砂・砂利骨材生産ラインの構築方法 | 事例研究

本記事で解説するプロジェクト設計は、グリーンマイニングという中核コンセプトに基づいています。鉱山から採掘された石灰石、火力発電所の固体廃棄物であるおよびを主に総合利用することを目的としています。環境に優しく、安全かつ高品質な破砕、整形、篩分け、制御技術を選定しました。高品質な砂利骨材、建材、レディーミクストモルタルを生産し、時間あたり有効生産能力600t/h、年間平均有効生産量180万トンを実現しています。

1. 砂利骨材システムの構成

原料の工場搬入から完成品の保管・出荷までの全工程生産ラインには、土木、機械、構造、水力、空気圧力、電気、自動化制御を含む以下のサブシステムが含まれます。

1) 原料輸送、原料脱泥。

2) 原料破砕、半製品骨材の整形、半製品骨材の篩分け、メカニカルサンド半製品の整形、メカニカルサンド半製品の篩分け。

3) プロセス中の粉塵抑制、集塵、粉塵回収、粉体制御、およびメカニカルサンドの加湿・撹拌。

4) 完成品の輸送、完成品倉庫への入庫、完成品の保管、および完成品の自動積載。

2. 環境配慮・スマート化・高品質な骨材生産ラインの特徴

1) 全体的な生産プロセス：脱泥 + 破砕 + 精密整形 + 乾式集塵 + ストーンパウダー制御 + 粒度別砂 + 砂と砂利の同時生産

2) 主要プロセス設備：多気筒 + 超細粒製砂 + 縦軸インパクト整形機 + 篩分 + 高效集塵 + 自動積載

3) 全体のレイアウト構造：立体構造 + コンパクト配置による省スペース設計。

4) 技術的な基本方針：グリーン鉱山設計 + ガーデンファクトリー生産 + ワンオペレーターワンキー集中制御 + 点検容易かつ死角なし。

5) コア制御目標：粒子形状、粒度分布、粉体含有量、品種のリアルタイム監視、簡便な操作、制御可能性、調整可能性。

6) 高品質骨材の生産、低空隙率の制御により、コンクリートコストを削減し、コンクリート性能を向上させます。

7) 知能型ロードシステムを採用し、プラント全体から排出物を整然と処理するため、二次汚染や構内での資材飛散が発生しません。

8) 専用に設計された高効率集中集塵システムにより、風量の自動制御および配管内の粉じん除去を自動化し、省エネ性と高い処理効率を実現します。

9) フルオートメーション制御・運転用専用ソフトウェアと、インバータ駆動システムの知的かつ集約的な技術を組み合わせることで、高効率な運転と低エネルギー消費を達成します。

10) 粒子状物質の整然とした排出濃度は低指標で≤10mg/m³、超低排出指標として≤5mg/m³を選択可能です。

11) 工場境界線における騒音レベルは≤70dBに抑制されます。

12) 破砕＋篩分け＋搬送＋整形＋集塵＋ロード＋制御の全工程における電力消費量は2.63kWh/tです。

13) 三次元設計による全プロセスの最適化および空間レイアウトの深さの最適化により、後続の据付・試運転に関する各種コストやメンテナンス費用を大幅に削減し、時間短縮と効率向上を図ります。

14) 有限要素法ソフトウェアによる支援解析・計算を通じて、設計結果が安全生産を最大限に確保するとともに、科学的かつ合理的な材料の使用を可能にします。

15) 生産工程技術と構造組立技術の深層統合、オンライン監視・早期警報システムの多面的な設定により、最大限の設置性、信頼性、低故障率、迅速なメンテナンスを実現し、生産ライン全体のライフサイクルにおける有効稼働時間の最大化という精緻な経済・技術コンセプトを担保します。

3. 工程フロー概要

1) 搬送作業：近隣の石灰石採掘場から均一に供給された材料（粒径 <100mm、処理能力 1000t/h）をベルトコンベアで脱泥スクリーンへ搬送し、脱泥処理を行います。

2) 脱泥作業：振動スクリーン群による脱泥処理後、材料は土砂・岩粉と鉱石（>10mm）の2種類に分離されます。土砂・岩粉はベルトコンベアで泥タンク（容量 2000t）へ搬送され、石灰石泥状物はさらにベルトコンベアでセメント生産ラインへ返送可能です。一方、鉱石（>10mm）はベルトコンベアで中間貯蔵倉庫（容量 15000t）へ搬送されます。

3) 微細破砕・整形工程：サイロ底部のベルトコンベアにより鉱石を振動篩へ搬送し、0～45mmと>45mmの2種類の鉱石に分離します。前者は直接整形機で整形処理され、その後ベルトコンベアにより篩分建屋の振動篩へ搬送されます。後者は直接微細破砕用コーンクラッシャーで微細破砕処理を行い、破砕後の材料はベルトコンベアとバケットリフトにより再度第2篩へ投入されます。

4) 製品篩分・製砂・粒度調整工程：整形された鉱石が篩分建屋のバケットリフトへ搬入されると、バケットリフトから振動篩へ移送され、0～5mm、5～10mm、10～21.5mm、21.5～31.5mm、>31.5mmの5種類の製品に分類されます。

5) 自動積込工程：完成品倉庫内の骨材は、倉庫底部のベルトコンベアにより積込ステーションへ搬送され、自動積込作業が行われます。

6) 集塵運転：生産工程では粉じんが発生します。1号篩グループで発生した粉じんは集塵機に導入され、浄化後に排気ファンを通じて大気中に排出されます。排出ガスの粉じん濃度は10mg/m³未満であり、国家排出基準を遵守しています。集塵機で回収された粉じんはウェットミキサーで湿式混合後、スクリューコンベヤーにより泥脱水ベルトコンベヤーへ移送され、泥ピットへ送られます。

4. 主要機器

振動篩、集塵機、破砕機（単筒円錐破砕機、多筒円錐破砕機、骨材整形機、立軸衝撃式破砕機）、超微細破砕製砂機、粒度調整用粉体機、ウェットミキサー、エア輸送システム。

本プロジェクトでは、年産30万トンの生産ラインを同時に構築し、から直接供給を行うほか、第2期として年産30万m³の向けの骨材出力インターフェースを確保し、工場外にある大型貯蔵ヤードへの遠距離輸送用ベルトコンベアのインターフェースも整備します。本記事では主に骨材生産ラインの詳細について解説いたします。生産ラインに関する詳細はここでは省略させていただきます。ご質問がございましたら、ダイアログボックスにメッセージを残してご相談ください。