烧结砖瓦原料无论是从矿山采集的粘土或页岩,还是采用工业废弃物如煤矸石、粉煤灰等,都不能直接成型各种坯体,必须经过制备,使其成为适宜成型的泥料。也就是说,必须将其中的杂质剔除或将它们粉碎至不能危害产品质量的粒度以下;必须将原料破碎及粉碎至得到高强制品所要求的粒度;必须通过陈化甚至蒸汽处理使原料自身的矿物组分充分分散和疏解,以便保证原料潜在的可塑性和结合能力在工艺过程中完全发挥出来。为了调整原料的基本性能,常需加入各种天然的和化学添加料,这些添加料也需要破碎和分级。要将所有组分包括基本原料和添加料用水充分润透并搅拌混合均匀,制成混合料以备成型使用。所有这一切,构成了砖瓦工艺中极为重要的制备过程。制备工艺的好坏直接影响到产品的成型性能和干燥、焙烧质量。
剔除杂质通常原料中附属的、起有害作用的、非塑性的组分称之为杂质,如石灰石颗粒、较大的块状石英硅石以及块状硫铁矿等。
砖瓦原料中的工业废渣常含有钢铁材料的夹杂物,以及在生产和运输过程中也易混入含铁物质,这些含铁杂物在生产工艺过程中容易损坏设备,甚至造成事故。因此,物料在入破碎机之前,应剔除物料中的含铁夹杂物。
除石对辊机除石对辊机是主要的剔除杂质的设备,净化机和带过滤网的搅拌机也兼有这一功能。
电磁除铁器砖瓦生产中通常采用电磁除铁器剔除含铁物质。
将电磁除铁器悬挂在胶带输送机物料层的上方,所吸出的含铁夹杂物需人工定期清理。
配料和给料若用两种或两种以上原料生产砖瓦时,为了保证混合料的性能稳定,需要定量配料。
根据配料时衡量物料方法的不同,可分为按容积加料和按质量加料。按容积配料容易实现,配料给料同时进行,但是误差大,不易确定给料量的绝对数值,常用设备有箱式给料机、板式给料机、电磁振动给料机、圆盘给料机、胶带给料机、螺旋给料机、叶轮给料机和槽式给料机等。按质量加料设备较复杂,但准确度高,为了能动地控制生产,按质量配料,特别是内燃料的质量配料尤为必要,在砖瓦工业中所用设备有电子皮带秤和称重螺旋给料机。
容积配料给料设备现将常用的容积配料给料设备的一般技术特性列于表中。
技术交流表容积配料给料设备的一般技术特性箱式给料机箱式给料机具有箱体容积大、构造简单、调节给料量方便、能输送含水率较高的原料等特点,它被广泛运用于对粘土、软质页岩和湿排粉煤灰等原料的给料和配料。
板式给料机板式给料机分轻型、中型、重型三种,砖瓦工业生产常采用轻型和中型两种。适用于煤矸石、中硬或硬质页岩的给料。
板式给料机的给料能力均较大,如原料块度大,则难以降低产量因原料块度大,若欲缩小栏板间距或降低闸板高度,容易卡料,所以在要求给料量低时,该设备实际上往往被迫间歇给料。
若原料粉料多,则由于板式给料机链板连接处易卡料而造成底部漏料现象严重,如果在原料进板式给料机前,先经栅筛,将小块料筛下,直接送往粉碎工段,则即可减轻破碎机的负担,又可减少给料机的漏料。
圆盘给料机圆盘给料机适用于粒度不大于的物料。该设备构造简单、调整方便,给料量的大小,可由移动刮板的位置、调节圆盘的转速和升降下料管万套筒的高度三种方法来调节。但给料量有左右的误差,对潮湿而粘性大的物料在下料管口容易堵塞故不宜使用。
胶带给料机胶带给料机一般输送粒度较小或粉状的物料,在砖瓦生产中常用于内燃料的配料。使用时可装置于小的料仓、料斗下面,但不能承受较大的料柱的压力。
