面向未来的干混砂浆生产线配置及选型
2023-09-12
来源:爱go旅游网
全国中文核心期刊 新 建巍 姆 中国科技核心期刊 面向未来的千混砂浆生产线 配置及选型 吴漫天,王朗,罗雁冰 (中联重科M—Tec中国事业部,湖南长沙410205) 摘要:以中联重科m—tec干混砂浆生产线为例,阐述了面向未来的干混生产线以自动化、清洁化、柔性化的设计和配置应对社 会和市场对绿色生产、低成本生产、多品种功能性砂浆以及砂浆施工性能的要求。 关键词:自动化生产;清洁生产;多品种柔性化生产;绿色建材;生产质量控制 中图分类号:TU64 文献标识码:A 文章编号:1001—702X(2016)11-0012—05 Configuration and model selection of dry mortar plant technology oriented to future WU Mantian,WANG Lang,LUO Yanbing (Zoomlion M-Tec Department in China,Changsha 410205,China) Abstract:With the example of Zoomlion m—tec dry mortar plant technology,this article describes how a future-oriented plant features automation,clean production and flexibility to meet market and social demands of green,low cost,multi—types products and workability requirements. Key words:automatic production,clean production,flexible production,green building material,quality control l 自动化对干混砂浆生产线设计和配置的 及砂混合物、纤维及团聚物等几种。粉体粒径一般从0.1 Izm 要求 0.09 mm,流动性、堆积密度也有很大不同,较细的粉料如硅 灰、氧化铁颜料等流动性比硅酸盐水泥、粉煤灰等颗粒较大的 1.1高效上料系统 粉料差很多;粉体添加剂如可再分散乳胶粉、减水剂等一般都 干混砂浆经常使用的一些原材料如高铝水泥、硫铝酸盐 具有非常好的流动性,而消泡剂等流动性则不好。因此,粉体 水泥、石膏、白水泥、重钙粉、熟石灰、石英粉、成品砂、各种粉 的自动计量必须要考虑各种材料的粒径、流动性、堆积密度以 体添加剂、颜料、纤维、轻质骨料等基本以吨袋、50 kg、25 kg 及它们在各种产品配方中的配比和精度的要求。 的包装形式送料至砂浆工厂,搬运、存储、二次搬运、上料至筒 砂一般粒径在0.1 4.75 mm,某些特殊的产品如厚层流动 仓成为必须进行的耗时耗人工的工作,具备合理、高效的上料 性地坪砂浆可以用至8 mill的骨料。2.4 mm以下的河砂和石 系统非常重要。斗式提升机较为适合砂的上料;而采用密相气 英砂一般具有较好的流动性,2.4 mm以上的砂流动性变差。 力输送系统输送各种用量较大的粉料和轻质骨料,如重钙粉、 石灰石机制砂可称为粉体及砂混合物,通常由石粉和砂组成, 石英粉、高铝水泥等不失为高效的方式,速度快、筒仓切换方 般含有5% 15%的0.075 mm左右的石粉。石粉在机制砂中 便、管道干净;对于用量较小的添加剂和粉料而言,一种微型 的存在使得混合物的流动性和均质性变得复杂。 