隨著國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度的不斷加大，對建筑用石的需求將不斷增加；隨著國家環(huán)境保護(hù)政策的不斷完善，直接從江河湖海或陸地上采掘自然形成的卵石以滿足建筑用石需求的做法，由于破壞了自然環(huán)境將逐步被禁止，而且一般卵石的強(qiáng)度較低，很難滿足建筑業(yè)對高品質(zhì)用石的要求。因此，用機(jī)械破碎天然巖石來生產(chǎn)高品質(zhì)碎石，是建筑業(yè)的必然發(fā)展趨勢。
1、碎石的標(biāo)準(zhǔn)
碎石為天然巖石經(jīng)機(jī)械破碎、篩分制成的，粒徑大于4.75mm的巖石顆粒。碎石顆粒的長度大于該顆粒所屬相應(yīng)粒級的平均粒徑2.4倍者為針狀顆粒，厚度小于平均粒徑0.4倍者為片狀顆粒（平均粒徑指該粒級上、下限粒徑的平均值），其余的為立方體狀顆粒。按立方體狀顆粒含量，碎石分為I、Ⅱ、Ⅲ類，如表1所示。
碎石要求表觀密度> 2500kg/m3，松散堆積密度>1350kg/m3，空隙率< 47%。在水飽和狀態(tài)下，碎石抗壓強(qiáng)度為：火成巖≥80MPa、變質(zhì)巖≥60MPa.水成巖≥30MPa。
I類碎石適用于強(qiáng)度等級大于C60的混凝土，Ⅱ類碎石適用于強(qiáng)度等級C30～C60及抗凍、抗?jié)B或其他要求的混凝土，Ⅲ類碎石適用于強(qiáng)度等級小于C30的混凝土。
在筑路和生產(chǎn)鋼筋混凝土制品時，要求使用立方體狀的碎石，因為這種顆粒形狀能保證最大程度的“包裹性”，提高瀝青混凝土的均勻性，可以保證路基和混凝土制品的堅實度和抗位移的性能。
與Ⅲ類碎石相比，使用工、Ⅱ類碎石生產(chǎn)瀝青混凝土混合物可以將道路表面的質(zhì)量指標(biāo)提高2.5～3.0倍；除此之外，立方體狀碎石的成型水平較高，而且使用的黏合料水泥或膠黏瀝青的耗量較低。
瀝青混凝土路面要求采用立方體狀的碎石，其中針、片狀顆粒的含量不應(yīng)超過15%。針、片狀顆粒含量過高，會對鋪設(shè)的方便性和瀝青混凝土的堅實度產(chǎn)生不良的影響。與立方體狀的碎石顆粒相比，針、片狀顆粒機(jī)械強(qiáng)度較低。因此在建設(shè)（輥壓）和運營時（在行使的汽車的作用下），針、片狀顆粒會遭到破壞，瀝青在路面會形成新的表層，在出現(xiàn)滲水和反復(fù)的凍結(jié)、融化時，這些地方就成為瀝青混凝土路面遭受破壞的最初根源。
道路研究協(xié)會的研究表明，碎石可碎性與針、片狀顆粒含量有關(guān)，隨著碎石中針、片狀顆粒含量從0增加到20%，可碎性由5%提升到14%，也就是說針、片狀顆粒優(yōu)先破碎。
采用高品質(zhì)的碎石，可以防止在路面上形成車轍，提高路面的使用壽命。
2、碎石生產(chǎn)現(xiàn)狀
生產(chǎn)碎石時，破碎產(chǎn)品的顆粒形狀主要是由原礦石的構(gòu)造特性、所采用的設(shè)備和加工技術(shù)決定的。
為生產(chǎn)立方體狀碎石，通常采用專門的
圓錐破碎機(jī)或沖擊式破碎機(jī)。沖擊式破碎機(jī)生產(chǎn)出的碎石的顆粒形狀更接近于立方體狀，但這種破碎機(jī)磨損件的消耗非常大，而且過粉碎也很多。如果在經(jīng)濟(jì)上沒有特別的要求，主要關(guān)心產(chǎn)品粒形，可以考慮使用沖擊式破碎機(jī)。
