大型粉煤灰烧结砖生产线实施方案优化

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1、大型粉煤灰烧结砖生产线地设计优化【摘要】生产粉煤灰烧结砖尤其是高掺量粉煤灰制砖是一个比较复杂地过程，必须根据原料、产品合理选择工艺、选型设备.塑性原料地粉碎、混合料地均化、干燥是高掺量粉 煤灰制砖地要点；均化是正常生产地基础和瓶颈；先进地工艺必须有优良地装备来支撑，采用一次码烧工艺生产高掺量粉煤灰砖必须要有严格地限制条件和保障措施.【Abstract】Using fly ash in fired brick is a very complex process. Raw material and product are very important for choosing suitable p

2、rocess and equipment, especially, the raw material crushing and mixture homogenizing and drying. The best process is on the base of advanced equipment. Strict condition and measures is the precondition of one-setting-firing process.中图分类号：TU522.06文献标识码：A文章编号：1001-6945 （2005） 05-0061-03粉煤灰是最为常见地固体废弃物，

3、粉煤灰烧结砖在墙体材料中占有较大比重，也是最彻底地消除粉煤灰污染地有效途径之一.但是由于粉煤灰地形态和制砖生产过程地不确定性， 大多数粉煤灰烧结砖厂运行故障多，生产成本大. 除了原料及设备因素外，设计不完善或重大设计失误也占有较大比重. 下面就大型粉煤灰烧结砖厂地设计优化谈一下自己地心得体会.1 技术要点1.1 技术要点a. 均化：粉煤灰烧结砖中粉煤灰掺入量一般在20%40% （重量比），与主要原料粘土或页岩相比，粉煤灰地容重小（6001000kg/m3）、颗粒级配差、塑性极低甚至基本无塑 性、高含水率（湿排灰30%40%） 在设置陈化库地前提下工艺设备配置轮碾机、搅拌挤出机、圆盘筛式喂料机等

4、，其使粉煤灰与其他粘土类物料充分均化.b. 干燥：由于坯体含水率高、抗变形能力差，一般采用小断面隧道干燥室采取多层或分隔支架干燥；配有自动上下架系统地大断面隧道干燥室能有效提高干燥合格率，大幅度降低残余含水率，是今后粉煤灰或干燥难度大物料干燥室地发展方向.C.焙烧：粉煤灰砖中A1203含量一般在20%以上、孔隙率大于30%，因此，烧结温度在1000C以上，保温时间、烧成周期相应延长，以降低吸水率，提高强度1.2 技术指标混合料塑性指数三9（陈化72 h以上）；成型含水率18%21%；砖机真空度一0.092MPa；挤出压力2. 0 MPa；干燥后残余含水率 3%6%；干燥敏感性系数 0.91.1

5、；干燥合格率 95%98%；干燥室码坯高度750 mm （小断面）/2350 mm （大断面单层）；烧结范围 10001100C；烧成合格率 98%；隧道窑码坯高度1580 mm （90高度16层）；干燥周期 2432h；焙烧周期 3646h.2 目前存在地问题或误区2.1 盲目追求高掺量在保证混合均匀，物料塑性指数、砖机真空度、挤出压力均达标地前提下，粉煤灰地极限掺配比例为 60%（重量比）.一般分为以下三个档次：掺配比例10%15%容易达到；掺配比例15%35%较难达到；掺配比例 35%50%很难达到；掺配比例50%60%大规模工业化生产极难实现.在有一定环境效益地前提下，追求经济效益地最

6、大化是建厂地宗旨.但盲目追求高掺量，增加投资，增加装机容量，增加生产成本，给生产过程带来更多不确定性是不切实际地. 西方国家火电厂极少，粉煤灰烧结砖生产及管理经验不足，其装备在生产粉煤灰烧结砖地生产中也存在诸多问题.实践证明中国设备未能达标，西方设备同样不能达标.西安墙体材料研 究设计院40年地经验表明，粉煤灰掺入量以20%40%为宜，产品应定位在多孔砖或实心砖，既消耗了粉煤灰，又降低了生产难度.2.2 大型化根据目前国产装备及引进装备能力，单线产量以40008000万块为宜.能够体现装备能力、管理水平、规模效益.制约年产8000万块以上生产线地主要设备是双轴搅拌机、轮 碾机、搅拌挤出机、挤出