的能耗较低的气力输送系统m—tec Hurrican 140更为灵活便 对于砂、粉体而言,在中联重科m—tec生产线计量系统中 捷,自带空压机仅5.5 kW的能耗,输送能力约为2~4 m3/h。 普遍使用计量螺旋,可满足精度要求的自动计量量程为300 g 1.2计量系统的全自动化 、 6000 kg。而采用特殊计量原理的POWERDOS系统[见图1(a)] 干混砂浆的原材料根据物理形态一般分为粉体、砂、粉体 可精确处理2 g 25 kg的添加剂、颜料以及流动性较差的粉体 材料的自动计量。纤维和团聚物通常没有流动性,其自动计量 收稿日期:2016—03—15 需要特殊的技术和装备,FIBERDOS系统[见图1(b)】可自动 作者简介:吴漫天,男,1970年生,甘肃兰州人,工程师。地址:长沙市岳 完成纤维的自动计量。至此,干混砂浆原材料可实现全自动化 麓区麓谷大道677号中联麓谷工业园,E二mail:wumt2010@126-c(】m。 的计量配料,使得生产线的自动化水平达到全新的高度。 ·12· 新型建筑材料 2016.11 吴漫天,等:面向未来的干混砂浆生产线配置及选型 种类歧特点,如机制砂的粉含量与河砂的含泥量等因素:散装 头、包装机的工作原理及相匹配的除尘系统设计非常重要,极 大地影响到整条生产线的清洁化生产水 。 2_3粉尘的回收及利用 砂的烘十及筛分系统的除尘、成品散装及包装系统除尘 收集的粉尘是古回收、如何利用或处理是现代干混生产线设 计必须考虑的问题。如果考虑 J收利用,必须将对所牛产的砂 (|】)POWEI ̄I)OS系统 浆产 质 和,rl l,质影响降至最低。不影响产品质量性能的前 提下,可对乍产线除 的粉尘进干r合理、规范地利用。 烘干及筛分系统除尘器回收的粉尘,¨『用度很大程度上 些 : f】上,产,『f1的配方是 需要调枢,以及 收量及消耗量等 因素。成品包装系统叵l收的粉尘成分更加复杂,如果产品品种 进午『集中M收,通过气力输送等方式,输送剑一个专用的储仓 进7J:储存,作为~种填充材料,存 方允许的前提下,通过计 图1 POWERDOS¥I3FIBERI)OS计量系统 1.3自动包装、码垛 :其组成成分和粒径分布, 用度体现在回收后用在哪 对t以20~50 kg袋装产 为主的特种砂浆企、Ik而言,人 取决j工捅袋、人 封 和喷码、人【 码垛和封 是99%的企业L1 前的生产情形。实际上,由_J 人I 成本的L斗和管婵难度的加 利码垛体系已经成为哥中必须。这一体系一般包括包装机、fI 动插袋装置、高位 垛机或机械_j三码垛机、封颦机等。 大,对于产能在10t,h以上的生产线而吉,配备白动化的包装 较多,简 的返回包装机料斗埘广:6f1质景可能会产牛影响,宜 2清沽化的慨念及对生产线i殳,备的要求 清洁化生产的主要控制项包括生产线的大气污染物、噪 声、工作场所环境、安全生产等方面的婴求。有火粉 控制的 尘排放,除尘器的粉尘排放浓度≤20 mg/m ,无组织排放≤O.5 量配料系统添』儿1到可用的产品r}J。 2.4固体废弃物的处理及利用 在_T混砂浆生产线中,固体废弃物主要是指规格超出既 定产品配方要求的砂及 某些原冈产乍的成品废料等。超规 (见图2):而成品废料仍然可以采用适合的输送系统如斗提 或气力输送等进入专用筒仓存储,在满足配方要求的前提下 进入, 产系统添加使}f]。 具体数据指标和相父标准如卜:设备的大气污染物一E要是粉 格的砂可以通过增加破碎、制砂、磨粉等工艺来实现叫收利用 mg/m ,无组织排放 仪与设备彳丁关,史重要的是现场管理。 