电磁振动给料机电磁振动给料机是一种连续的定量给料设备,该设备可以将块状及粉状物料从储料仓或料斗中定量或均匀、连续地喂到受料斗或机械设备中去。
该设备结构简单、维护方便、给料均匀、容易调节,给料粒度范围大,占地面积及高差要求小,在料仓出料有松散物料的作用。但是该设备第一次安装调整较困难,在输送粘性物料时,容易堵塞进口和粘底板,因此,带有较大粘性的湿粉状的物料不宜选用。
叶轮给料机叶轮给料机可用作干粉状物料的给料设备。依据叶轮的叶片构造可分为弹性叶轮给料机和刚性叶轮给料机。前者是用硬橡胶或弹簧钢片制作叶片,密封性较好,适于配料和给料用;后者为刚性叶片,适于料仓卸料用。该设备的主要缺点是物料中若有块状料混入,则易产生卡料现象。
质量配料给料设备电子皮带秤使用最广泛的皮带秤。由承重装置、称重传感器、速度传感器和称重显示器组成。称重时,承重装置将皮带上物料的重力传递到称重传感器上,称重传感器即输出正比于物料重力的电压信号,经放大器放大后送模数转换器变成数字量A,送到运算器。物料速度输入速度传感器后,速度传感器即输出脉冲数也送到运算器。运算器对进行运算后,即得到这一测量周期的物料量。对每一测量周期进行累计,即可得到皮带上连续通过的物料总量。
电子皮带秤承重装置的秤架结构主要有双杠杆多托辊式、单托辊式、悬臂式和悬浮式种。双杠杆多托辊式和悬浮式秤架的电子皮带秤计量段较长,一般为组托辊,计量准确度高,适用于流量较大、计量准确度要求高的地方。单托辊式和悬臂式秤架的电子皮带秤的皮带速度可由制造厂确定,适用于流量较小的地方或控制流量配料用的地方。单托辊电子皮带秤主要技术参数见表表单托辊电子皮带秤主要技术参数设备名称对物料的要求入料粒度生产能力电机功率箱式给料机适用于粘土、软质页岩、湿排粉煤灰,且含水率板式给料机适用于煤矸石、中硬质页岩圆盘给料机粘性大的物料不宜使用胶带给料机适用于粒度较小或粉状的物料电磁振动给料机粘性大湿粉状物料不宜使用,且含水率叶轮给料机不适用于块状物料单托辊皮带秤精度系统精度称量范围皮带宽度皮带速度远传传输皮带输送机倾角环境温度电源电压机械仪表技术交流称重螺旋给料机型称重式螺旋给料机是对各种粉状、散料状物料进行连续输送、动态计量、控制给料的生产计量设备。广泛适用于水泥、化工、冶金、陶瓷、粮食、运输等行业。作为计量、配料的整机自动化装置,可为现场管理、操作提供准确的计量数据和控制手段。
功能特点:重力称重与螺旋输送方式结合,实现动态连续计量;结构紧凑,运行稳定可靠;自动计量标定系数,自动测量系统零点;手动置入各种参数,运行操作可手动自动切换;具有仪表自诊断和计算机联网功能。称重螺旋给料机主要技术参数见表表称重螺旋给料机主要技术参数破碎和粉碎用机械的方法使固体物质由大块碎裂为小块或细粉的操作过程被称为破碎或粉碎。凡将大块物料分裂成小块,一般称为破碎;将小块物料粉碎成细粉,一般称为粉碎。根据破碎粉碎处理后物料块度的不同,通常可将破碎作业大致分为五级,即:粗碎:处理后物料粒度中碎:处理后物料粒度细碎:处理后物料粒度粗磨:处理后物料粒度细磨:处理后物料粒度生产砖瓦产品所用原料过程中,按其处理后物料粒度的要求,可将破碎作业大致分为极,即:粗碎:处理后物料粒度为的占以上;中碎:处理后物料粒度为的占以上;粉碎:处理后物料粒度的占以上。