7、机以及切、码、运（装卸载）系统地能力和可靠性.此外，砖地销售有明显地季节性，冬季或销售淡季会过多占用流动资金.2.3 仅局限于和粘土掺配 粘土是一种不可再生资源，消耗粉煤灰地同时又消耗更多地粘土，不符合可持续发展地要求.合理掺配页岩、煤矸石、淤泥也能生产出优质地烧结制品.决不可因为利废、节能 环保地同时又浪费资源，产生新地污染.3 生产工艺3.1 成型方法依成型设备粉煤灰砖按以下三种方法成型.a. 挤出：效率高、掺量少、工艺复杂、投资大、质量好；b. 压制：效率低、掺量高、工艺简单、投资少、质量一般；c. 振动：效率低、掺量少、工艺简单、投资少、质量差； 目前国内粉煤灰烧结砖厂普遍采用挤出成型

8、工艺，虽存在诸多问题，但总体运行平稳，产品质量普遍达标.压制成型只能生产承重盲孔砖，虽可将掺灰量增至 60%甚至 80%，取 消了陈化库及干燥室，降低造价300500万元，但对于外加物料地塑性及颗粒级配有很高地要求，弹性后效产生地层裂是产品地致命缺陷之一振动成型可取消陈化库，但振动所赋予 坯体地强度比较低，必须添加足够地粘结剂和脱模剂，一般须配备自动装卸载系统及单层干燥室，技术上有待进一步完善.3.2工艺a工艺流程（塑性成型）加水粉煤灰+粘土一 搅拌一 陈化搅拌挤出 一 成型干燥焙烧b. 技术要点加大粉煤灰掺量、提高混合料塑性、改善干燥均匀性地最有效途径就是粘土物料地粉碎和陈化，目前大型烧结砖

9、生产线都配有陈化库，虽陈化库结构、布料、取料方式及增温 保湿水平有待进一步完善，但陈化系统地设计已达到了较高水平，因此，在搅拌均匀地前提下，粘土物料（包括页岩煤矸石）地粉碎增塑是高掺量地关键.采用摆式磨粉机（雷蒙磨） 可使掺灰量达到 50%（重量比），工艺过程也比较简单.在秦皇岛晨砻建材股份有限公司和山西交城义望铁合金有限责任公司烧结砖生产线均已得到成功运用，工艺及装备达到国内最 高水平.考虑到粉煤灰物料地特殊性，一般采用两次码烧工艺.干燥采用人工码坯地小断面隧道干燥室或带有自动装卸载系统地大断面隧道干燥室.混练设备选用搅拌挤出机或圆盘筛式 喂料机.由于轮碾机投资大、混练效果差、电耗高，在设计

10、中谨慎选用.设计中一定要考核关键设备对粉煤灰物料地处理能力，尤其是搅拌和混练设备.圆盘筛式喂料机对中软物料有极 好地均化和碾练作用，在欧洲得到普遍使用，在中国地引进生产线砖机前一般都配置该种设备.3.3 装备a 、陈化设备可逆配仓胶带输送机：采用横向水平、连续布料或分仓布料，最大限度地提高陈化库地容积率.液压多斗挖掘机：采用纵向挖掘、连续卸料至胶带输送机.b. 混练设备轮碾机：利用滚轮地碾压和剪切作用使两种容重差异较大地物料均匀混合，通过底版孔径出料.比较适合于松软物料.是比较笨重而古典地混练设备.搅拌挤出机：相当于砖机地上级，径向挤出、切片，适用于各种物料.是国内技术比较成熟，采用最多、最为

11、实用地地混练设备.圆盘筛式喂料机：在搅拌臂作用下，侧板孔径出料;出料面积大、揉搓效果好、工效高，是比较现代地混练设备.3.4 成型设备采用双级或一体式真空挤砖机成型.对真空度有较高地要求，一般在一0.0850.092MPa，挤出压力在1.22.0 MPa,大多工厂在1.21.5 MPa运行.3.5 切、码、运设备通过切条机、切坯机、编运系统、码坯机、步进机、运转系统将干燥车顶入隧道干燥室. 由于粉煤灰砖湿坯抗变形能力较差，大型砖厂普遍采用大断面单层干燥室或少层小断面 干燥室. 必须相应增加编运系统、码坯机、干燥车地投资.3.6 干燥a. 粉煤灰砖干燥敏感性系数地推算纯粘土物料挤出成型含水率一般

12、在17%19%，干燥临界含水率在11%13%；当逐渐用粉煤灰取代粘土，混合料地成型含水率上升，临界含水率下降.如当粉煤灰掺至重量比30% 时，混合料地成型含水率增至20%21%，临界含水率降至9%10%.实验室纯粘土与混合料地干敏系数计算如下；入 n=(18 12)/12=0.5入 h=(20.5 9.5)/9.5=1.16从计算结果看出当粉煤灰加入 30%后物料由很好干燥变地较难干燥.当然，实际生产操作过程中，物料干燥地难易程度与机械装备、热工设备、砖型、气候、操作水平均有较大 地关系.b. 采取措施细化粘土物料，提高其分散度；适当引入部分瘠性料，如煤矸石、硬质页岩，优化颗粒级配；加强陈化库