2.1 采用机制砂设备制砂 相比采用烘干河砂产生的订害气体污染物和对生态环境 的破坏,采用机制砂设备制砂足清洁化生产干混砂浆的重要 内容。采用满足要求的花岗岩或石灰 破碎行,合理1[艺和性 能的机制砂设备生产Hj的机制砂和彳 粉可用于大部分干混砂 世j 国 \ F● ; 、 —\ — I 浆产品的 产。特别是生产普通的砌筑、抹灰砂浆时,机制砂 更能体现出原材料成本和产:6}1施工性的优势。 垂 I 刊 ㈠\Hl1 ; 高 2.2主要除尘点及除尘方式 干混砂浆生产线的粉尘排放点主要是简仓、筛分系统、散 装系统、包装系统等,由于各粉 排放点的粉尘成分不同,宜 采用点对点的除尘方式并采川脉冲式除 器实现n动清灰, 且疗便粉尘的有组织排放及fuJ收利用。 粉体原材料筒仓…般采Hj正压除尘方式,通过增没管囊 『— 1 I 、 i f 图2超规格砂的回收处理 1二混生产线若采用机制砂制砂工艺,吲体废弃物主要是 阀与压筹计,结合智能化的控制方式杜绝冒顶,在环保要求史 通过制砂除尘器回收的 粉(‘般是指≤0.075 mm的颗粒)。 高的场合和地区,同时可采用 次除尘方式(在除尘器粉尘排 行粉E要有2种处理措施:一是通过散装的方式销售给使用 放口增加 套除尘系统),排放町达到更低的标准如10 m咖 。 河砂的商混搅拌站等建材生产企业, 是气力输送进入干混 砂仓、成品料仓、添加剂仓一般采用负压的除尘方式进彳J:主动 生产线专用储仓,在满足配方要求的前提下,添加进合适的产 除尘。筛分系统、散装系统、包装系统是生产线粉尘排放的霞 品中。 点,筛分机一般采用负压除尘方式,其除尘能力应考虑到砂的 2.5包装系统落地灰、落地料的收集及处理 N EW BUI LDlNG MATERlA LS ·13· 吴漫天,等:面向未来的干混砂浆生产线配置及选型 包装系统是干混生产线落地灰产生的重点区域。采用设 可分为普通抹灰砂浆(厚度20 mm)、薄层抹灰砂浆(厚度10 计和材质合理的包装袋,设计合理、配置良好的包装、插袋和 mm)、加气块薄层抹灰砂浆(厚度5 mm)、防水型抹灰砂浆、轻 码垛系统产生的落地灰是极少的,但实际生产中,因设备、生 质抹灰砂浆等。 产管理、包装袋选择等原因,落地灰还是有可能存在。落地灰 响,可集中回收后,均匀地返回到包装机料仓,作为成品料直 进行输送和储存,然后根据配方需要返回到生产线进行适量 理方案分别见图3、图4。 (2)砌筑砂浆:根据砌块和施工要求,可分为普通砌筑砂 (3)地坪砂浆:根据基层和施工要求,分为普通地坪砂浆、 (4)瓷砖粘结剂:根据瓷砖材质、尺寸、使用部位和工况要 (5)水泥基自流平:细分为面层自流平、垫层自流平;薄层 自流平、厚层自流平等。 上述这些砂浆产品的品种细分实际上反映的是不断发展 的回收和处理一般有2种方式:如果对成品料质量不产生影 浆(厚度10mm)、加气块薄层砌筑砂浆(厚度3mm)。 接进行包装;如果产品品种对于落地灰的添加比较敏感,可先 流动性地坪砂浆等。 添加使用。普通砂浆生产线和特种砂浆生产线落地灰回收处 求,逐渐细分出不同品名的瓷砖胶产品如人造石粘结剂等。 变化的新型建材、施工技术和市场对砂浆产品提出的要求,简 单的“普通砂浆”、“特种砂浆”的区分,简单的“抹灰砂浆”、“砌 筑砂浆”的概念,实际上已经完全不能满足市场本身的需要, 许多砂浆生产企业也因仅能提供满足施工方最低需求的“普 通砂浆”而陷入低价低质的经营困境。 3.2生产多品种功能砂浆对生产线设计和配置的 要求 上述砂浆产品的细分以及市场对新产品需求的变化,使 图3普通砂浆生产线落地灰回收处理方案 得在生产线设计和规划之初就必须考虑到细分砂浆产品生产 的可实现性、便捷性,即自动化、清洁化的多品种砂浆生产。 