原料的矿物组成、粒度组成和团粒的硬度是最重要的性能参数。通常认为,每种原料都有它的最佳粒度分布,若破碎和粉碎不够充分的话,其原料的塑性性能则不能很好地发挥出来。
实践证明,通过粉碎不仅能影响颗粒分布,而且也能影响颗粒形状,还能改变颗粒表面的反应能力。
含石灰石杂质的物料必须经过充分破碎和粉碎,以便保证在焙烧中使石灰石颗粒硅酸盐化来避免焙烧后的爆裂现象。
因此,如何充分挖掘和提高原料性能,合理选择和布置破碎机和粉碎机是很重要的。同时,为了充分发挥破碎设备的生产能力和减轻负荷,有必要使用筛分等分级设备。现将常用破碎粉碎机械的主要破碎方法、破碎比及适宜破碎的物料特性等列于表静态计量误差动态累计误差控制准确度使用环境仪表电源拖动电源温度湿度优于单相三相颚式破碎机颚式破碎机粗碎设备,它是靠可动颚板周期地压向颚板,将夹于其中的物料压碎,适用于块度较大的硬质页岩和煤矸石。颚式破碎机颚板摆动形式可分为简单摆动、复杂摆动和组合摆动等三种。
颚式破碎机的构造简单,检查和更换零件容易,管理与修理也较方便。如能正确保养与操作,能运转较长时间。其缺点是摆动性大,产生很大的惯性力,使表破碎、粉碎机械的一般技术特性破碎比破碎前和破碎后物料最大直径之比。
破碎机械类型破碎方法用于破碎阶段破碎比适宜破碎的物料不适宜破碎的物料对物料含水率要求颚式破碎机挤压粗、中碎中硬、硬料软、粘性料对辊破碎机挤压、磨削中、细碎中硬、软粘性料大而光滑的料齿辊破碎机剪切、磨削、冲击粗、中单齿碎脆性料、粘性料坚硬料锤式破碎机冲击中、细碎单锤脆性料坚硬料双锤反击式破碎机冲击中、细碎脆性料坚硬料笼式粉碎机冲击细碎软、脆性料坚硬性球、管磨机磨削、冲击粗、细磨磨性料软料高速粉煤机冲击粉碎脆性料粘性料风选锤式粉碎机冲击粉碎脆性料粘性料雷蒙磨碾压、磨削粉碎中硬、脆性料粘性料立式磨碾压、磨削粉碎中硬、脆性料、粘性料技术交流零件承受很大的负荷,因此对机械的基础要求较高,而且必须考虑对厂房结构的影响;进料口的除尘措施较难处理。
颚式破碎机在砖瓦生产中适宜破碎煤矸石或硬质页岩等原料。软质页岩及含水率较高的中硬页岩易粘颚板,不宜采用该设备破碎。
辊式破碎机物料从两个相对旋转的圆辊夹缝中通过,主要受连续的挤压作用,但也带有磨削作用。齿形辊面的还有劈裂作用。
辊式破碎机按辊面结构分平辊与齿辊两种。辊式破碎优点是机构造简单和紧凑,可以处理含水率较高的粘性物料。其缺点是平辊破碎机易出现片状料,辊式破碎机的破碎比和产量较小;齿辊机的齿易磨损和折断,平辊磨损后间隙变大,破碎效率降低。因此,辊式破碎机不适用于破碎坚硬料。
反击式破碎机反击式破碎机是利用冲击作用进行破碎的高效能破碎机。在刚性牢固的机壳内安装个圆柱状的转子,转子上固定有打击板板锤,用以打击给入的物料块,使之飞向转子上方的反击板发生来回碰撞。
反击式破碎机按旋转子的个数可分为单转子单辊、双转子双辊和三转子三辊的。
反击式破碎机的优点是破碎比较大可达甚至更高、产量高、电耗小、质量轻、体积小、构造简单、制造方便;其主要缺点是打击板和反击板容易磨损,维修工作量较大,由于出料没有篦条控制,破碎后物料含有大块料。
反击式破碎机在砖瓦生产中适宜破碎煤矸石、中硬质页岩等原料。该设备破碎比大,出料粒度小于的约占20%,经筛出后无需再进行粉碎处理。
锤式破碎机锤式破碎机是利用冲击作用进行破碎的。在机壳内安装有横放的圆柱状转子,转子上铰接或固定着锤头,用以打碎给入的物料,并使其飞向机壳发生碰撞。
