煤矸石制砖原料破碎处理中应注意的几个问题

添加人：admin 发布时间：2015/11/14 8:36:23 来源：中国破碎机网

　　技术经验砖瓦煤矸石制砖原料破碎处理中应注意的几个问题闫小鸣（西安凯盛建材工程有限公司，陕西西安设备，对煤矸石制砖生产线尤为重要。本文就国内煤矸石制砖原料的破碎现状、如何改进破碎工艺进行了分析，总结出煤矸石制砖原料破碎工艺设计应遵循的三点原则，供业内人士思考。
　　原料的粉碎处理是煤矸石制砖生产中的重要环节之一，粉碎工艺设计是否合理，设备选型是否恰当，不但影响产品制造成本，而且直接关系到整条生产线的成败和产品的最终质量，应当引起足够的重视。
　　1国内制砖原料的破碎现状分析就全国而言，煤旰石制砖原料的破碎工艺可谓百花齐放。从破碎过程来看，大致可分为一级破碎和二级破碎，个别厂家采用三级破碎，采用二级破碎工艺的较多。从设备选型来看，粗碎多选用颚式破碎机中碎采用锤式破碎机和笼式粉碎机设备的较多。也有采用雷蒙磨、风选锤式粉碎机、球磨机和自磨机的。从成本分析结果看，一般来说采用球磨、自磨机对全部原材料进行细碎处理的，不仅耗电高、产量低、成本大而且基本建设一次性投资也较高，如在上世纪80年代建成的阜新矿务局某砖厂，采用3mx 1m的自磨机，尽管出料粒度能满足制砖要求（05mm以下占8（%左右），但小时生产能力只有7t左右，而单台设备装机容量则为280，功率消耗是锤式破碎机和风选锤式破碎机的3~5倍，设备价格要贵得多。又如原辽宁北票市某砖厂，球磨机装机容重为50CkW，年产3000万块煤矸石砖生产线耗电450 1Wh耗猛钢球70t如按每度电0 6元和每吨锰铕球4000元计算，仅此两项每万块砖成本就接近1000元，工厂也就不可能取得好的经济效益。由此可见，我国不少砖厂设计的破碎工艺及设备选型都不太理想，没有从国情出发，经济上的可行性论证不够，因而使一些工厂难以维持正常生产，甚至自行倒闭或被迫转产。
　　目前，一些生产厂家的设备还存在着与产品品种和生产规模不配套的矛盾。其一，制砖原料细碎后的粒度能满足生产多孔砖和非承重空心砖的要求，但却用来生产普通实心砖，使设备没有充分发挥应有的作用。如东北某砖厂，采用自磨机加工煤矸石，自磨后的原料颗粒为：1mm以下占20%左右，025mm以下占70%左右。用这么细的粒度生产实心砖，不仅没提高产品质量，而且焙烧后的产品有较严重的黑心。如果将生产煤矸石实心砖改为生产多孔砖和空心砖，不仅产品可用于砌筑墙体，实现建筑节能，而且有利于焙烧，缩短烧成时间，消除或减少煤矸石砖压花和黑心现象。我们知道，生产煤矸石实心砖只要最大颗粒不超过25mm，细颗粒含量特别是05mm以下颗粒含量适中，就能满足生产要求，而再进行细磨加工，不仅会造成设备生产能力大幅度下降，动力消耗显著加大，而且产品质量又不理想，确实得不偿失。其二，设备选型与生产规模不配套，这一现象比较普遍，年产1000万块的砖厂和2000万块的砖厂破碎设备基本一样，甚至年产1000万块砖和年产3000万块砖的破碎设备也相差不大。由于设备的不配套，大马拉小车，造成设备利用率不高，空载运行，动力消耗过大。