生产线的工艺设计是首先要关注的问题。工艺设计首先 是指生产线的总体结构形式,塔式结构的特征是所有原材料 的计量配料在混合机上方完成;而阶段式生产线的特征是全 部或部分原材料的计量配料在地面或混合机下方完成,需经 过二次提升进入混合机。标准塔式结构、复合型塔式结构是多 品种砂浆生产的基础;其次,原材料的处理、上料、存储以及成 品料的输送和存储方式也是工艺设计的重要内容。塔式及复 图4特种砂浆生产线落地灰回收处理方案 合型塔式结构可存储原材料种类多,原材料的计量配料无交 粉尘、固体废弃物的回收和利用对干混砂浆生产企业实 叉污染,能耗小效率高,砂处理、计量配料、混合、成品系统设 验室技术水平要求较高,在没有条件分析所回收粉尘的物理 计灵活性高,因此代表了规模化干混砂浆生产工厂的趋势。阶 化学特性、以及没有完全掌握较深的配方原理和技术前,盲目 段式生产线因原材料计量配料存在交叉污染、生产效率低等 地回收利用是有风险的。 问题不适合多品种砂浆的生产。 3生产多品种砂浆的必然性和生产线配置 要求 3.1砂浆类别和品种的细分 砂的筛分和分级存储是多品种砂浆生产的前提,也是高 品质砂浆生产的前提。砂的粒径范围和级配分布在大多数干 混砂浆产品中起着决定性能和品质的作用。几乎所有干混砂 浆的参考起始配方中都对砂的粒径范围做了明确的要求,比 3 mm、0~0.6 mm、0~1.2 mm、0 2.4 mm等,而每个粒径 多种多样的施工工况和要求对砂浆的功能性能提出了多 如0 0-样性的要求,即使砂浆的类别一样,也会产生品种的细分,以 范围中的级配分布也同样是有技术要求的。概率筛、摇摆筛是 面向不同的客户群体、施工工况的要求。 干混砂浆生产线中常用的2种筛分机,如何根据产品多样性 (1)墙面找平用抹灰砂浆:根据基层的情况和施工要求, 要求选择筛分机的规格、筛网、搭配组合、产能,如何根据配方 ·14· 新型建筑材料 2016.11 吴漫天,等:面向未来的干混砂浆生产线配置及选型 技术要求挟 昕 } 范…的 获得合 il l向级 分 址乍 技术, 』混合时川片见线一 父系。 /J rf吖J 微 蕊JJ {l刑、 J 线砂处 系统改汁的恢 15 汁tr{ r.系统『 。眇浆产品对砂的篮求、以 /艾 。 7Pffi ̄、i 、乳液、 骨料以及其它流动 较 I'19粉料,!J!Jl对混 机的 『l 能 求较『 、 ,H_需变频摔制。通常,i't;i台1}1一l ·MR 饯 卸料混合机l 图5(b)1即『tJ 曲足多 }cl_砂浆的连续 J、’ 砂处 系统『『j改汁决定J I_.r 线I{ 砂仓的数 秆J 5(a)】址拨 小l『1=J配 实班多品,Pq,tT ̄浆 』 :的 础。 t 系统仃5个父 。 粜:适』 原材料牛。 Pt ̄n9 t ll 【 I nJ{述 合均匀含 极做 添 剂( 1 0.()05%)的以水 迎”抹灰砂浆,还 ¨ 效斯顷 :灌介含仃微 方‘』 、稳定 P't:-、 it. 十iIf 、述瞍。没汁较简- 的 螺旋进i J: 料,这种『J J 埘I;i{f'f料的遁 币【_精度较低, 法满 混合系统的 浆 ,I 丘 fI, ffj渺为 砂 收-IJ1]uu t 成 科、粉料f¨复合添』Jl】刹采川} 且亘输送 订限、 此稳定 的质试要求 奈JJ l_制、;,rffi ̄、 料、轻质骨料、乳液的 朵 /J的材十 I, ’ I I功消洗 。 的 ̄lI{混合机『 I冬I 5(c·)… 满 也 衫 砂 浆1,fIl~的 、l效 彩.I 一{lf沙浆的 』 :。