化。通过多段破碎，减少骨料磨碎；以破碎代替棒磨，破碎制砂和棒磨制砂结合，不但可提高成品料质量，极大的减少单位产品的耗钢量、降低加工成本，而且可简化生产工艺，减少制砂耗水量及相应的废水量的排放，有利于环保。
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