　　煤矸石原料的物理性能对粉碎设备的选型至关重要，应当紧紧围绕含水率、硬度、粒度三项来考虑。有的厂家用粉碎含水率低的设备粉碎含水率高的煤矸石；有的厂家用粉碎硬度高的设备粉碎硬度低的软质煤矸石；有的厂家不考虑原料的颗粒状况来选择粉碎设备。这些都是不妥的做法。
　　2对改进破碎工艺设计的一点看法从制砖原料的破碎粒度来讲，应按产品品种的不同，对原料粒度提出不同的要求。对于砖瓦工业来说，大致可分两大类：一类是普通实心砖和低孔洞率的空心砖（孔洞率小于30%）；另一类是多孔空心砖和高孔洞率的非承重空心砖及屋面瓦。前者，原料的破碎粒度可控制在25mm以下，破碎可考虑采用二级破碎，第一道采用颚式破碎机，第二道可采用锤式破碎机或风选锤式破碎机。表中列出了某砖厂用锤式破碎机破碎原料后的粒度大小，其中，小于05mm的颗粒占65%，1mm以下的颗粒占85%，2mm以下的颗粒占93%以上，超过2mm的颗粒占5% ~7%.这样的颗粒级配，完全能满足生产普通烧结实心砖的要求。
　　某砖厂锤式破碎机破碎后的原料颗粒级配试件编号n b！
　　篦孔直径颗粒粒径所占比例篦孔直径颗粒粒径所占比例注：篦孔直径指锤式破碎机篦孔直径对于生产多孔空心砖和高孔洞率的非承重空心砖及屋面瓦来说，要求原料破碎后的最大粒度小于i5mm.要达到这样的破碎粒度要求，可采用二级破碎或三级破碎。二级破碎可采用下列工艺方案：先将矿山原料破碎到40~50mm左右，再用颚式或锤式破碎机，最后再用锤式或风选锤式破碎机，将原料破碎到所需要的粒度。若对制品有更高的要求，可加一道带磨削装置的细碎对辊机，原料的粒度即可控制在15mm以下。对某些塑性不太好的原料，破碎后再加上陈化处理，就可以满足非承重空心砖和屋面瓦的生产要求。从我国现有设备的破碎情况看，以上两类破碎工艺还是可行和比较经济的，也是近几年较普遍采用的破碎工艺。
　　除以上情况外，还要针对一些特殊的煤矸石原料，适当调整破碎设备，这一点也是非常必要的。
　　a低塑性煤矸石原料。根据生产实践，制砖原料的塑性指数应在6以上，如果原料塑性指数偏低，势必给成型带来一些困难，影响产品质量。为了提高原料塑性指数，改善颗粒级配，提高坯体成型能力，除对原料进行较长时间的风化和陈化外，可考虑对部分原料进行球磨机或雷蒙磨粉磨。在保证成型的前提下，应技术经验尽可能地减少原料的球磨量，以减少钢材消耗和电力消耗，降低生产成本。
　　h含水率高的矿山原料。对于含水率高的矿山原料，若通过烘干机烘干后再进行破碎，这样会使工艺过程复杂化。法国赛利克公司曾提出用棒磨机，国内有些厂家曾提出用烘干磨机。但应注意的是，两种设备带有烘干功能虽然有利于原料破碎，但却显著降低了原料塑性指数，含水量大于8%时，会降低破碎设备的生产能力，原辽宁锦西市砖厂的生产情况证明了这一点。该厂细碎设备为风选锤式破碎机，若原料含水率在8%~10%时，要满足年产5000万块砖的生产能力，就得开6台风选锤式破碎机；若含水率降低到6%以下只需开4台。由此可见，原料的含水率对破碎设备的生产能力起着很大的作用。
