CN104924446B - 一种蒸压粉煤灰非标准砖的成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蒸压粉煤灰非标准砖的成型方法，属于冶金固体废弃物资源综合利用技术领域。本发明优化了原料配比，且对原料的预处理提出了新的要求，通过设计200系列非标准砖专用模具，最终得到了蒸压粉煤灰非标准砖，本发明成型方法包括（1）准备原料；（2）配料；（3）成型；（4）蒸养；四个步骤；本发明增加了粉煤灰蒸压砖产品规格，满足市场需求，随着200系粉煤灰砖的推广，不但丰富了产品种类、提高了粉煤灰砖产品市场占有率，而且也提升了公司的综合竞争力及盈利能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种蒸压粉煤灰非标准砖的成型方法，属于冶金固体废弃物资源综合利用技术领域。
背景技术
蒸压粉煤灰砖是一种新型节能环保建筑材料，常用标准规格为240×115×53mm，随着粉煤灰砖的推广，一方面是建筑行业的不断发展，用户对于粉煤灰砖产品种类的需求越来越多，另一方面是粉煤灰砖行业微薄的利润，导致企业发展困难，产品种类结构单一，供求矛盾日益突出。
粉煤灰蒸压砖所使用的原材料主要包括粉煤灰、胶结料、骨料，因地域不同，粉煤灰品质、胶结料及骨料种类不同，往往各生产厂家会因地制宜选择价格相对较低的胶结料（如生石灰、水泥、电石渣等），或者物美价廉的骨料（碎石、砂子、炉渣、米石、煤矸石等），但往往原料成本居高不下，较粘土砖市场竞争力差。
粉煤灰蒸压标准砖的生产工艺流程主要包括原材料制备、配料、成型、蒸养4个工序。由于原材料供应量及质量的波动会对工艺过程产生不同程度的影响，此时应根据实际情况调整各种配料工艺参数，如混合料ACaO含量、废砖掺量、粗渣比例、碎石比例、不同品质粉煤灰搭配比例，混合料含水率、物料消化时间等，此外还需调整砖机成型参数，如砖机料门开启时间、布料车移动速度、摆动布料速度及次数、布料深度、压机速度、压机压力、码垛速度、夹砖气压等。往往过程调整周期较长，成型参数调整起来较为繁琐，且效果较差，对正常生产影响较大。
发明内容
本发明旨在提供一种蒸压粉煤灰非标准砖的成型方法，提供一种新型非标准砖产品，满足市场需求。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供的一种蒸压粉煤灰非标准砖的成型方法，具体包括以下步骤：
（1）准备原料
原料配比为：胶结料10%~15%，骨料35%~42%，粉煤灰45%~50%；
其中胶结料包含球磨生石灰、除尘灰（除尘设备收集的生石灰）、碎废砖，骨料由碎石和炉渣组成；
对所述原料的各项指标要求为：
生石灰（胶结料中主要成分）：ACaO(有效氧化钙)含量大于50%，消解速度小于15min，消解温度大于45℃；
所述生石灰经颚式破碎机破碎后粒径小于20mm，经提升机送至料仓待用；同样，废砖经颚式破碎机破碎后送至另一料仓待用，碎废砖与生石灰按1：3~1：6的比例送入球磨机，磨后生石灰与废砖混合物即胶结料，要求4900孔/cm2筛余量小于15%，消解速度小于30min；
粗骨料：杂质含量小于5%，含水率小于3%；
所述粗骨料即碎石，经锤式破碎机破碎后，要求粒径小于5mm；轻集料粗渣入仓前需经振动筛去除粒径大于5mm的杂质。
粗渣：含水率小于30%，烧失量小于25%；
（2）配料
各原料经计量秤计量后按“先干后湿”的原则下料，所有干料下至搅拌机干混1.5min后，加入适量水（根据原料含水情况，加水量为500~700kg），搅拌2min后由斗提机输送至消化仓充分消解，充分混合后的物料ACaO含量为7%~8%，混合料入仓水分为13%±1%，依环境温度不同消解时间为60min~150min，消解后出仓物料水分为12±1%，出仓物料经过轮碾碾压30s，再经过上料皮带送至砖机料斗。
