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浅谈干混砂浆生产设备的架构与布局

发布日期:2018-09-30 11:25

随着干混砂浆这类新材料在国内逐步得到认可,生产制造这类新材料所需的富含新技术的新装备系统——干混砂浆生产成套设备及子系统设备的市场需求和市场商机越来越大,带动了干混砂浆业内技术专家积极行动起来;与此同时,与干混砂浆产业有关联的水泥、混凝土及制砖等设备机械企业积极参与过来。于是,带着各自行业印记的“干混砂浆设备系统”在各地展示出来--做混凝土站的就此衍生出“站式砂浆线”,水泥机械行业做出“平面阶梯布置式”,做小化工的推动家庭作坊式的架构,百花争艳,千家争鸣,而且各自认为自己是最权威的。今天我来探讨这个话题,借此增进相互交流、促进共同进步。

一、先看看“混凝土站”如图

混凝土搅拌站
其设备布局特点是:混合机及下料机在系统设备中间,粉料仓紧靠混合机布置,用螺旋输送机提取并伴随计量粉料进混合机内,主要且量大的砂石由布置在地面的配料仓配好料后经皮带输送进混合机,加水混合后卸出。这类结构形式已经得到这个产业的认可并基本固定下来,形成自己独有的“站式结构”。
这类结构有几个特点:1、混合机在系统设备的中间,承载架构大多用钢梁结构;2、粉料仓紧靠混合机布置,粉料提取及计量由螺旋机来完成;3、大量砂石在地面配料仓来完成;4、添加剂是液体,用液体泵来计量,几乎不受震动等因素的干扰;5、绝大分混合站的小时产能是设计产能的7成甚至更低,如180线实际生产135-160,实际产能不达标;6、砂石简单分级,砂石级配调整的幅度不大,这直接影响到混凝土的品质。
早期的“站式砂浆线”就是在混凝土站的基础上添加烘干系统设备;混合系统的承载架构继续采用钢梁结构,设备运行时产生的震动直接传导到计量系统器具上,结果是物料无法准确计量;可想而知干混砂浆的产品质量的波动有多大!如湖北襄樊建山建材公司委托三一公司建设的砂浆线以及湖北省黄石嘉泰砂浆公司委托郑州砼之杰公司承建的砂浆线就是这样。干混砂浆生产系统设备安装调试了半年多,系统交付时还是被列出了很多需要整改的问题。但是,无论是三一公司还是砼之杰公司,均以其强大的技术团队实力,深入钻研,融会国内外砂浆装备行业的理论与实践,调整自己的设备系统及基本架构体系,取得了后期骄人的业绩:三年后,在合肥青云建材公司三一团队成功交付了一套砂浆线;郑州砼之杰公司也在湖北省武汉创一佳建材公司取得佳绩;他们都凭此成功案例得以完美翻身!许多业内类视的装备制造企业大多走过相视的路子。
现在,站式结构吸收塔式结构的优点,以及混凝土框架结构的稳定性特性,诞生出“站塔结合的架构形式”及“混凝土+钢梁相结合的承载结构”技术,已经在业内得到普遍认同并得到较广泛的应用。

干粉砂浆搅拌站
这类砂浆线设备系统的特点有:
站式干粉砂浆生产线的原料罐和成品罐均围绕着搅拌主机布置;在混合机的上方称重计量配料,可有效地缩短物料的输送距离,尽可能缩短配料时间及物料进入混合机的时间,确保小时内生产批次的数量,保证物料的计量精度及成品砂浆的实际有效产能。
1)原料砂由提升机送到混合楼上方的缓存仓,落入其下面的的计量称进行配料。
2)粉状原料(如水泥、稠化粉等)通过螺旋输送机输送到混合机上方的计量称进行计量。
3)前一批次混合好后,干砂计量称和粉料计量称中的原料卸入混合机开始搅拌。
4)混合好的成品砂浆落入混合机下方成品缓冲仓,再通过分流器分别流向成品散装装车机、袋装包装机、成品储料仓。
5)采用二层混凝土承载结构,混合机安置在混凝土平台上,可有效地阻止震动传导,保证了计量器具的稳定的工作环境,保证了物料计量的准确性。
优点:相对于塔楼生产线来说,这类结构的砂浆线系统设备投资较小,系统设备高度低、系统结构紧凑、设备易于维修。这是目前性价比很高的干粉砂浆设备系统的架构类型。
缺点:物料输送环节多,系统设备故障率较纯楼式生产线要高些。