舣l::- ̄JL或彩1 机的泓合 系统 it’股取决F厄砂产 和_彳『砂』 之川的 能比例、 】t 仃 』- : 之间的比例。. ai ̄id。 决J 所耍 卜产的 _,Jl干I 材料 I以/支混合机小 的 Pl!f ̄-。混合机的泓合能力仪以决r濉合 图5计量系统、、1R无残留卸料混合机及带自动清洗装置的_、1I{混合机 删系统的 t;,JDi ̄体 3个 :汁 迷度干ll精嫂 4.2可机械施工性 l扣一 施¨I 要是指砂浆J11,=品的 搅拌、 统 j砂浆 门拖 /J输送、连续 或喷涂 Vlcf ̄。 产 线的筛分系统、混合系统、 料系 能密切年}{父。舟效迮续搅拌机儿 适 f'igDll水搅拌;稳定的ff 昆料内的 fi9C ̄¥0、仑 过 的教州仃储I :理、故障门渗 /支维}f】捉 卜l,tiX系统址、I 独 ̄,jai领允I 门 制技术,通过多频段连 续 制干ll数 转换}上术 丈脱 ’6效牢舟精度的 料过 也 和延输形』℃, 丑亘过 J1]输送哎 、合 制。 汁ffj 成 I 俞 、仃储、也 、敞装系统1 仪婴考虑 川 IJ 的 合除J f m : 之?bl一;i9所仃砂浆 种粉料干¨添JJ l】制 幼l JJ J】水迕续搅拌址Jc特i【 ,fl『这种搅拌技术 仃 装桥 小埘个系列J .『lIIlI}I仃较高离析 险的 锄J,也川时 号【g . 4『ij; 商效分裴。 的.㈨贡 均匀f199"敞,粉科 砂 常允分的洮 1 炎义 染、多 lf_种砂浆的 均匀,均 的jJ Il水 和均匀的粉8lJll i,J‘Jf=;成 定的新拌砂 浆。 ̄1.L Z/}, J、’  ̄抄浆、饰嘶砂浆、f 砂浆、㈠流…t、港浆料 li7,'l t浆 水机械施J:,除了添旬『】剁利粉料的作 4砂浆的易施 4.1 和易1生 及时, 产线的要求 …外,砂 0级 址r 合理连续极人地 IIIh} ̄il]砂浆的 送 Ptt, ̄ll 施 认或 . 这’ ^址做大多数十 眇浆企业所忽桃、 绝、 能为 , 为其 J :线 进 砂的分级币IJ搭配。 满 ,J指 的Jl ̄fill ,埘J 抹灰砂浆、保温体系砂浆、 的 抹 剐性求fLI限制砂的敢人 瓷砖胶 J 、 I。'11 ;’, U 使址 1 施 果仪仪砂的粒 达剑了配『J‘要求,而级 径技连续合 l n级 分 ,比 抹灰 度f' i1~2 C11 时,为J, 挟 优 I,j勺施I ,捉 、 施l 述 ,获得抹 _厂的冉爱,瞅洲 抹/火砂浆l;1Ot ̄破人十 J『]以搭 形成 分机 收以】.2—1.6 111I)1为土。这就要求 J 线的J|少f筛分干Il仃储系统能q 满 所需要的3 5干『{_分级砂, 迮续的线 ,以获得 想的施 }能 1较 II9,77i9"效 小好的 .1,砂浆I 19施I 性也较仃 ,除 增加各种功能 添』J【 I刑雨1jc它粉 的他川, 这增 j #dg4 Pi9 ̄4/J成本。 4.3产品质量和轻质骨料的使用 j 料的添lJ J l 婴生,】 线具备 Jf]的体拟汁} 系统( 6),涉/支剑 付料的L料、存储、汁 、混合/支 ¨避免』 . 离 例JJ ll入抓/火打少浆、瓷砖胶等砂浆J、',: fI,小 以降低产 堆 低的材料成本。特刖 刈J /火 机制砂 ‘,性能优 的筛 析等技小=l1 。膨帐珍珠岩、玻化微珠等轻质骨料以’定的比 忽m}{机制砂 ,j1 lJ10牝形从 扶甜 率 J、', 。= 私!常度及 嫂,减轻上人劳动强度、捉r曲施I一速度利质ffI,IfIj N EW BUl LDING MATERlA LS ·l5· 吴漫天,等:面向未来的干混砂浆生产线配置及选型 且可以增加砂浆产出量,一定程度上降低使用方的采购成本。 