（3）成型
设备调整：与生产粉煤灰标准砖（尺寸为240×115×53mm）不同，200系列粉煤灰非标砖尺寸包括200×90×53mm，200×115×53mm等，其中200×90×53mm为常用尺寸。设计了新的成型模具，因粉煤灰砖长度不同，需对液压砖机大小夹板进行调整，即在砖机大夹板上安装200系非标砖专用大夹板，同时需在机器人夹指上对应安装厚度为40mm的铝制定距块。
成型是将混合料经液压砖机压制成所需规格的砖坯，需按要求控制以下参数：布料深度为140mm、预压位置为98mm、、由标砖码垛11层增至14层。
根据物料情况，调整布料次数为3~4次，摆动速度小于75%；调整成型压力为130~140巴，预压为130~140巴，最高压力小于180巴。（4）蒸养
成型完毕的砖坯（共25小车）经釜前摆渡车送入蒸压釜进行蒸养，蒸养时的工作压力要求为1.2MPa，按10～12小时的蒸压养护时间进行工作循环，经2.5h升压、6~8h恒压、2.5h降压后，蒸养结束，成品即可出釜。
上述成型方法中，所述原料配比优选为：胶结料12%，骨料39%，粉煤灰49%。
上述成型方法中，所述步骤（3）成型中，200系列粉煤灰非标砖尺寸包括200×90×53mm，200×115×53mm，其中200×90×53mm为常用尺寸。
因粉煤灰砖尺寸不同，本发明提供了一种新的蒸压粉煤灰非标准砖的成型模具，其模腔尺寸为：长×宽=200mm×53mm，模具冲头与模腔内衬板、侧板间隙均为1mm。模具由油缸驱动，油缸动作由程序控制，整个制备过程是周期性自动化控制。
非标准砖模具与标准砖模具结构一致，主要包含模框及压头两部分，区别在于模框及压头长度方向的尺寸，两类模具模框宽度及深度方向尺寸相同、压头宽度及高度方向尺寸也一致，如200系非标准砖，其模框尺寸为200×53mm，压头嵌于模框内，装配间隙为1mm；标准砖模框尺寸为240×53mm，对应尺寸的压头装配间隙也为1mm左右。
本发明制备的非标准砖，需对液压砖机大小夹板进行调整，即在砖机大夹板上安装200系非标砖专用大夹板（如图3），同时需在每个夹指上对应安装厚度为40mm的铝制定距块（如图4）。
本发明的有益效果：
（1）200系粉煤灰非标砖较标准砖用料少，因此布料周期短、成型效率高，在销售单价与标准砖相同的情况下，大大降低了粉煤灰砖的原料成本；
（2）增加粉煤灰蒸压砖产品规格，满足市场需求，随着200系粉煤灰砖的推广，不但丰富了产品种类、提高了粉煤灰砖产品市场占有率，而且也提升了公司的综合竞争力及盈利能力。
（3）提高液压砖机运行效率；提高了粉煤灰蒸压砖产量、质量，降低单位成本：其中单班最高产量由186车（折合27.5万块）提高至200车（折合29.6万），产能提升7.5%，成品合格率由96.23%提高到97.56%，单块砖成本由0.2285元降低至0.1832元。
附图说明
图1为非标准砖模具面板示意图。
图2为图1中模腔局部放大图。
图3为200系非标砖用大夹板示意图。
图4为机械手夹指小夹板示意图。
图5为非标准砖的制备流程方框图。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
实施例1：
本发明图1~图4示出了新的非标准砖模具及大、小夹板的结构。
本发明提供的一种蒸压粉煤灰非标准砖的成型方法，采用上述成形模具，其制备流程如图5所示。
具体包括以下步骤：
1、 原料准备
粉煤灰：发电厂粉煤灰由除尘收集后，经管道气力输送至粉煤灰仓。
炉渣：俗称粗渣，入厂粗渣需经振动筛筛分，筛分后粗渣经皮带、提升机输送至料仓待用。