二、再看看水泥生产线的物料的存储及配料情况

水泥生产工艺的特点是物料品种多且量大,连续计量并连续混合;大多数水泥生产线的年产量在100万吨以上,日产能近5000吨。为了满足这样的要求,许多大容量的水泥原料库在地面水平排列建设;采用库底计量放料到库底的输送带上,而后再经过提升机转移到其他地方。
为此,需要大容量多品种原料库和成品库在地面水平排列,其优点:
一是减少基础施工难度及成本,二是便于安置输送设备,三是多品种大量物料分别计量,实现“中医照单抓药”式配制产品;
该样式设备系统也有一些问题:一是配料后卸料到传送机上转送走,需要较多的配料时间,即配料时间延长,二是相对于上面配料直接进混合机来说,多出来输送和提升机械,多出了许多故障点;特别是提升机,更是容易出故障的机械,这就增加了维护成本及怠工时间,减少了年度实际生产量;三是由于输送机运行时产生不小的风力,配制的物料特别是微粉添加剂等物料,极易飘逸,物料配比会发生变化,致使产品质量不稳;四是系统设备占地较多,众多的大型料库占地极大。五是系统设备装机容量大,系统设备预算大。比如,在这类型的一些砂浆线系统设备里,为了尽可能减少配料时间,其他类型的砂浆线里配料提升机配置的NE50-100的机型在这里被迫增加到NE200以上。但是这类结构形式的砂浆生产线的优势是很突出的:就因设备系统配置了众多的大型料仓,可以很方便地储存较多类型的原材料,方便生产技术及生产工艺的调整;方便公司更好地适应原材料价格的市场变化,降低干混砂浆的生产成本,提升公司的经济效益。
由此衍生出的砂浆线生产设备系统,直接带着水泥生产线的印记,以平面阶梯式架构布局砂浆生产系统设备,在2007-2010年间国内出现的较多。后来经生产实践发现这类结构形式的系统设备存在着许多无法回避的实际问题;另外,随着产业发展、很多优秀的材料学人才的加入,砂浆技术逐步提高,许多节能高效的砂浆系统设备形式逐步问世,这样的架构形式基本不再被采用。近期,因自然砂原料的限采及总量供应减少,自然沙的价格逐年提高,机制砂被迫逐步得到使用;因机制砂级配的现实问题,需要先筛分分级储存再分料计量复配,水泥生产线样式的系统设备布局形式又有回头的迹象了。但是该形式的砂浆系统设备在这类系统结构里原有的一些问题还是存在的。这类结构形式的干混砂浆生产线,较适合于使用机制砂原料、或者自然沙级配偏差较大需要分多级、或者干混砂浆生产所需的原材料供应不稳定、或者地下基础承载能力差、整体建筑标高有限制的地方等。这类系统架构形式,有其较好的应用优势,已经引起业内一些砂浆企业、行业学者及投资人的关注。

 

三、塔楼式结构形式砂浆线

塔楼式干混站
塔楼式干混砂浆生产线,所有干混砂浆生产所需要的原材料均预存在混合塔楼的最上方,自上而下经过计量、混合、成品储存和包装。
该形式的最大特点是物料流动顺畅,系统设备简洁且占地面积较少。工艺布局上是将原材料储存仓置于设备系统结构的最顶端,粉体料通过气力输送送上去,砂料通过斗式提升机送上去;粉体物料在仓底用螺旋输送机将物料喂入设置在储仓下的计量斗内称量,砂料通过溜槽进入储仓下的砂计量斗内称重,添加剂的计量可以人工添加可以采用微量自动计量,这主要看投资方的投资意愿;计量好的个物料依据生产信号进入混合机混合出成品;混合好的成品砂浆进入成品过渡仓,之后依据信息分别进入包装系统或散装系统;散装系统可以直接进散装车,也可以再次提升到成品储仓系统,等待装车。包装部分是成品砂浆先进入成品中间储仓,再经过包装成袋。设备配置包括砂烘干、筛分、储存、计量、混合、包装、散装、收尘和自动控制等系统,除烘干和散装储存仓一般是侧面布置外,其它设备都采用垂直叠加的方式布置,一般来说高度超过30米。由于高度和原料储存量的原因,钢结构部分用钢量很大,因而系统设备综合造价较大;
塔楼式是国内外干粉砂浆生产线主流形式,物料直接提升到塔楼顶端,储储在料罐中的粉料由螺旋输送机输送到粉料配料斗、储存在砂罐内的砂经溜槽溜进砂计量斗,具有输送快、无死角、无粉尘等特点,成品砂浆产量的规格可在20-100吨每小时,操作工人3-5名,设备高度25-35米左右,设备占地面积60-300平方。
塔楼式干混砂浆生产线的特点:
1、设备占地面积小,工艺安排紧凑合理,效率高。
2、适用于精细干混砂浆产品的生产,投资最大。
3、前期钢结构投资稍大、生产线高度较高;可以考虑混凝土框架结构。
4、系统设备生产运行期间故障最少、有效生产时间长,系统运行成本最低。