13、地布料管理和温度、湿度控制，选用可靠地搅拌设备，最大限度地提高物料地均匀性；优化干燥室地系统与结构，合理选型送风、排风设备； 采用单层干燥或小断面干燥室干燥，在小断面干燥室采用适合于制品干燥地码坯方式.如底层立码、立卧结合或干燥车上设置托架，利用托架将干燥车上部空间一分为二，以减 少下层压力，加强中部通风.c. 干燥室工作通道；小断面：长5565 m、宽1.22.2 m、高0.751.0 m（石家庄兴汇、酒钢）大断面：长5565 m、宽1.74.66 m、高1.72.4 m （哈一砖、山西交城）送风/排潮；分散底送风/集中上排潮控制；送热风机采用变频调节控制送风量；排潮风机采用变 频调节控制排

14、风量（湿度范围在 75%90%）隧道干燥室在制砖工业中得到最广泛地应用、技术上比较成熟.但是在具体生产中往往受原料、含水率、砖型、气候、设备、操作及管理水平影响，干燥缺陷较多、达产率较低 是我国干燥室地宏观表现，粉煤灰砖厂尤为突出.设计中最应该反省地就是问题干燥室地整个热工系统缺乏最基本地物料平衡、能量平衡和工序平衡.有些干燥室送风口无法调节，送热 风机和排潮风机从未调整过，没有严格地工作制度，90%以上地干燥室都未作过热平衡测试.3.7 焙烧粉煤灰砖地干坯强度较低，不宜码地过高，隧道窑可码1.6 m左右；为防止倒窑、缩短烧成周期，入窑含水率不得超过6%.由于混合料中A1203含量随粉煤灰含量

15、增加而提高, 应适当延长焙烧带至1520 m；内燃可加至80 %100 %；保温带也应适当延长，使产品地抗压强度和抗冻融性能满足国标要求.4 规模与投资4.1 不同产量对应投资 不同产量对应投资见表1.表 1 不同产量对应投资表1不同产量对应投资序号规模投资（万元）配置1年产4000万块1200人工码F燥车4 6m隧道窑_座2年产500（）万块130()人工码干燥车2 5m双通道隧道各3年产6000万块1900机械码滌车4 6tn隧道窑两座4年产10000万块4200机械码十燥车6 9m隧道窑两座5年产13（X1）万块4800 -机械码干燥车46“隧道窑四座注；序号45为引进关键设备生产线4.

16、2 工程示例a.石家庄兴汇（7000万块/年）原料：软质页岩 70%、粉煤灰30%；工艺：原料经破碎筛分后，进双轴搅拌加水，再进入圆盘筛式喂料机精细处理后进砖机成型，小断面隧道干燥室干燥（单道双车），4.6 m 宽隧道窑烧成特点：取消了陈化库，没有采用传统地搅拌挤出机或轮碾机；产品质量优异，超产 25%以上（考核产量9000 万块/年）；投资：固定资产投资 1600万元.b. 山西交城（6000 万块/ 年）原料：粉煤灰 50%、页岩 50%；工艺：首先用摆式磨粉机（雷蒙磨）粉磨页岩，然后与粉煤灰进入双轴搅拌机加水搅拌，陈化后依次进入搅拌挤出机强力搅拌、砖机成型（双泥条）、切条、切坯、编组、码

17、 干燥车，大断面隧道干燥室（单道双车），隧道窑烧成；特点：物料精细处理，工艺及装备比较先进，自动化程度高，能耗低（1300 kJ/kg 制品），产品质量好，投资合理.该生产线具备了装饰砖、保温砌块地生产能力；投资：固定资产投资 1900万元.c. 压制只成型一次码烧生产线（7000 万块/年或 10 万 m3/ 年）原料：粉煤灰50%60%、煤矸石或页岩40%50%；工艺：物料粗混，加水后强制搅拌，压制成型，机械码车，隧道窑烧成（设置干燥段）；特点：煤矸石、页岩或粘土不需要细碎处理；取消了陈化库、干燥室，隧道窑可码至18 层，极大地简化了工艺，减少了塑性成型必不可少地环节，提高了装备效率（一条

18、6.9 m 宽隧道窑即可）；投资：固定资产投资1200万元.5 结论a. 粉煤灰烧结砖，尤其是高掺量粉煤灰制砖过程是一个比较复杂地过程，必须根据原料、产品合理选择工艺、选型设备.b. 塑性原料地粉碎、混合料地均化、干燥是高掺量粉煤灰制砖地要点；均化是正常生产地基础和瓶颈；先进地工艺必须有优良地装备来支撑.c. 采用一次码烧工艺生产高掺量粉煤灰砖必须要有严格地限制条件和保障措施.版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design.

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