特种砂浆散装化及小型筒仓生产线的工艺设计中,成品 的输送地址可以尽可能地灵活全面,成品可以以散装、吨袋、 小型筒仓、包装的形式提供给客户。砌筑、抹灰及地坪砂浆一 般采用专用运输车和22 m3移动筒仓形式实现散装销售。实 际上,建筑工程用的外墙外保温体系的粘结和抹面砂浆、外墙 瓷砖砂浆、自流平等产品仍然可以采用这一散装形式实现销 售,不但大大节约了包装成本,而且因筒仓自带的连续搅拌机 使用更加方便。1 3 m,的小型筒仓更加可以灵活地将砂浆产 品投放在市场区域内,存储和使用都很方便。 4.6散装产品的均质性 从配方上讲,砂浆产品的级配是否合理连续预示着一定 条件下离析发生的可能性,而生产线工艺设计和配置最终决 图6轻骨料专用体积计量系统 定了离析问题是否会出现。离析问题及其导致的产品施工性 4.4包装规格和品质 变差、性能指标变差是大多数使用工艺简单或者设计不合理 以包装产品为主的生产线应当配置包装袋的密封装置及 的生产线的砂浆企业面临的问题,但这一问题的原因却被错 表面的清灰装置。即使是“普通”的抹灰砂浆,包装规格和质量 误的归结于散装筒仓的结构和使用。此外,散装运输车的不当 的设计也应能让使用者方便搬运和拆袋,以降低人工的使用 使用也可能造成砂浆产品的离析,但只需了解并遵循正确的 和提高工作速度,4O 50 的包装质量往往需要2个人同时 使用方式,离析问题可以在物流运输的环节避免。 操作,20 25 的包装一般1个人即可操作,较小的包装因增 加了包装成本而价格略高,却因降低了人工使用提高了工作 5结语 效率受到欢迎;此外包装袋的材质也极大地影响到操作速度 砂浆产品的配方、功能性、成本、施工性、竞争力与生产线 和便捷性,复合型纸质包装袋不但密封性良好而且破拆袋很 工艺设计和配置密切相关;而砂浆生产线的自动化程度、清洁 便捷。包装袋的密封和表面除尘不但影响到生产厂区的清洁, 化程度不但影响着生产经营的效率和成本,而且最终影响到 袋子漏灰漏料以及表面粉尘也影响到使用的便捷和满意度, 干混砂浆作为绿色建材的评价基础,影响到企业的市场竞争 影响产品的竞争力。 力和盈利能力。 4.5特种砂浆散装化及小型筒仓 A 鲁中水泥窑用绿色节能耐材实现无铬化 日前,鲁中耐火材料有限公司完成的“水泥窑用绿色节能耐火材料研发和成套方案研究与应用”项目在山东省淄 博市淄川I区通过中国建筑材料联合会鉴定。 该项目属国内外首创,综合成果达到国际领先水平。集成技术配置方案实现了水泥窑用耐火材料无铬化,项目成 果的应用对提高我国水泥生产绿色节能水平和耐火材料技术进步意义重大,对下一步提高水泥生产水平、降低生产 能耗将起到巨大的推进作用。 该项目根据水泥窑工况的特性,基于低导热镁铝尖晶石砖、.镁铁铝尖晶石砖、低导热50/30抗剥落砖系列新型耐 火材料的研发,首次在国内外提出了水泥窑用耐火材料绿色节能、长寿命集成技术配置方案。运用新技术,对耐火材 料抗热震稳定性、抗侵蚀性、低导热、轻量化等性能的优化调控,实现了水泥窑用系列低导热耐火材料长寿命与检修 周期匹配,显著降低了水泥窑筒体表面温度和散热损失,提高了生产效率。采用集成技术配置方案,经过山铝水泥、鲁 中水泥等水泥窑应用,烧成带用镁铁铝尖晶石砖和过渡带用低导热镁铝尖晶石砖的使用寿命达到1.5年以上。 据了解,目前该方案已在山铝水泥、鲁中水泥、东华水泥、临沂中联、冀东启新水泥、平阴山水等多条水泥窑上整 体配套使用,使用性能良好、节能效果显著。 (徐) ·16· 新型建筑材料 20"16.11