目前世界范圍內(nèi)，最廣泛使用的碎石生產(chǎn)設(shè)備是傳統(tǒng)的偏心圓錐破碎機(jī)，其運動學(xué)和結(jié)構(gòu)學(xué)體系創(chuàng)建于1856年。150年來雖然偏心圓錐破碎機(jī)的使用性能有了實質(zhì)性的提高，但其工藝指數(shù)并沒有提高。在最近10年中，新型偏心圓錐破碎機(jī)已能夠在破碎腔被完全填滿的情況下工作，可以實現(xiàn)物料相互間的破碎，在全方位的壓力作用下，可以生產(chǎn)出立方體狀顆粒。但是用這種破碎機(jī)生產(chǎn)出的碎石很難都達(dá)到工類碎石的標(biāo)準(zhǔn)，有幾個原因可以說明這個問題：①不能加大破碎機(jī)動錐擺動頻率，因為增加頻率就無法保證傳動偏心軸套工作的可靠性和破碎機(jī)相應(yīng)的動力平衡，盡管立方體狀顆粒的比例是隨偏心軸套轉(zhuǎn)數(shù)的增加而增加的。②不能加大破碎物料層的厚度，因為增加厚度就會急劇加大產(chǎn)品的粒度。③在卸載間隙液壓調(diào)節(jié)時．由于物料層阻力改變，動錐垂直“漂浮”著，這會導(dǎo)致碎石粒度變大，針、片狀顆粒比例提高。
歐洲國家生產(chǎn)碎石的一般工藝流程為：顎式破碎機(jī)一圓錐破碎機(jī)一短頭圓錐破碎機(jī)一對輥破碎機(jī)，所用設(shè)備大都為瑞典Svedala公司、芬蘭Nord -berg公司、英國Parker公司的設(shè)備，這些公司的破碎設(shè)備都具有較好的工作可靠性，配有自動控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)通常有幾個破碎程序，自動保持排礦口的大小，這就保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。在有不可破碎的物料進(jìn)入破碎腔時，通過快速放大排礦口來保護(hù)破碎機(jī)免受損壞，之后排礦口可以自動回復(fù)到原先設(shè)定的大小。歐洲國家生產(chǎn)的碎石中立方體狀顆粒百分比一般為90%。
國內(nèi)生產(chǎn)碎石的工藝流程極為簡單，很多碎石廠就靠一臺顎式破碎機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)，條件好一點的廠家可能再添加一臺圓錐破碎機(jī)或?qū)伷扑闄C(jī)，生產(chǎn)出的碎石一般品質(zhì)較低。
3、慣性圓錐破碎機(jī)簡介
俄羅斯圣彼得堡“米哈諾布爾”科技股份有限公司經(jīng)過四十多年努力研究，通過不斷的改進(jìn)和完善，在大量的理論研究和試驗工作的基礎(chǔ)上，終于開發(fā)研制成功在破碎領(lǐng)域具有革命性突破的新型破碎設(shè)備——慣性圓錐破碎機(jī)，以其先進(jìn)的破碎理論、獨特的設(shè)計思路、合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的性能代表了當(dāng)前世界圓錐破碎機(jī)的最高水平，能夠很好地滿足生產(chǎn)高標(biāo)準(zhǔn)碎石的要求。
3.1 慣性圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)原理
慣性圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。該機(jī)機(jī)體通過隔振元件坐落在底架上，工作機(jī)構(gòu)由定錐和動錐組成，錐體上均附有耐磨襯板，襯板之間的空間形成破碎腔。動錐軸插入軸套中，電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動通過傳動機(jī)構(gòu)傳給固定在軸套上的激振器，激振器旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生慣性力，迫使動錐繞球面支承的球心做旋擺運動。在一個垂直平面內(nèi)，動錐靠近定錐時，物料受到?jīng)_擊和擠壓被破碎，動錐離開定錐時，破碎產(chǎn)品因自重由排料口排出。動錐與傳動機(jī)構(gòu)之間無剛性連接。
3.2慣性圓錐破碎機(jī)的特點
