南方路基 S3-2060 整形制砂机在砂石生产中的应用与技术优化研究

引言：

近年来，砂石行业对机制砂在粒型、级配及稳定性方面的要求日益严格，推动了高性能整形制砂设备的应用。S3-2060 整形制砂机依托高效破碎与整形技术，在市场中表现出产能稳定、成品质量优良、耐磨性强等优势。为进一步提升生产效率、降低能耗、优化砂石品质，通过现场运行数据分析与对比试验，针对不同物料特性开展工艺调整与结构优化，为砂石生产线的智能化、绿色化发展提供可行路径。

1、S3-2060 整形制砂机概述

1.1 设备型号与主要参数

S3-2060 整形制砂机是南方路基公司针对高品质机制砂生产研发的中大型整形破碎设备，广泛应用于砂石骨料生产线及高标准混凝土制备环节。该型号设备单机处理能力可达 250～400 吨/小时，具体产能受原料硬度、含水率、进料粒度等因素影响。主电机功率一般配置为 2×250kW 或同等总功率的驱动组合，保证在高负荷下仍能保持稳定运转。进料粒度适宜控制在≤45mm 范围内，能有效避免过大物料对转子及周护板的冲击损伤。成品规格可灵活调整，粒径范围一般在 0～5mm 之间，成品砂的级配曲线可满足 II 级及以上混凝土用砂标准。设备整体结构紧凑，维护空间充足，采用模块化设计，便于生产线布局与后期升级改造。

1.2 核心工作原理

S3-2060 整形制砂机的工作原理以“石打石”与“石打铁”相结合的破碎模式为基础，通过高速旋转的转子将物料抛向周护板或反击块，实现多次撞击、摩擦和研磨，从而完成破碎与粒型优化。设备转子采用高强度耐磨合金材料制造，动平衡精度高，可在高速运转中保持稳定性。周护板的布局采取分区可更换设计，既延长了耐磨件的使用寿命，又便于根据物料特性进行角度和位置的微调，以优化物料运动轨迹和破碎效率。物料在破碎腔内经历高速冲击、相互碰撞及层压破碎，最终形成颗粒棱角减少、表面光滑的成品砂。下部的可调节筛板和出料口设计，使粒径控制更为精准，同时减少过粉碎现象，提高成品率。

1.3 主要技术特点

S3-2060 整形制砂机在技术性能上具有显著优势。首先，高破碎效率得益于优化的转子动能分配和物料流场设计，使能量利用率提升，单位时间内的破碎量增加；其次，粒型优化能力突出，设备在整形过程中能有效改善颗粒形状和级配，使成品砂针片状含量显著降低，从而提升混凝土和沥青混合料的力学性能；再次，耐磨件寿命长，转子、周护板及反击块均采用高铬合金或复合陶瓷材料，具备优异的耐磨性与抗冲击性能，延长了维护周期，降低了生产成本。此外，设备在噪声控制与粉尘抑制方面也进行了优化设计，配合密封罩与除尘系统使用，可有效改善生产环境。这些技术优势不仅满足了高标准砂石生产的需求，也为长周期稳定运行和节能降耗提供了保障。

2、两套 S3-2060 设备的生产线配置

2.1 生产线工艺流程

两套 S3-2060 整形制砂机被配置在同一砂石生产系统中，形成双机并行的高效制砂工艺布局。生产流程通常从矿山或料场开采的原料开始，首先经粗碎设备（如颚式破碎机）进行初步破碎，将大块物料处理至≤200mm；随后进入中碎环节（多采用圆锥破碎机或反击式破碎机）进一步加工至≤45mm的粒径范围，为整形制砂机的进料要求创造条件。经过中碎的物料通过输送带进入两台 S3-2060 整形制砂机，分别在独立腔体内完成冲击破碎与整形优化。制砂后的物料再经振动筛进行粒径分级，筛上大颗粒返回制砂机循环破碎，筛下部分即为 0～5mm 的成品砂，直接送往成品料仓。生产线配套有封闭式输送系统与除尘装置，最大限度减少扬尘污染；同时配备智能控制系统，可实现物料流量、粒型参数与能耗的在线监测与自动调整，保障生产的连续性与稳定性。

2.2 设备在生产线中的位置与作用

在整条生产线上，S3-2060 整形制砂机处于中后端位置，承接中碎工序的物料输入，并直接影响最终成品砂的质量与产量。其作用不仅是将物料粒径控制在规定范围内，更重要的是通过整形功能改善砂石颗粒的形貌，使成品砂的棱角减少、表面更圆润，从而提升混凝土和沥青混合料的密实度与力学性能。两套设备采用并联布置，可在同一时间处理不同粒级或不同性质的物料，亦可同步处理同批次物料以提升总产能。通过与前端破碎机的合理衔接，确保进料粒径和流量的稳定性；与后端筛分机的精准分级配合，保证成品粒型和级配的合格率；配合输送机与料仓的科学布置，实现物料的高效循环与储运，减少物料滞留与二次破碎次数，从而降低能耗并延长易损件寿命。

