[循環(huán)經(jīng)濟(jì)支撐技術(shù)]全煤矸石生產(chǎn)燒結(jié)空心磚技術(shù)與工藝
1 技術(shù)簡介
1．1基本原理
生產(chǎn)煤矸石磚工藝比較復(fù)雜，要求煤矸石充分均化、陳化，生產(chǎn)工藝對原料性能要求較高，對原料處理較嚴(yán)格，對設(shè)備也有較高要求。因此，工藝設(shè)計(jì)重點(diǎn)強(qiáng)化了原料處理，磚坯成型和自動碼坯。
(1)原料儲備及處理
為使原料充分混合均化，生產(chǎn)工藝采用細(xì)碎顎式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、細(xì)碎對輥機(jī)一級破碎，初破后控制在20 mm，錘式破碎機(jī)破碎后粒徑應(yīng)小于3 mm，通過細(xì)碎對輥機(jī)后粒度應(yīng)小于1.5 mm。
(2)陳化厙
原料經(jīng)過處理后含有一定的水分，進(jìn)入陳化庫進(jìn)行72 h陳化，一方面使原料充分均化可增加原料的塑性；另一方面，對生產(chǎn)的連續(xù)性起到調(diào)節(jié)和緩沖作用。
(3)成型
成型車間由箱式供料機(jī)供料，物料經(jīng)過攪拌擠出機(jī)、細(xì)碎對輥機(jī)再進(jìn)入雙級真空擠磚機(jī)擠出成型。選用高真空度、高擠出壓力的成型設(shè)備，同時配合自動編組、自動碼坯機(jī)械，保證產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量和外觀，生產(chǎn)出高強(qiáng)度、高孔洞率及高標(biāo)準(zhǔn)外觀的燒結(jié)制品。
為使產(chǎn)品品種的多樣化，成型車間還可在雙級真空擠磚機(jī)后配備一臺飾面磚處理裝置，以適應(yīng)不同類型和檔次的產(chǎn)品需求。
(4)干燥焙燒
用擺渡車將重窯車送到干燥窯入口處，頂車機(jī)將窯車頂入干燥窯進(jìn)行干燥，經(jīng)過干燥使坯體含水率降到5％以下。干燥窯熱源來自于焙燒窯的余熱，充分節(jié)約了能源。干燥窯設(shè)計(jì)為正負(fù)壓排潮工藝，便于靈活調(diào)節(jié)，排潮方式采用集中排潮，以利于環(huán)境保護(hù)，減少污染。
將干燥好的磚坯拉出直接頂入焙燒窯進(jìn)行焙燒。焙燒窯采用大斷面窯型，吊頂結(jié)構(gòu)，產(chǎn)量大，斷面溫差小，保溫性能好，以利于生產(chǎn)調(diào)節(jié)和控制。
1．2 工藝流程
工藝采用一次碼燒生產(chǎn)技術(shù)。一次碼燒是主機(jī)擠出成型后，經(jīng)多功能切割機(jī)、多鋼絲切割機(jī)切坯，再經(jīng)編運(yùn)系統(tǒng)、自動碼坯機(jī)自動地將磚坯碼放到干燥車上，干燥車被頂人隧道干燥室，干燥好的磚坯由干燥室出來后直接進(jìn)入隧道窯焙燒。
工藝流程：
煤矸石一粗碎一細(xì)碎一陳化一成型一干燥一焙燒一成品檢驗(yàn)
1．3技術(shù)特點(diǎn)和水平
煤矸石利用技術(shù)成熟，可以生產(chǎn)出質(zhì)量與規(guī)格相當(dāng)好的煤矸石制品。從目前國內(nèi)市場情況看，凡是發(fā)展煤矸石空心磚的地區(qū)產(chǎn)品都十分暢銷，如西安、上海、昆明、沈陽等地區(qū)。從國際上看，世界各發(fā)達(dá)國家煤矸石空心磚在本國磚產(chǎn)量中占有很大比例，如德國煤矸石空心磚產(chǎn)量占磚產(chǎn)量90％，意大利幾乎占100％。瑞士、奧地利占90％，羅馬尼亞占60％。我國與上述國家差別較大。
1．4應(yīng)用條件
(1)化學(xué)成分
并非所有的煤矸石都能用來生產(chǎn)燒結(jié)空心磚，只有符合表15—1基本性能要求的煤矸石才可以使用。
CaO和SO3。為有害成分，當(dāng)其含量超過限值時，將嚴(yán)重影響制品的力學(xué)性能，一般不宜采用。
(2)發(fā)熱量
煤矸石發(fā)熱量在1674～2 093 kJ／kg較為適宜，若煤矸石發(fā)熱量過高，焙燒過程難以控制，同時窯爐造價將會增加。