碎石：工艺要求碎石中5mm以下颗粒占比80%以上，因此入厂碎石需经电磁给料机、高细破碎机处理后送至料仓待用。
生石灰：大块生石灰经颚式破碎机破碎至粒径20~40mm进入料仓待用，废砖同样由颚破机破碎后进入另一料仓，破碎后生石灰及废砖经皮带计量秤按5：1的比例进入球磨机球磨，球磨后的混合料（俗称胶结料）经提升机送至料仓待用。
除尘灰：生石灰生产企业除尘设备所收集的粉末生石灰即称除尘灰，由于其ACaO含量高，活性高、细度小，因此无需处理可直接入仓待用。
2、 配料
选用的原料配比为胶结料10%（含1.7%废砖）、除尘灰2%、粗渣24%、碎石15%、粉煤灰49%，设定单次配料总量为5800kg（搅拌机最大容量），各原料自动计量，胶结料由料仓经螺旋输送机进入计量秤，计量数值为490kg，胶结料计量完毕后，除尘灰由料仓经螺旋输送机进入计量秤（与胶结料为同一计量秤），计量数值为116kg；粗渣与碎石依三段计量原则分别进入骨料计量秤，计量值分别为1392kg和870kg；粉煤灰由螺旋输送机送至粉煤灰秤，计量数值为2842kg，与此同时计量550kg水至水秤中。所有物料计量完毕后，依先干料再湿料的原则，待干料完全进入搅拌机干混90s后加入水，充分搅拌120s后，卸料门开启，物料经提升机送至消化仓消解，消解时间为100min，所用配比需确保出仓物料ACaO含量为7%~8%，水分为11%~13%。出仓后物料需经轮碾机碾压，若物料偏干，可二次加水，碾压时间为30s左右，充分碾压后物料进入砖机料斗待用。
3、 成型
液压砖机原始配套设备及默认参数设置均为标准砖参数，但与生产标准砖（240×115×53）不同，200系列粉煤灰非标准砖因其长度尺寸为200mm，故需对砖机相关部位进行调整，主要包括大小夹板及程序内成型参数。
大夹板：更换使用200系非标砖专用夹板，以此缩短长度方向夹持距离40mm，其结构如图3所示，调整夹板气压为4kg左右。
小夹板：更换小夹板，其结构如图4所示，其目的同样是缩短长度方向夹持距离40mm，调整夹板气压为4kg左右。
编制程序：根据非标砖尺寸，如200×90×53mm，需在人机操作界面编制此砖型成型程序，包括设置布料深度为140mm、预压位置为98mm、码垛层数为14层等，编制完毕后输入程序名称并保存以方便随时调用。
调整常用参数：根据物料及成型情况，调整布料圈数为4圈、摆动速度为60%、成型压力为140巴、预压压力为140巴、预压速度为140mm/s、成型速度为14mm/s、挤压完成延迟时间为0.1s、卸料门开启时间为0.01s等。
当设备调整适当后，即可开机生产，成型周期为16s左右，成型砖坯达到5车后即可通过摆渡车送入蒸养釜内。
4、 蒸养
成型完毕的砖坯（共25车）经釜前摆渡车送入蒸压釜进行蒸养，蒸养时的工作压力要求为1.2MPa，按10～12小时的蒸压养护时间进行工作循环，主要包括以下4个步骤。
导气：将准备降压的蒸压釜中的蒸汽导入即将开始运行的蒸压釜中，时间一般为0.5h，当导出蒸汽的釜与导入蒸汽的釜中压力差异不大时，方可结束导气。
升压：缓慢开启升压分汽缸升压阀门，5分钟后加大阀门开度，若无异常方可正常供汽。升压时间应为2h。釜内压力应达到≥1.15MPa后，升压结束。升压过程中，二次压力应＞0.7MPa，二次温度应保持170～195℃。
恒压：恒压时间应为6～8h，釜内压力应始终保持1.1～1.2MPa，温度应保持174℃～195℃。当釜内压力降低0.05MPa时，必须补汽保压；如釜内压力＞1.2MPa时，应适当排汽泄压，直至恒压结束。
降压：缓慢开启排汽分气缸主管阀门，0～1h时，压力应降至0.4MPa；1～2h时，压力应降至0.1MPa；当压力降至0.1MPa后，打开旁路排汽管进行排汽；当压力降至0.03MPa后，打开釜门安全手柄进行排汽；无压状态保持0.5h后，方可打开釜门。