按其转子数目可分为单转子和双转子;按转子回转方向可分为定向式和可逆式;按转子上的锤盘数可分为单排式和多排式。
锤式破碎机破碎比也较大,出料粒度以篦条间隙控制,一般篦条间隙为3 mm~5 mm,可以进行细碎作业;它的生产效率也较高,功率消耗较少。其缺点是工作部件容易磨损,维修工作量大;入料水分要求严格,一般在以下,否则篦条容易堵塞,产量下降,甚至会因过载造成停车事故。
锤式破碎机在砖瓦生产中适宜破碎煤矸石,也可破碎煤或炉渣等。出料粒度和产量与篦条间隙和入料水分关系很大,为了保证锤式破碎机的产量和减少其粘堵现象,采用篦条间隙较大,破碎后再过筛处理较大颗粒。
笼式粉碎机笼式粉碎机也是一种利用冲击作用进行破碎的破碎机。这种破碎机除有破碎作用外,还带有混合搅拌的作用。笼式破碎机有单转笼和双转笼的两种形式,通常采用的多为双转笼式。转笼是由钢棒按同心圆焊在多层圆盘上组成。双转笼破碎时,两个转笼各自作相反方向的转动。
笼式破碎机的最大优点是破碎后物料的粒度大都很细,故称为粉碎机。其主要缺点是转笼钢棒磨损很快,必须经常更换,否则断裂一根,易冲击其他钢棒也将断裂而损伤机械。由于钢棒更换频繁,维修量很大。
笼式粉碎机在砖瓦生产中适宜破碎页岩、煤矸石等原料。因无法控制出料粒度,必须经过筛处理。
风选锤式破碎机风选锤式破碎机也是一种利用冲击作用进行破碎的破碎机。这种破碎机除有破碎作用外,还兼有运输和提升的作用。
风选锤式破碎机实际上是高速的锤式破碎机和轴流风机、离心风机、旋风分离器的组合体。因此,该设备可将一定块度的物料粉碎、风选、运输和提升等工序合并在一台设备里来完成。由于该设备处于负压下工作,物料在全部密封的管路中输送,故设备扬尘现象很少。
风选锤式破碎机在砖瓦生产中适宜破碎煤矸石、页岩等原料。该设备经常需要维修,必须考虑适当的备用台数。
雷蒙磨该磨机结构主要由主机、分析器、风机、成品旋风分离器、微粉旋风分离器及风管组成。其中,主机由机架、进风蜗壳、铲刀、磨辊、磨环、罩壳组成。
雷蒙磨工作时,将需要粉碎的物料从机罩壳侧面的进料斗加入雷蒙磨粉机内,依靠悬挂在主机梅花架上的磨辊装置,绕着垂直轴线公转,同时雷蒙磨本身自转,由于旋转时离心力的作用,磨辊向外摆动,紧压于磨环,使铲刀铲起物料送到磨辊与磨环之间,因磨辊的滚动碾压而达到粉碎物料的目的。
技术交流雷蒙磨粉机的风选过程:物料研磨后,风机将风吹入主机壳内,吹起粉末,经置于研磨室上方的分析器进行分选,细度过粗的物料又落入研磨室重磨,细度合乎规格的随风流进入旋风收集器,收集后经出粉口排出,即为成品。风流由大旋风收集器上端的回风管回入风机,风路是循环的,并且在负压状态下流动,循环风路的风量增加部分经风机与主机中间的废气管道排出,进入小旋风收集器,进行净化处理。
该设备比球磨机效率高、电耗低、占地面积小,一次性投资小。磨辊在离心力的作用下紧紧地碾压在磨环上,因此当磨辊、磨环磨损到一定厚度时不影响成品的产量与细度,磨辊、磨环更换周期长。该机的风选气流是在风机磨壳旋风分离器风机内循环流动作业的,所以粉尘较少。
雷蒙磨在砖瓦生产中适宜破碎页岩、煤矸石等原料。