2.3 运行环境与原料特性

两套 S3-2060 设备所处的生产线位于露天料场附近，运行环境粉尘浓度高，设备须具备较强的密封性和耐磨性。原料主要为中高硬度岩石，如花岗岩、玄武岩和辉绿岩等，单边抗压强度在 100～ 300MPa 之间，对转子及周护板的耐磨性要求较高。部分原料含泥量在 间，遇雨季时湿度明显增加，易在破碎腔及筛网处形成粘附，影响筛分效率与破碎腔通畅度。高硬度原料对能耗和易损件磨耗有较大影响，而高湿物料则容易引起堵塞与出料不畅，因此在运行管理中，需要根据原料特性调整转速、周护板间隙及喂料量，同时在湿度较高时增加预筛分和物料烘干环节，避免设备负荷异常波动。通过对运行环境和原料特性的充分认识与针对性调控，可有效保障 S3-2060 整形制砂机的高效、稳定运行，并延长设备的使用寿命。

3、设备运行性能分析

3.1 产能与稳定性

两套 S3-2060 整形制砂机在生产线中长期运行数据显示，在处理中高硬度物料（如花岗岩、玄武岩）时，单机平均产量可保持在每小时 280～350 吨，双机并行时总产量可稳定在每小时 550 吨左右。在原料粒径、含水率较为稳定的工况下，设备产能波动幅度一般不超过±5%，体现出较高的运行稳定性。当原料含泥量升高或湿度较大时，产量会出现一定幅度下降，主要由于物料在破碎腔及筛网处的粘附影响通料效率。通过调整喂料速度、转子转速及增加预筛分等措施，可有效缓解产能波动，维持生产的连续性。

3.2 成品砂质量

在粒型方面，S3-2060 整形制砂机利用高速冲 与颗粒间碰撞作用，使成品砂的针片状含量降低至 8%以下，颗粒表面光滑、棱角少， 与密实度。在级配控制上，设备通过调整周护板间隙和转子速度，使成品 075mm 以下石粉含量一般控制在 间，既保证了混凝土 保水性， 又避免了石粉过多引起的需水量增加。成品砂的稳定性高，即使在连续高负荷生产条件下，粒型与级配仍能保持在设计范围内，有助于混凝土、沥青混合料等终端产品的力学性能稳定发挥。

3.3 能耗与磨损情况

在单位产量能耗方面，S3-2060 整形制砂机平均每吨成品砂的综合电耗约为 2.8～3.2kWh，处于行业中等偏低水平。由于设备采用高铬合 周护板，其耐磨性较强，在处理花岗岩等高硬度物料时，易损件的更 处理硬度较低的石灰岩时，周期可延长至 2000 小时以上。尽管耐磨 使得单位产量的易损件成本维持在合理水平。为了延长使用寿命并降 低能耗 监测系统，对转子磨损、轴承温度、电机负荷等参数进行实时监控，及时调整运行工况， 因过载或不当操作造成的额外损耗。

4、运行中存在的问题与原因分析

4.1 能发挥不足的原因

在部分生产周期内，S3-2060 整形制砂机的实际产能未能达到设计上限，主要原因之一是进料粒径不稳定。当前端破碎设备出料控制不 或筛分环 出现偏差时，进入制砂机的物料粒径可能超出≤45mm 的适宜范围，大颗粒物料在破碎腔内停留时间较长，占用破碎空间，从而降低了整体通料效率。此外，喂料不均匀也是限制产能的重要因素，尤其在皮带输送机受湿度或堵料影响时，进料流量波动较大，导致设备负荷时高时低，影响连续破碎能力。为缓解这些问题，需要优化前端筛分设备的筛网规格和振动频率，确保进料粒径稳定，并在输送环节增加缓冲料仓与可调速喂料装置，实现稳定供料。

4.2 成品粒型偏差问题

在长期运行中，S3-2060 整形制砂机可能出现成品粒型偏差 表现为针片状颗粒比例升高、颗粒表面棱角增多。这一问题多与转 叶片或抛料头磨损严重时，物料的抛射速度和角度都会发 周护板的磨耗或安装位置偏移，会改变物料的撞击轨迹， 泥量较高时，细粒在破碎腔内的分布不均，也可能导致局部 和更换耐磨件的制度，确保转子与周护板保持在最佳状态，同时 隙与转速，以稳定粒型质量。

4.3 能耗偏高与维修频繁

在某些工况下，设备的单位产量能耗会高于平均水平，且维护频率增加。主要原因包括电机负荷波动大和润滑系统运行不稳定。当喂料不均或物料硬度突变时，电机负荷会频繁变化，导致能量利用率下降，并可能引起电机温度升高，从而缩短使用寿命。润滑系统若油路堵塞或供油不足，会加剧轴承和转子的磨损，增加维修频率。再加上粉尘浓度较高的运行环境，若密封效果不佳，粉尘进入运动部件也会造成磨耗和故障。降低能耗和减少维修的有效方法包括：优化喂料控制、配置自动润滑系统、改善密封结构，并结合在线监测技术，及时发现并处理负荷异常与润滑故障，从而延长设备使用周期、降低运行成本。

