粉煤灰项目应用的背景4

1.5本项目研究的内容及技术指标

本项目开发的JYM-1000全自动液压粉煤灰制砖机是在参考国外先进粉煤灰蒸压砖成型技术基础上，结合我国应用实践经验研制的一种新型制砖设备，主要用于工业废弃物(电厂粉煤灰、炉渣)的再利用，可以将粉煤灰、炉渣等经高压压制成标准砖、空心砖、路面砖等新型砖类材料，属于国家《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》项目之一。
本设备的研究开发和大力推广，将推动建材设备行业开发技术的全面升级，是开发粉煤灰资源化利用的最新技术成果，对推进新型墙材的开发和工业固体废弃物的资源化利用，对行业技术进步和产业结构调整将起到积极的促进作用，发展前景广阔，市场潜力巨大。
本设备的研究开发和大力推广，将推动建材设备行业开发技术的全面升级，是开发粉煤灰资源化利用的最新技术成果，对推进新型墙材的开发和工业固体废弃物的资源化利用，对行业技术进步和产业结构调整将起到积极的促进作用，发展前景广阔，市场潜力巨大。
本项目开发的全自动液压粉煤灰制砖机，拟达到如下技术指标:
 (1)安全稳定。优化结构设计，增强设备的安全稳定性能。
(2)施加压力高，加压制度合理。压力可达100吨以上，分阶段加压。
(3)周期短，产量高。压制标砖每个循环不高于16s，年产量达5000万块以上。
(4)自动化程度高，节约人力资源。控制部分采用先进原理和技术，提高整机的自动化程度。
(5)原料适用性广。适用于粉煤灰、炉渣、煤研石、矿渣、冶金渣等多种原料。
(6)设备应用范围广。更换模具，可以生产标准转、空心砖、砌块、路面砖、广场砖等。
(7)无污染，环保效益明显。生产过程无污染物排放，注重原料回收，促进资源再生。
(8)操作简单。大屏幕显示屏操作，方便直观。
 (9）降低成本，减少运行费用。通过改善加工工艺，在保证性能前提下选用国产优质元器件等降低成本，通过提高产品质量和运行效率减少运行费用。
(10)规范标准。使整套设备的图纸设计、制造加工、工艺安装全面实现标准化和规范化，并拥有自主知识产权，实现产业化发展目标。
 

2 技术方案研究
2. 1项目简介
    在科学发展观的大前提下，国家近年来将粉煤灰的治理和利用提到了显著位置，各地相关单位也纷纷加强对于粉煤灰综合利用技术的研究和开发，并取得了一定的成效。利用粉煤灰制作蒸压砖不仅掺灰量大，而且成品质量高，符合利废、节土、节能、资源综合利用和保护环境等主要特征，是治理环境、发展循环经济的重要举措。
我公司领导和科研人员及时抓住这一发展良机，专门成立粉煤灰制品成型设备研究所，进行专业研发工作。在研究总结国内外四十多年来蒸压、蒸压粉煤灰砖生产技术的基础上，引进消化吸收德国最先进的设备与技术，历经多年的反复试验研究，成功地完成了“全自动液压粉煤灰制砖机”的研制工作，首台样机经用户试用和河南省建材工业产品质检站检测，各项性能指标均达到或超过了标准的规定，同国内外同类产品比较，结构和性能有较大程度的改进和创新，该产品推入市场后，将产生巨大的经济效益和社会效益，发展空间广阔。
2. 2工艺技术特征
 JYM-1000全自动液压粉煤灰制砖机由制砖机主机(包括四立柱、上下梁、喂料斗、工作台、布料车、下模冲头等)、模具、电控系统、液压系统、皮带机、定位装置等部分组成。整台设备由液压站提供压力源和控制源，采用西门子S7逻辑可编程控制器控制，通过大屏幕液晶触摸屏操作，可以实现对主机、小车定位装置、输送皮带等多种设备的在线运行控制，主开关可以锁定。
其生产工艺过程如下:
 混合料首先进入喂料斗;由带位移传感器的推进油缸把喂料箱、压制、夹坯三工位装置的喂料箱非常准确地推至喂料斗下方，在双转子快速压迫下迅速把模箱布满物料;在程序控制下三工位装置迅速退一个工位，主副油缸按三工位压制制度把物料压制成型;又迅速退一个工位，压制油缸把砖坯顶出模箱;夹坯器夹住砖坯迅速平稳放置于输送皮带上;翰送皮带由编码器控制，速度和夹放间距是一致的，每两组砖坯移动至自动码坯机下，等待码坯机抓起码至蒸压小车上。从布料一压制一出坯~夹坯，在16秒内完成一个动作循环。
2. 3主要性能指标
    针对国内市场需求，在吸收国外先进经验的基础上，我们在研究JYM-1000全自动液压粉煤灰制砖机之初，就为其制定了严格的性能指标，见表4。
首台样机调试完成后，经河南建材工业产品质检站测试，各项性能指标均达到设计要求和标准的规定，部分指标优于标准规定(详见《JYM-1000全自动液压粉煤灰制砖机检验报告》。