立式磨立式磨由分离器、磨棍、磨盘、加压装置、立式减速机、电动机、壳体等部分组成。电动机通过立式减速机带动带动磨盘转动,物料从进料口落在磨盘中央,同时热风从进风口进入磨盘内,在离心力的作用下,物料向磨盘边缘移动,经过磨盘上的环形槽时受到磨辊的碾压而粉碎,粉碎后的物料在磨盘边缘被风环处高速气流带动起,在上风环的导向作用下,较大颗粒直接落到磨盘上重新粉磨,气流中的物料经过分离器时,在旋转转子的作用下,粗粉落到磨盘重新粉磨,合格细粉随气流一起出磨,收入到收尘装置中。含有水分的物料在悬浮状态下与热气体充分接触,瞬间被烘干,不会产生糊磨现象。
立式磨粉磨效率高、单机产量高、烘干能力大,在粉磨水分较大的物料时可控制进风温度,使物料瞬间烘干,利于物料的粉磨,在立式磨内可烘干入磨水分高达的物料。立式磨本身带有提升设备、选粉机,出磨含尘气体可直接由高浓度袋式收尘器收集,故工艺简单、布局紧凑、扬尘少。
立式磨在砖瓦生产中适宜破碎页岩原料。
筛分砖瓦原料通常是以不同粒度混合在一起的,为提高破碎机的效能,在破碎机械的前后常设置筛分机械,以便物料按不同粒级分级。在砖瓦生产中一般作为中、细料的分级,有些粉碎设备如锤式破碎机、笼式粉碎机等出料中含有一定量的大颗粒,需将这些大颗粒筛出后进行二次粉碎,常用的筛分设备有振动筛、滚筒筛和固定筛等。
振动筛主要由筛箱、激振器、支承装置及电动机等组成。
电动机经三角皮带,带动激振器主轴回转,由于激振器上不平衡重物的离心惯性力作用,使筛箱获振动。
改变激振器偏心重,可获得不同振幅。振动筛工作时,两电机同步反向旋转使激振器产生反向激振力,迫使筛体带动筛网做纵向运动,使其上的物料受激振力而周期性向前抛出一个射程,从而完成物料筛分作业。
由于采用块偏心作为激振力,激振力强,减少了物料堵塞筛孔的现象,使筛子具有较高的筛分效率和生产率。筛子横梁与筛箱采用高强度螺栓,结构简单,维修和拆换筛面方便。采用轮胎联轴器,柔性连接,运转平稳、噪音小。采用小振幅、高频率、大倾角结构,使该机筛分效率高、处理量大、寿命长。
湿物料、粘性大的物料易成团或堵塞筛孔;密度小的物料不易过筛。
滚筒筛滚筒筛又称回转筛,具有网状的筒形筛面,其由滚筒、支架和传动装置组成。滚筒筛由轴承支架传动或托轮支承传动。
滚筒筛有圆筒形、圆锥形、六角柱形和八角柱形,筛面与水平呈的倾角安装,筛分时物料从筛筒上部入口加入,细料穿过筛孔而出,粗料则沿滚筒倾斜面移动,在出口端排出。
这种筛子多用于筛分较大颗粒的物料,转速低、工作平稳、无振动及噪音。
固定筛固定筛有两种,即条筛与格筛。条筛多用于粗碎和中碎前作预先筛分用,一般倾斜安装。条筛也可安装在破碎机出料口下方。
砖瓦生产中常用的破碎设备前后可选用的筛分设备见表表筛分设备选型筛分设备粗碎颚式破碎机碎前碎后辊式破碎机碎前碎后中碎反击式破碎机碎前碎后锤式破碎机碎前碎后粉碎笼式破碎机碎前碎后固定筛滚筒筛振动筛技术交流混合搅拌和陈化处理混合和搅拌的作用是使不同原料之间、原料与水分之间混合均匀,以改善物料的成型性能。有的生产工艺在混合搅拌后再增加一道碾练工序,碾练的目的除了加强拌和的作用外还能碾碎小块或结块的物料,控制物料的粒度。
陈化的主要作用是使混合物料充分水化并进行离子交换,使一些硅酸盐矿物与水接触水解成为胶结物质,从而提高原料的塑性。它可以发生一些氧化还原反应,导致微生物繁殖,使原料松软均匀,进而达到增加塑性、提高流动性和粘接性,使成型坯体表面光滑平整。
