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圆形陈化库的研究与设计
文献:《砖 家》 2016年2月 总第22期 返回索引
添加日期:2016/3/1 16:23:08   浏览次数:1641   文章来源:中国砖瓦工业烧结技术信息中心   作者:邓晓娟 鄢海丰 梁嘉琪 张凤超

作者简介:邓晓娟:贵州省建材科研设计院党委书记,高级工程师,武汉理工大学采矿专业,从事水泥厂工艺设计、化验室主任、烧结墙体材料设计与研究30余年,曾参与烧结砖瓦厂项目设计、可行性研究30多项。

鄢海丰:贵州省建材科研设计院窑炉中心工程师,贵州大学艺术系《环境

艺术设计》专业,主要从事烧砖隧道窑、隧道式干燥室的设计与研究,对干燥室设计尤为擅长,并且有丰富的现场组织施工、现场施工管理和质量管理的丰富经验。

梁嘉琪:原贵州建筑材料科学研究设计院院长,教授级高级工程师。曾荣获多项省部级科技进步奖、优秀工程设计奖,是行业内享受国务院津贴的、有突出贡献的、有影响力的专家之一。

张凤超:济南金牛砖瓦机械有限公司总工程师,山东科技大学机械设计及自

动化专业,从事机械制造、自动化设计10多年,主要成果有自动化切码运系统、“小金牛”自动化系统,特别是由他主持研究的“自动化内循环隧道式干燥室运转系统”和切码运系统,填补了国内的空白。

摘要:通过对圆形陈化库的工作原理、布置形式,以及对其设计原理和主要优缺点的分析与研究,介绍了这种新型陈化装置和陈化设备在开发应用中取得的成果。

关键词:陈化库  陈化技术  陈化装备  新技术

1、前 言

圆形陈化库是目前烧结砖瓦生产装备中的新型装备,顾名思义,圆形陈化库就是圆形的,它不同于当前我们常见长方形陈化库,它具有更大的有效容积,更长的陈化时间,更低的建造费用等优点。圆形陈化库有两种形式,一种是筒仓型的,例如欧洲早期流行的“通斯塔”(见图1),通常采用钢板卷制而成,多用于陶瓷工业和劈离砖生产线,我国八十年代从欧洲引进的生产线中就有这种陈化库。第二种就是我们今天要介绍的圆形“水池型”的陈化库(图2),采用砖结构砌筑或钢筋混凝土结构浇注而成,这种圆形陈化库结构简单、造价低廉、物料储存量大,陈化周期长,是砖瓦行业很有发展前景的新型原料陈化装置。

2、圆形陈化库的优势

陈化处理是制砖工艺过程中改善混合料的物理性能、化学性能的有效措施,并且是提高产品质量、生产高档制品和生产空心制品的必不可少的重要环节。现在越来越多的砖瓦厂采用了陈化工艺和陈化技术,对提升产品质量起到很好的作用。

当前最常见的陈化库是长方形的矩形陈化库,无论采用液压多斗取土方式,还是采用桥式取土方式的,几乎无一例外的都是长方形的陈化库。长方形的陈化库有一个缺点,那就是造价比较昂贵,动尤就是上百万元的投资,有些囊中羞涩的企业实在难下决心。不仅如此,长方形的陈化库还多受场地的限制,布置起来很不方便。

与长方形的陈化库相比,圆形陈化库就要灵活得多,储存量大,储存周期长,因而陈化的效果更好,并且投资大为降低,且进料方式、出料方式都非常的灵活。

3、圆形陈化库的组成

圆形陈化库主要由圆形库体、库顶棚、进料设备、布料设备、出料设备和输料皮带以及控制系统等部份组成,简而言之,就是由圆形库体、设备和控制系统三大部分组成(见图2、图3)。

圆形库体的上部是顶棚,主要起到遮风避雨的作用,至于库体结构可以是砖砌结构,也可以是钢筋混凝土结构,当然更可以采用钢板卷制起来的筒体。设备主要是由进料皮带输送机、布料皮带输送机、移动布料器、螺旋出料输送机和出料皮带输送机5台设备组成,除螺旋铰刀以外,基本上都是皮带输送机。控制系统是圆形陈化库自动化运转的核心,我们采用电子计算机控制,实现无人化管理。