(3)硬度
煤矸石分為掘進(jìn)矸石和水洗矸石，前者塊度在200～300 mm，莫氏硬度3～6；而后者塊度一般小于200 mm，莫氏硬度2～4。硬度太高時，難于破碎，混合料塑性差影響成型及焙燒。此項(xiàng)技術(shù)不需要其他的燃料，只有在煤矸石發(fā)熱量低于1 600 kJ／kg時，才需要加入內(nèi)燃燃料或外燃進(jìn)行焙燒。
1．5技術(shù)產(chǎn)權(quán)
該技術(shù)在國內(nèi)起步較早，是在很多研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)的研發(fā)應(yīng)用中發(fā)展起來的應(yīng)用技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展得比較成熟。
2 應(yīng)用效果
煤礦堆積的煤矸石不但侵占土地，浪費(fèi)資源，還會污染水源和空氣，直接破壞生態(tài)環(huán)境，危害人類的健康，如不進(jìn)行有效治理，將會影響到子孫后代的生存環(huán)境。利用煤矸石原料制造空心磚，生產(chǎn)性能優(yōu)良的墻體材料，實(shí)現(xiàn)排矸石與利用矸石的良性循環(huán)，是消除這種工業(yè)廢料污染的最有效、最徹底的途徑。以年產(chǎn)6500萬塊煤矸石空心磚(折普通磚)生產(chǎn)線的生產(chǎn)規(guī)模計(jì)算，每年消耗煤矸石量近14.8萬t，按照該生產(chǎn)線最低壽命15年計(jì)算，共計(jì)消耗煤矸石量約為220萬t。隨著國家墻體材料革新，限制生產(chǎn)和使用黏土實(shí)心磚等各項(xiàng)政策的實(shí)施，必將為充分利用煤矸石制磚創(chuàng)造有利政策、法規(guī)等宏觀條件。
3 推廣應(yīng)用
該生產(chǎn)線產(chǎn)品為承重多孔磚(孔洞率為25％)，屬國家目前推廣提倡的墻體材料。與普通實(shí)心磚相比較，空心磚具有節(jié)約原材料，減少能源消耗，產(chǎn)品質(zhì)輕，便于運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，在建筑上使用空心磚更具有獨(dú)特的優(yōu)越性。
(1)采用空心磚砌筑墻體可節(jié)約砌墻的水泥砂漿，減少了建筑成本，從而降低了工程造價。
(2)實(shí)心磚與承重多孔磚體積比為1:1.7，因此在施工過程中減少了施工工作量，縮短了施工周期，提高了施工進(jìn)度。
(3)采用實(shí)心磚砌筑的多層住宅墻體重量約占建筑物總重的50％以上。煤矸石空心磚的密度小，相對實(shí)心磚來講，自重輕，從而減少基礎(chǔ)的承載能力，降低工程造價，為建造高層建筑提供了良好的建筑材料。
(4)空心磚與實(shí)心磚相比較具有隔熱、保溫、隔音等性能，據(jù)資料介紹，370 mm厚承重多孔磚砌筑的墻，傳熱系數(shù)k=0.895 W／(m2·K)，而使用490 mm厚實(shí)心磚砌筑的墻，傳熱系數(shù)k=1.04 W／(m2·K)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：在北方采用370 mm厚承重多孔磚砌筑的墻完全可以代替490 mm標(biāo)準(zhǔn)磚砌筑的墻。
(5)一次碼燒隧道窯燒成標(biāo)磚需熱耗按每塊1100×4.18 kJ，年產(chǎn)6500萬塊(折普通磚)煤矸石空心磚，每年消耗熱量為7.15×1010×4.18 kJ，折合成標(biāo)煤為1.02萬t。所以一條年產(chǎn)6500萬塊煤矸石空心磚與生產(chǎn)同等產(chǎn)品的普通黏土磚相比，每年最少可節(jié)約燃料折合標(biāo)準(zhǔn)煤約為1.02萬t。
綜上所述，該技術(shù)適用于煤矸石綜合利用，推廣應(yīng)用前景廣闊，符合國家墻體材料的發(fā)展政策和發(fā)展方向。
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