混合和搅拌设备单、双轴搅拌机单、双轴搅拌机均由半圆形斜槽、紧固联结于主轴的螺旋桨叶和动力传送装置等组成。单轴搅拌机系仅有一根主轴,双轴搅拌机有两根平行设置的主轴。
螺旋桨叶可以是连续的或是不连续的单个叶片。不连续的螺旋叶片,亦称刀片,其角度可调。物料在搅拌机内搅拌均匀程度和停留的时间主要取决于叶片与轴线的角度和轴的转速。物料在搅拌机一端的上方进料,另一端机槽下开口卸料。在进料端稍后处安设水管加水。
单、双轴搅拌机在砖瓦生产中多用在破碎后并配比好的混合原料加水搅拌,使物料混合均匀。
湿式轮碾机湿式轮碾机是利用辊轮的重力,在压碎和碾碎物料的同时起到拌和的作用,其结构为辊轮和碾盘。湿式轮碾机在工作时,物料由碾盘中部送入,在刮板的推力或其自身的离心力作用下进入辊轮下方碾压。承受多次碾压后,合乎粒度要求的颗粒从碾盘周边的筛孔漏下,粗大颗粒则返回辊轮下重受碾压。
湿式轮碾机在改善和提高砖瓦原料的成型性能方面比对辊机和搅拌机要好,因它兼有破碎和拌和两项功能,因此在对原料加工质量要求较高时,尤其是遇到质量较差原料,常采用湿式轮碾机。该设备的缺点是设备比较笨重,动力大、投资高。
圆盘筛圆盘筛中心轴的上部装有铸钢的单悬臂搅拌臂,依靠它对泥料进行强烈混合搅拌。中心轴的下部装有双悬臂搅拌臂,搅拌臂的外端装有刮刀,刮刀的刀片用特种耐磨钢制成并经表面处理。搅拌挤压泥料,通过筛板将泥料挤出。细泥条从筛孔刮出后,落到集料盘上。集料盘由单独的齿轮减速器带动。集料盘和机内的搅拌中心轴旋转方向相反,从而保证物料能均匀地输送至下一台设备中。
泥料在圆盘筛中受到强力搅拌混合,其杂质可由存石槽内清理出来。尤其因为泥料是从筛孔中被刮碾出来的,受到剪切作用,获得的泥料极细致均匀。圆盘筛还可通入蒸汽对泥料进行热制备。在工艺流程中,圆盘筛通常放在细碎对辊机或搅拌机之后挤出成型机之前,是一种典型的均化设备。
净化机净化机通常由泥缸和螺旋绞龙组成,泥料在螺旋造成的压力下,沿泥缸上径向的孔洞挤出。混在原料中的杂质在螺旋作用下集中于机头部分,定期或随时被排出。所以,净化机具有均化、疏解泥料和去除杂质两项功能。
搅拌挤出机搅拌挤出机机身结构与搅拌机基本类似,只是设备前端设有切割分片装置。原料进入到搅拌挤出机中先进行搅拌混合,再不仅具有将原料进行充分搅拌混合,可使多种原料混合、均化、搅练,提高原料的可塑性,是烧结砖瓦生产过程原料处理的必须设备。
陈化库陈化库用于原料的陈化和储存,它不仅使原料得到了疏解和均化,同时还具有调节生产工艺流程的功能。通常原料经破碎、配比、混合以及加水搅拌后,送到陈化库实行原料的困存和均化。陈化时间要求以上,陈化温度不低于10℃,冬季生产应采暖。
结束语原料制备工艺直接关系到原料的成型性能和产品的干燥、焙烧质量,原料制备是烧结砖瓦生产工艺的重要环节之一。
原料制备工艺包括设备选型和工艺流程。设备选型时首先要了解设备的技术特性及对原料的适宜性,其次要考虑到产品品种、生产规模及自然条件等因素,优化设备组合,力求原料制备过程经济、高效和实用。工艺流程的确定同样受诸多因素的影响,没有一个固定的流程模式,要根据实际情况确定先进可靠且行之有效的原料处理工艺流程。只有做好原料制备,才能降低投资,减少物耗能耗,提高产品质量,增强企业的竞争力。
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