4、圆形陈化库的工作原理

原料的陈化处理是生产烧结砖过程中非常重要的一道工序,陈化还是两种或两种以上原料重要的均化过程,对粉煤灰、煤矸石、淤泥、建筑废料等原料的综合利用有着非常重要的意义。原料经过破碎、加水搅拌等方法处理以后,由皮带输送机将原料输送到陈化库的圆心,再由移动式布料皮带输送机按照事先设定的程序把原料卸到指定的部位。原料在陈化库中达到工艺要求的陈化时间以后,由陈化库底部的螺旋搅刀出料机把陈化好的原料卸出来,再由皮带输送机输送到成型工序。

在圆形陈化库的工作流程中,出料方式是最关键的一环。从我们掌握的大量资料分析,当前流行的人工出料、库底皮带输送机出料、液压多斗出料等方式,均不适合圆形陈化库的出料。最后我们还是从国外的一种圆形陈化筒仓的出料装置上得到启示,最终采用了螺旋绞刀的出料方式。

很显然圆形陈化库的工作原理是很简单的,没有复杂的机械设备,运行和管理都很简单,因此它的造价是低廉的,一定会受到砖瓦生产企业的欢迎。

5、圆形陈化库储存量的计算

首先,我们考虑圆形陈化库的储存量至少要满足年产量6000万块规模的需求量,陈化时间达到三天或者三天以上。在堆料高度设定为6m的前提下,不同直径的圆形陈化库的储存量与储存时间的关系见表1。

表1    不同直径的圆形陈化库储料量

从结构上讲,圆形相对于矩形有更大的体积的优势,从表1可看出,随着直径的增加,储存量相应迅速增加,当直径为40m、堆料高度6m时,储存量即达到7536m3,按年产量6000万块标砖的规模计算,即可获得18天多的储存量,优势十分明显。

6、圆形陈化库的布置

圆形陈化库在整个制砖生产线里的布置非常灵活,没有太多的限制,只要有足够的空地即可。这还是得益于圆形结构的优势,圆形陈化库的位置确定下来以后,进料皮带的方向和出料皮带的位置,都可以依照工艺流程的需要来灵活确定。

圆形陈化库可以建造成半地下式(图2、图3)或者建造在全地面上(图4、图5),半地下式的优点是利用深坑抵御库内物料的推力,从而使圆库的结构变得更为简单。而全部建造在地面上的圆库需要设计抵御库内物料产生的推力,例如“抱箍”或者“拉杆”等结构,因而结构比较复杂。需要注意的是,建设场地水位比较高的地方,不宜采取半地下式的圆形陈化库,因为防水处理可能会带来较大的额外支出。除此之外,我们还考虑把圆形陈化库建造在移动式隧道窑的中间,大大提高了土地的利用率。

7、圆形陈化库的建造费用

不同规格的圆形陈化库、不同的材质建筑的陈化库其造价费用也不相同,直径越大,造价越高,反之亦然。我们以最常用的35m、40 m、45 m和50 m四种规格的圆形陈化库为基准,并且全部采用砖砌筒体结构,再把建筑费用和设备费用一并计算在内,其计算结果汇总于表2之中。

表2    几种规格的圆形陈化库的建造费用测算

从表2中的数据可看出,圆形陈化库的总造价是比较低廉的,即便是最大规格(直径50m)的圆形陈化库,总造价也没有超过100万元,确实很有吸引力。

8、结束语

目前,圆形陈化库在行业内还是新生事物,还没有引起同行们的关注,只有极少数企业在探索和使用这种独特的陈化方式,新疆哈密浩邦建材有限公司通过一年多的努力,自己研发了一整套圆形陈化库的技术和设备,并且申请了多项发明专利,目前运行情况非常的满意。

但是圆形陈化库毕竟没有广泛推广应用,存在不完善的地方也是在所难免的,根据我们研究工作的深入,感觉主要的问题还是对螺旋出料装置不太满意,有些问题还需要进一步改进。通过我们的努力,希望这项新技术能够为行业的技术进步做出一点贡献。