四、考虑到要在标准厂房内安置砂浆生产设备。

依据一些特种砂浆生产的需要,以及生产场地的限制,干混砂浆线系统设备的布置采用平面布置的形式;还有就是考虑到河道江边等基础原因、限高原因等,也可考虑选择这类结构形式。这类结构形式里,物料的传输及转运环节多,配备的输送带及提升机较多,系统设备的功率大、故障点多;配料时间长,单位时间内系统设备的产能较低,大多数这类系统的小时产能在15吨左右;系统设备占用的面积多;系统设备的总高度一般在6-10间。
本设备布局适用于标准工业厂房、干混砂浆小时产量不高、干混砂浆品种较少等情况下的生产要求。可以采用全自动微机配料,工艺部局可根据生产要求灵活、简易配置,是较经济实用的一类结构形式。
性能特点:该设备布局紧密,易操作,具有维修方便等优点。
用途广泛:应用于建材、化工等行业的干粉砂浆、砂浆王、耐磨地坪、内外墙腻子粉、粉刷石膏、干粉粘合剂及各种纤维素和干粉状化工材料的混合搅拌。

车间式干粉砂浆生产线

五、在一些县镇及中西部地区,存在着一些极简易系统设备结构形式:

他们无所谓物料的自动控制及生产环境的要求,主要考虑的是尽可能少的投资。在许多做保温砂浆的小作坊里经常可以看到这类简易配置及结构形式。
简易型车间式生产线
简易型干粉砂浆生产线


六、干混砂浆系统设备的承载结构,目前来看有钢梁结构、混凝土框架结构和混凝土+钢梁相结合的混合结构。

钢梁结构绝大多数做混凝土设备的企业,承建干混砂浆生产线时首先考虑的是采用钢梁结构。这种结构形式的优势:一是可以在工厂里下料预加工,相对来说施工周期短结构形态漂亮;二是这些企业大多有钢结构分厂,可以增加公司的产值及综合效益。这种结构形式也存在一些问题:干混砂浆生产系统设备在运行时产生的震动,经钢梁承载结构轻易地传导到计量器具上,直接影响到原材料的计量精度,导致干混砂浆生产所需的物料配料计量误差大、成品质量波动很大。

混凝土框架结构这种结构形态着重点是解决砂浆生产过程中阻止震动对原材料计量的影响,提高原材料的配料精度以提高砂浆的质量。这类结构形态也有缺点:混凝土框架建设好后,再搬迁时基本没用了,所以要求投资方需在自有土地上建设;其次是建设周期较长,投资较钢梁结构若多些。综合优势更大些。

混凝土+钢梁混合结构采用混凝土框架结构的目的是阻止混合机运行时产生的震动传导出去,下面二层结构采用混凝土结构就可以达到这个目标;砂浆线的计量设备仍采用钢梁承载结构。这样的构造即保证砂浆线计量的稳定性精确性,又相对减少造价、缩短建设周期,增加设备系统的整体美感。

干混砂浆系统设备的布置结构形式多样,各有适用性,各有优缺点。无论哪类架构形式及系统设备,均要牢记:系统设备是依材料生产的生产工艺、原材料及成品的品种、成品产能等要求来设计的,是服务并服从于材料生产的必要工具。随着干混砂浆产业的实践,相信会有更多新颖的适用于干混砂浆生产工艺的架构形式,逐渐涌现出来。
文中引用砂浆同行的一些照片,借以说明段落意义。在此致以诚挚的谢意!随着干混砂浆这类新材料在国内逐步得到认可,生产制造这类新材料所需的富含新技术的新装备系统——干混砂浆生产成套设备及子系统设备的市场需求和市场商机越来越大,带动了干混砂浆业内技术专家积极行动起来;与此同时,与干混砂浆产业有关联的水泥、混凝土及制砖等设备机械企业积极参与过来。于是,带着各自行业印记的“干混砂浆设备系统”在各地展示出来--做混凝土站的就此衍生出“站式砂浆线”,水泥机械行业做出“平面阶梯布置式”,做小化工的推动家庭作坊式的架构,百花争艳,千家争鸣,而且各自认为自己是最权威的。今天我来探讨这个话题,借此增进相互交流、促进共同进步。