表4  JYM-1000全自动液压粉煤灰制砖机主要性能指标

2.4与国内外同类产品的比较
2. 4. 1与传统粉煤灰制砖设备的比较
我国粉煤灰的综台利用长期以来一直受到国家有关部门的高度重视在技术和应用方面也取得了较大成果。但是在技术水平上与发达国还存在较大差距目前国内粉煤灰制砖机械设备虽然品种多样工艺基本相似压机以传统通用机械为主。压制成型工艺是整个粉煤灰制砖生产工艺过程中的主要环节，是成品质量达到和超过国家行业标准JC239——91
的关键和基础传统的蒸压粉煤灰砖成型工艺(即所谓的半干法成型工艺)将制备好的坯料在机械式八孔、十六孔盘转式(也称圆盘式)压砖机或曲柄连杆式(高压杠杆式)压机内冲压成型，每次成形一块或几块砖坯，生产率低，品种单一，坯体(产品)质量差(“掉边”、“掉角”现象非常严重)，难以实现自动化生产。压砖机压力一般为60吨，或120吨，成型时间仅有1. 8秒/次•块，坯料水分大约为19-23%，无排气措施。因为粉煤灰具有颗粒细、容重轻、颗粒间隙大、混合料中空气含量较多等特点，所以在压制过程中不能将粉煤灰混合物中的气体排出，成型过程中残留空气因撤压后会膨胀反弹，因此粉煤灰坯料的极限成型压力较低，易造成坯体分层及微裂纹等缺陷，严重影响产品质量。采用传统成型工艺，坯料的极限成型压力一般为6~12Mpa,压制好的砖坯密度较低，约1230~1260kg/m'，很容易出现分层现象，也
影响到高压蒸汽养护时水化反应的充分进行，使产品的干缩值增大，易于发生“掉边”“掉角”等，产品质量差，严重时甚至产生可见裂纹或散成碎块等缺陷。同时，传统制砖机冲压成形的生产方式，产品单一，且产量低，不能生产空心砖等制品，不能实现自动化生产，人工用量大劳动强度大、电耗高、劳动生产率低，生产成本高，并且人工码坯操作及半成品的后序运转过程中码坯极易破损和开裂等。总之，产品质量差，成品率低，市场竞争力差。所以说，采用机械式八孔、十六孔盘转式冲压机或曲柄连杆式冲压成形和手工码坯的生产方式是不能生产真正的粉煤灰蒸压高强砖的砖坯的。
    而我公司由于压制成型工艺设计合理，并且采用先进的液压和电控技术，使制砖机的性能有了质的飞跃，JYM-1000全自动液压粉煤灰制砖机与传统设备技术性能对照表见表5
2. 4. 2与国内福建某企业较为先进的制砖设备比较
两者同为1000吨压力的液压压砖机，但由于福建该企业砖机是在压制瓷砖压机基础上，加装了布料小车、夹坯器改装而成，控制原理和方式设计受限，压头由上而下加压，而且关键部位的材料和元器件选择问题等，所以生产中容易发生模具“冲帮”现象，而且更换模具困难，位移精度难以控制等缺陷，都给压制粉煤灰砖带来诸多麻烦。
JYM-1000全自动液压粉煤灰制砖机设计布局合理，引入先进的控制理念，关键部位采用进口优质零部件，增加了换模机械手，模具采用液压方式固定定位方式固定定，所以更换模具简便，控制精度准确，经久耐用，从压机循环周期、小时产量、年生产能力以及整机功能、性能等方面我院生产砖机均明显优于福建的砖机。
    我公司所产JYM-1000全自动液压粉煤灰制砖机与传统设备技术性能对照表见表5

表5几种蒸压粉煤灰砖常用压砖机技术性能表

2. 4. 3与国外(德国)产品比较
国外一些工业经济发达国家对粉煤灰综合利用的研究时间较长，经验丰富，在粉煤灰制砖技术应用上，以德国最为先进。其成型工艺为:
(1)混合好的物料进入喂料斗;
(2)带位移传感器的推进油缸将喂料箱、压制、夹坯三工位装置的喂料箱推至喂料斗下方，在双转子快速压迫下把模箱布满物料;
(3)程序控制下三工位装置迅速退一个工位，主副油缸按三工位压制制度把物料压制成型;
(4)三工位装置再后退一个工位，压制油缸把砖坯顶出模箱;
(5)夹坯器夹住砖坯迅速平稳地放在输送皮带上;
(6)输送皮带在编码器协助下将砖坯移动至码坯机下，等待码坯机抓起合拢码放至蒸压车上。皮带输送速度和码坯机夹放距离一致，每两组砖坯移动一次。
由于该种成型工艺设计合理，液压控制理论先进，制造技术精良，
所以整机控制精确、性能稳定、效率高、砖坯质量好。 
JYM-1000全自动液压粉煤灰制砖机是在消化吸收2002年国内引进国先进机型的基础上设计制造的，成型工艺、控制原理和方式与德国机相同。而我们的机架采用三梁四柱预应力拉杆套筒结构，活动梁平面滑动，易调整、阻力小，明显优于德国DORSTENER四圆立柱套筒上下滑动阻力人、易磨损的设计。另外通过改进模具设计，我们一次叫以成
形标准砖32块。还采用了与德国压机不同的彩色触摸屏直接操作，简便、直观。尤其需要指出的是我们设计时结合了国内实际操作水平和不同物料的情况，所产液压制砖机的性价比远远优于各种进口制砖机而且在价格和售后服务上具有国外产品无可比拟的优势。我公司与德国同类设备性能价格对照表见表6。

表6我公司与德国同类产品性能比较

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