蒸养完成后由釜后摆渡牵引车将成品从釜内拉出。
实施例2：
原料准备与实施例1相同，工艺配比方案为除尘灰8%、粗渣30%、碎石22%、粉煤灰40%，此时粗渣比例升高，因粗渣吸水能力强，密度小，而计量秤、搅拌机容量有限，因此需降低单次配料总量为4500吨。各原料计量数值为：除尘灰360kg、粗渣1350kg、碎石990kg、粉煤灰1800kg，降低加水量至400kg左右，再经同例1的方法搅拌、消化、轮碾、成型、蒸压养护。
Claims (6)
1.一种蒸压粉煤灰非标准砖的成型方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）准备原料
原料配比为：胶结料10%~15%，骨料35%~42%，粉煤灰45%~50%；
其中胶结料包含球磨生石灰、除尘灰、碎废砖，骨料由碎石和炉渣组成；
对所述原料的各项指标要求为：
生石灰：有效氧化钙含量大于50%，消解速度小于15min，消解温度大于45℃；
骨料：杂质含量小于5%，含水率小于3%；
炉渣：含水率小于30%，烧失量小于25%；
（2）配料
各原料经计量秤计量后按“先干后湿”的原则下料，所有干料下至搅拌机干混1.5min后，加入水，搅拌2min后由斗提机输送至消化仓充分消解，充分混合后的物料有效氧化钙含量为7%~8%，混合料入仓水分为13%±1%，依环境温度不同消解时间为60min~150min，消解后出仓物料水分为12±1%，出仓物料经过轮碾碾压30s，再经过上料皮带送至砖机料斗；
（3）成型
设备调整：在砖机大夹板上安装200系非标砖专用大夹板，同时需在机器人夹指上对应安装厚度为40mm的铝制定距块；
成型是将混合料经液压砖机压制成所需规格的砖坯，需按要求控制以下参数：布料深度为140mm、预压位置为98mm、、由标砖码垛11层增至14层；
根据物料情况，调整布料次数为3~4次，摆动速度小于75%；调整成型压力为130~140巴，预压为130~140巴，最高压力小于180巴；（4）蒸养
成型完毕的砖坯经釜前摆渡车送入蒸压釜进行蒸养，蒸养时的工作压力要求为1.2MPa，按10～12小时的蒸压养护时间进行工作循环，经2.5h升压、6~8h恒压、2.5h降压后，蒸养结束，成品即可出釜。
2.根据权利要求1所述的蒸压粉煤灰非标准砖的成型方法，其特征在于：所述原料配比为：胶结料12%，骨料39%，粉煤灰49%；所述胶结料包括2%的除尘灰和1.7%的废砖，所述骨料由15%的碎石和24%的炉渣组成。
3.根据权利要求1所述的蒸压粉煤灰非标准砖的成型方法，其特征在于：步骤（1）准备原料中，所述生石灰经颚式破碎机破碎后粒径小于20mm，经提升机送至料仓待用；同样，废砖经颚式破碎机破碎后送至另一料仓待用，碎废砖与生石灰按1：3~1：6的比例送入球磨机，磨后生石灰与废砖混合物即胶结料，要求4900孔/cm2筛余量小于15%，消解速度小于30min。
4.根据权利要求1所述的蒸压粉煤灰非标准砖的成型方法，其特征在于：步骤（1）准备原料中，所述骨料为碎石，经锤式破碎机破碎后，要求粒径小于5mm；炉渣入仓前需经振动筛去除粒径大于5mm的杂质。
5.根据权利要求1所述的蒸压粉煤灰非标准砖的成型方法，其特征在于：所述步骤（3）成型中，200系列粉煤灰非标砖尺寸包括200×90×53mm，200×115×53mm。
6.根据权利要求1所述的蒸压粉煤灰非标准砖的成型方法，其特征在于：所述步骤（3）成型中的成型模具，其模腔尺寸为：长×宽=200mm×53mm，模具冲头与模腔内衬板、侧板间隙均为1mm。
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