　　c原料的粒度和硬度。由于许多破碎设备受进料粒度和破碎比的限制，难以破碎粒径500mm以上的大块料，可考虑选用自磨机进行破碎。如海洲原辽宁矿青年砖厂，采用3000X1000的自磨机，进料粒度在500mm左右。该设备的优点是物料靠物体本身的碰撞，达到破碎的目的，不需消耗钢材；另一优点是变多级破碎为一级破碎，简化了生产工艺。缺点是动力消耗仍过大，一般情况下不宜选用。硬度大的煤矸石原料，一般情况下含水率低，塑性差，最好选用锤式粉碎类设备。部分原料可进行粉磨处理，增加细颗粒，改善成型性能，通化市苇塘、北京门头沟等区域的煤矸石属于此类。另一类煤矸石原料含水率较大（在8%以上），硬度较小，一般情况下塑性较好。这种原料最好选用笼式粉碎机类，否则，会因含水率高而直接影响产量，吉林舒兰矿、辽源矿等区域的一些煤矸石属于此类。
　　3煤矸石细碎生产工艺的建议31破碎工艺的选择如果颗粒粒径基本上在40mm以上，常用的破碎工艺为颚式破碎机粗碎+锤式破碎机（或其他设备）细碎，这种破碎工艺使用较多，如北京、山东、吉林、辽宁、黑龙江等省一些生产线；如果颗粒粒径小于40mm以下，可以将颚式破碎机去掉，煤矸石原料直接进入细碎设备破碎，将二级或三级破碎变为一级或二级破碎，节省了电力，简化了生产工艺，如吉林省通化矿务局铁厂区的煤矸石原料，大部分颗粒粒径都在30mm以下；如果煤矸石原料中2mm以下颗粒占20%以上时，建议先过振动筛，筛上料再进行粗碎和细碎，筛下料直接进入陈化库前的搅拌机。这种振动筛+粗碎+细碎的工艺主要有两点好处：其一，提高了细碎设备的生产能力，因为筛下料不需要进入粗碎和细碎设备；其二，节约电力，因为20%以上的筛下料不需要破碎，细碎没备可以减少1~2台，不但设备投资减少，而且电耗大幅度下降。我们知道，一个年产6000万块的煤矸石砖生产线常用的粗碎技术经验砖瓦设备和细碎设备，需要动力在2501W以上，而加筛后动力可降到2001W以下。例如四川攀枝花矿务局砖厂，现用的煤矸石原料最大颗粒粒径基本上在50mm以下，2mm以下颗粒含量在30%左右，加振动筛后细碎设备减了1台，不但提高了设备利用率，而且达到了节电和降低成本的效果，每年节电16kWh左右。
　　有个别矿务局的煤矸石堆场中细颗粒基本上是煤，细颗粒的发热量也比较高。过筛后将筛下高热量的细颗粒矸石直接销售掉，筛上矸石用于生产，这样做不仅降低了煤矸石制砖原料中的多余热量，对焙烧和产品质量有好处，而且使企业增加了收入。例如山西潞安矿煤矸石砖厂，在原料堆存库中增加了振动筛，高热值的细颗粒矸石直接进入市场销售，原料中含热量稳定在超热焙烧所需的热量范围内，基本保证了正常焙烧。
　　32粉磨处理煤矸石原料硬度大，含砂量高，塑性又比较低。这种原料往往破碎后颗粒级配不合理，细颗粒含量太少，造成砖坯成型困难，即使勉强成型也难易保证产品外观质量和焙烧后产品强度。根据煤矸石原料的实际情况，将部分原料（1/3~1/2）进行粉磨处理，虽然这导致电耗和设备投资有所增加，但对产品质量的最终保证来讲是有必要的。在利用煤矸石和粉煤灰两种原料混合作烧结废渣砖时，一定要考虑煤矸石塑性指数能否满足成型要求，加入粉煤灰后只能降低混合料塑性指数，并且随着粉煤灰掺量的增加而降低。
　　33细碎设备的选择细碎设备的选择应考虑三个因素：一是含水量，当煤矸石含水量在％以上时不宜选用锤式或风选式破碎机，雷蒙磨和一般的球磨机也难以适应高含水率煤矸石的粉磨，应考虑笼式或湿式球磨机等粉碎设备；二是硬度，当煤矸石普氏硬度系数小于3且含水率较小时，细碎设备选择范围较大，锤式、笼式、链锤式粉碎设备，甚至高速细碎对辊机都可以满足要求；当煤矸石硬度较大（普氏硬度系数大于3），含水率较低时宜选用锤式破碎机系列；对硬度大而且含水率较高的煤矸石原料，选择细碎设备应慎之又慎；三是要注意同一型号的设备，粉碎不同的煤矸石会得到不同的颗粒级配，虽然最大颗粒因设备强行控制可以做到，但中小颗粒会得到完全不同的结果，不可误认为设备厂粉碎某一煤矸石得到的颗粒级配就适应任何一种煤矸石。