5、技术优化与改进措施

5.1 设备结构优化

针对 S3-2060 整形制砂机在高硬度、高冲击工况下的运行特点，可在设备结构方面进行多项优化。首先，转子材料由传统高锰钢升级为高铬合金复合陶瓷或高韧性耐磨合金钢，不仅提高了抗冲击性，还显著延长了使用寿命。其次，在耐磨件形状上，抛料头可采用可拆卸式模块化设计，使其在磨损后仅需更换磨损部位，降低更换成本和停机时间；周护板则可改为分区可调结构，方便根据物料特性调整碰撞角度，从而优化破碎效率和整形效果。此外，转子内部的动平衡结构可进一步优化，减少高速运转时的振动，提高整机稳定性。破碎腔衬板也可选用复合耐磨材料，并采用螺栓+压板的快拆方式，缩短维护时间，提升设备整体可靠性。

5.2 工艺参数调整

在工艺运行参数方面，通过科学优化可实现粒型与产量的双平衡。首先，根据原料硬度与粒径特性调整转子转速，高硬度物料可适当降低转速以减少磨损并稳定产能，低硬度物料则可提高转速以增强整形效果。其次，周护板间隙的精确调节尤为重要，间隙过小会增加过粉碎现象、降低成品率，而间隙过大则会削弱粒型优化效果，因此应结合实时监测数据动态调整。喂料速度也需与破碎腔处理能力匹配，喂料过快会造成腔内堆积、增加负荷，喂料过慢则降低产能，可采用变频调速给料机实现精准控制。此外，可在湿度较高的季节增加预筛分或物料烘干环节，减少含泥量对破碎效率的影响，从而保持粒型稳定性和产能稳定性。

5.3 智能化与自动化升级

为了提升设备运行的精细化管理水平，可引入在线监测与智能控制系统。在关键部位安装振动传感器、温度传感器、电流监测仪等，实现对转子磨损程度、轴承温度、电机负荷等运行参数的实时采集和分析。当监测数据超出预设阈值时，系统可自动发出预警，并联动调整喂料速度、转子转速等工艺参数，避免因异常工况导致设备故障或能耗增加。智能控制系统还可记录不同物料工况下的最佳运行参数，形成数据库，为后续生产提供数据支持。同时，结合远程监控与维护管理平台，可实现跨区域运维，减少人工巡检频率和反应时间。在除尘与润滑环节，也可配备自动化喷淋除尘系统和集中自动润滑系统，确保在高粉尘环境下保持设备运行的稳定性与低维护率。这些智能化与自动化升级不仅提升了 S3-2060 整形制砂机的运行效率和产品质量，还为实现绿色、高效、可持续的砂石生产提供了坚实技术保障。

6、技术优化效果与经济效益分析

6.1 优化前后对比分析

在实施设备结构优化、工艺参数调整和智能化升级后，S3-2060 整形制砂机的运行性能有了显著提升。产能方面，单机平均处理量由原来的每小时 280～320 吨提升至 300～360 吨，双机总产量稳定在 600 吨左右，产能波动幅度由±8%降低至±3%。粒型方面，针片状颗粒含量由优化前的 10%～12% 降至 7%～8% ，成品砂表面光滑度和级配稳定性明显增强。能耗方面，单位产量综合电耗由 3.1kWh/t降至 2.7kWh/t，节能效果显著。维护周期方面，转子和周护板的更换周期由原来的 1200 小时延长至1500～1600 小时，减少了停机检修次数，提高了设备利用率。这些量化指标表明，技术优化在生产效率、成品质量和能耗控制方面均取得了实质性成果。

6.2 经济效益评估

通过技术优化带来的节能降耗，生产成本明显下降。以年产 200 万吨机制砂为例，能耗下降0.4kWh/t，每年可节约电费约 48 万元（按电价 0.6 元/kWh 计算）；耐磨件寿命延长降低了易损件消耗成本，每年可减少支出约 20 万元。产能提升和成品砂质量改善，使产品在市场上更具竞争力，售价提升约 2 元/吨，按产量计算每年可增加销售收入约 400 万元。综合计算，技术优化带来的年经济效益可达 450 万元以上，投资回收期短，经济回报显著。此外，由于设备运行更加稳定，减少了突发停机的风险，也间接降低了管理和维护的人力成本。

6.3 推广应用前景

经过优化后的 S3-2060 整形制砂机在不同类型砂石生产线中均表现出良好的适应性和推广价值。在处理高硬度岩石（如花岗岩、玄武岩）时，可依托优化结构和耐磨材料保持较高产能和稳定粒型；在中低硬度物料（如石灰岩、砂岩）生产中，则可利用高转速和精细整形功能提升成品质量，并进一步降低能耗。设备的智能化与自动化升级，使其可在大型集中化生产线、移动式制砂站、以及环保型封闭式生产系统中高效运行，特别适用于对成品砂质量要求严格的高等级混凝土、沥青混合料生产项目。随着基础设施建设和绿色矿山政策的持续推进，具备节能、高效、环保优势的 S3-2060 整形制砂机有望在更多砂石生产线中得到推广应用，市场前景广阔。

结语：

综合分析，S3-2060 整形制