慣性圓錐破碎機(jī)動錐的擺動頻率從750～2200r/min，遠(yuǎn)大于偏心圓錐破碎機(jī)動錐的擺動頻率，因此物料在慣性圓錐破碎機(jī)破碎腔中被破碎的次數(shù)遠(yuǎn)大于在偏心圓錐破碎機(jī)破碎腔中被破碎的次數(shù)，從而可以加厚破碎物料層，提高產(chǎn)品中立方體狀顆粒的比例。
由于慣性圓錐破碎機(jī)是擠滿給料，通過向物料層施加嚴(yán)格定量的由慣性力造成的壓力，可以使物料層適當(dāng)?shù)貕簩崳刮锪铣惺苋轿坏臄D壓，物料顆粒之間相互作用，從而實現(xiàn)“料層粉碎”。同時，在由慣性力引起的強(qiáng)烈脈動沖擊作用下，物料在破碎腔中承受交變的擠壓、剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。物料顆粒之間不斷改變方位，由于物料顆粒越小，晶格缺陷越少、強(qiáng)度越大，因此強(qiáng)度大的小顆粒可破碎相鄰的強(qiáng)度小的大顆粒；在等強(qiáng)度顆粒中，那些晶格缺陷與剪切力方向重合的顆粒被破碎。這樣物料主要沿晶格間的區(qū)域破碎而不破碎晶體本身，破碎后的物料具有最高強(qiáng)度，破碎產(chǎn)品90%以上為立方體狀顆粒，從而實現(xiàn)了物料的“選擇性破碎”，保證了產(chǎn)品的高品質(zhì)。
慣性圓錐破碎機(jī)采用二次隔振，基礎(chǔ)振動小，安裝時不需要地腳螺栓和龐大基礎(chǔ)，拆裝方便，可作為移動式選廠的組成部分。
對于不同性質(zhì)的物料，通過調(diào)節(jié)偏心靜力矩、激振器轉(zhuǎn)速、排料口尺寸和破碎腔型，可很方便地調(diào)整破碎機(jī)的性能指標(biāo)。
4、慣性圓錐破碎機(jī)在碎石生產(chǎn)中的應(yīng)用情況
慣性圓錐破碎機(jī)的生產(chǎn)能力從每小時幾十噸到上百噸，動錐直徑為600～2200mm。慣性圓錐破碎機(jī)生產(chǎn)碎石的工藝流程很簡單，一般為顎式破碎機(jī)一慣性圓錐破碎機(jī)。
俄羅斯圣彼得堡的Ccdth瀝青混凝土廠使用∮900慣生圓錐破碎機(jī)生產(chǎn)高品質(zhì)碎石，該設(shè)備用于破碎原始粒度在0～70mm的輝長輝綠巖；卡羅利亞共和國的Vtldt碎石廠使用∮900慣性圓錐破碎機(jī)破碎粒度為25～60mm的花崗巖；莫斯科的Lvbnhjdcr碎石廠也用∮900慣性圓錐破碎機(jī)破碎花崗巖和玢巖，生產(chǎn)碎石。這三個碎石廠的碎石顆粒特性分別見表2。
∮900慣性圓錐破碎機(jī)的破碎產(chǎn)品中，5～20mm的針、片狀顆粒平均含量為9.5%，波動范圍在4.9%～12.7%之間；產(chǎn)量的大小取決于∮900慣性圓錐破碎機(jī)的排料口尺寸。∮1200慣性圓錐破碎機(jī)的產(chǎn)量為100t/h，∮1750慣性圓錐破碎機(jī)的產(chǎn)量可達(dá)170t/h，隨著產(chǎn)量的增加，- 4mm的產(chǎn)品含量可降低3%～5%。
日本礦山不多，慣性圓錐破碎機(jī)主要用于建筑行業(yè)，特別是生產(chǎn)鋪設(shè)高速公路的碎石。因為產(chǎn)品粒形好，不用再整形，粒度分布好，目前在日本已有50多臺慣性圓錐破碎機(jī)用于生產(chǎn)碎石(型號為∮900、∮1200和∮17s0)。
5、結(jié) 語
慣性圓錐破碎機(jī)能實現(xiàn)物料的選擇性破碎，拆裝方便，工作參數(shù)容易調(diào)節(jié)，所破碎的物料90%以上為立方體狀顆粒，機(jī)械強(qiáng)度高，十分適合于生產(chǎn)高品質(zhì)的建筑用碎石，在碎石生產(chǎn)領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。