　　34给料设备的选择粗碎前的给料设备只能选用板式，不宜选用箱式两种给料机的主要区别就在于板式给料机下部传送料部分为钢板结构，块状料从装载机等设备倒入后，传送料不会打破钢板。而箱式给料机下部传送料部分为胶带式，它会因块状煤矸石的打击碰撞很快破损，如安刘桥矿新型墙材厂等就有这方面的经验教训。
　　35安装除铁器装置除铁器装置不仅是砖机的保护神，也是细碎设备的保护神，应在锤式破碎机等细碎设备前增加除铁装置，以免造成设备的损坏，影响正常生产。
　　36选择经济合理的颗粒级配颗粒级配是否合理，直接影响煤矸石砖产品的质量和成本。我国煤矸石原料的塑性指数相差甚大。因此对生产煤矸石砖的原料粉碎颗粒级配要求也不一样。
　　一般情况下，塑性指数高的煤矸石原料，最大颗粒可以适度放大，这不但能提高细碎设备的生产效率，而且不影响产品的成型。反之，塑性指数小的煤矸石原料，细碎后最大颗粒应小些。粉碎后原料比较细时，虽然可提高原料塑性，成型容易，产品外观好，但粉碎成本加大，机械磨损加快。粉碎后颗粒比较粗时，虽然设备产量高，但坯体外观和产品强度受到影响，特别是生产装饰多孔砖和多孔非承重空心砖砌块时，合理的颗粒级配显得更为重要。所以，应当根据不同的煤矸石原料和生产的产品类型，合理地选择原料细碎后的最大颗粒粒径，以满足成型要求和发挥设备最大生产能力。四川某科研所的研究表明，同一原料颗粒控制在35mm以下时，煤矸石砖的抗压强度为1478~1653MPa颗粒在25mm以下时，抗压强度为2873MPa后者比前者强度高出近1倍；颗粒在025mm以下时，抗压强度为6310~708MPa后者又比前者强度高出2倍多。这些数据足以说明颗粒级配的重要性。
　　确定煤矸石制砖原料颗粒级配的原则主要有两点：一是原料中各级配颗粒含量基本适应制砖的要求；二是最大颗粒和05mm以下颗粒含量应满足制砖的要求。最大颗粒和0. 5mm以下颗粒含量随产品的变化而变化。建议煤矸石实心砖原料最大颗粒粒径应小5mm以下的颗粒应占60%以上；多孔砖原料最大颗粒粒径应小于2mm05mm以下的颗粒应占65%以上；壁薄的非承重空心砖原料最大颗粒粒径应小于15mm，05mm以下颗粒应占70%以上；清水墙装饰多孔砖和保温烧结砌块原料最大颗粒粒径应小于；12mm，05mm以下的颗粒应占85%以上（法国O.GI公司提出最大颗粒小于1mm，0. 5mm以下的颗粒应占90%以上）。
　　综上所述，煤矸石原料的破碎应遵循的原则有三点：一是注意煤矸石本身的物理性能，主要指含水率、硬度、塑性指数；二是注意破碎设备对煤矸石原料的适应性，主要指设备的破碎原理和生产能力；三是注意不同产品对煤矸石原料级配的不同要求，主要指最大颗粒和05mm以下颗粒含量。只要我们紧紧抓住煤矸石破碎这一重要生产工艺环节，在保证成型和焙烧质量的前提下，就一定能生产出符合国家标准的优等产品。
　　4：2005-