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矸石砖产品生产技术发展趋势分析

第一节 产品生产技术发展现状

我国的煤矸石综合利用始于20世纪60年代。我国煤矸石主要的利用的途径有两个方面,一个方面是利用煤矸石作燃料发电,另一方面是把煤矸石作原料生产建筑材料。

在建国初期,当时人们的环境保护意识不强和科学水平技术落后,对煤矸石在堆放过程中可能造成的环境污染破环及对人体健康的危害认识不足,一开始就忽视了煤矸石可能造成的环境污染问题和无害化处理再利用。自从1985年我国国务院颁布了《关于开展资源综合利用问题的暂行规定》,把开展煤矸石综合利用确定为我国的一项重大经济技术和政策,此后我国的煤矸石利用事业进入了全所未有的大发展时期,煤矸石的无害化研究也得到重视。不少矿区建起了煤矸石制砖厂,用煤矸石作燃料发电也得到了长足的发展。

但是我国的煤矸石再利用率与发达国家相比还是差距很大,尚未达到发达国家的中等水平,且我国的煤矸石利用技术落后,都是些简单的处理,而没有高技术高水平的处理利用。所以煤矸石回收再利用还是一项艰巨的任务。

目前,以煤矸石为主要原料生产的煤矸石砖产品仍以实心砖或者低孔洞率的多孔砖为主,产品规格单一,质量水平相差甚大,个别企业粗制滥造,多功能和多用途的产品有待进一步研究开发。从企业生产规模看,70~80年代建成的煤矸石砖生产线,人均年劳动生产率为8~15万块;产品基本上为标准实心砖,近几年建成的煤矸石砖生产线,人均年劳动率比上世纪80年代前提高了4~5倍,达到了30~70万块,个别以多孔砖和空心砖为主。从2002年开始,天津墙材协会等单位开展了保温烧结砌块的试制研究,对孔型尺寸和排布方式进行了合理的设计,产品的导热系数可降至0.3 W/M·K以下。

不可否认,国内煤矸石制砖机设备近几年发展较快,虽然在引进消化发达国家关键设备的基础上,个别真空挤出机、细碎对辊机、窑炉热工设备及控制系统的整体水平已接近了发达国家的水平,基本上可以满足国内煤矸石砖硬挤出生产的需要。但就目前生产现状看,煤矸石制砖机设备五花八门,先进的设备并未得到普遍推广。砖瓦设备规格型号有近百种,国家产业政策明令禁止的小砖机还在使用,设备配套性不强,仍是一个突出问题。从煤矸石细碎设备来看,单机产量还不高,对原料含水率过于敏感,电耗较高,主要易损件耐磨性能还需要加强。从混合搅拌设备来看,可选择的设备仅限于2~3种,不是搅拌机,就是轮碾机,其他设备用的很少。从真空挤出机来看,挤出机工作压力在长期使用过程中普遍偏低,真空度不能长期稳定,直接影响了产品质量。

第二节 产品生产工艺特点或流程

一、煤矸石制砖的基本原理

煤矸石主要组成化学成分有二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、碳、氧化钙、氧化镁、一氧化二钠、一氧化二钾,五氧化二磷和三氧化硫,还含有少量的氮氢元素,这些元素含量和粘土的组成化学元素相近,所以煤矸石的物理化学性质也就和粘土的化学性质相近,可以代替粘土进行制砖。但是煤矸石由于粘土质和有机腐殖质含量没有粘土高,煤矸石的可塑性也就相对较差,为了达到制砖原料的可塑性要求,所以在制砖的过程中,工艺程序也较之更多。首先将煤矸石进行破碎,达到制砖的粗碎的粒径要求后,加水搅拌输送到陈化仓内进行陈化,增加可塑性。原料经过一定的陈化时间后,用多斗挖掘机将其通过胶带传送机输送到高级细碎机,细碎后再送入搅拌机进行加水搅拌,使煤矸石的小颗粒与水充分的混合,使得原料混合均匀达到制砖对可塑性的要求。之而便可以将处理合格的煤矸石原料输送到挤砖机内,进行成型挤出,程序后的煤矸石砖坯送入干燥窑内进行干燥,干燥后的煤矸石砖坯便可以输送到内燃烧焙烧隧道窑进行焙烧,直至烧成,达到硬度要求,再经冷却,便得到了煤矸石砖。

二、现行煤矸石制砖的工艺流程

煤矸石的制砖工艺流程主要有原料选取、原料预处理、原料成型、砖坯干燥和砖坯焙烧五个环节。

1、原料选取

煤矸石的化学成份和物理性能必须满足制砖的要求,另外煤矸石原料的输送条件和各种场地能满足原料选取的规模。

2、原料的预处理

1)剔除杂物与有害成分

煤矸石常含有杂物如废铁、有机物、料矸石等,废铁一般情况下采用电磁除铁器去除废铁,有机物或料矸石等杂物采用机械或人工方法清除,同时对于有害颗粒,破碎程度愈细愈好,氧化钙颗粒小于1毫米时,就不会对制品结构产生破坏。

2)原料粗碎及粗碎设备选择

煤炭开采和加工洗选过程中排放的煤矸石颗粒粒径一般都大于10毫米,这样大的粒径明显不符合煤矸石制砖的颗粒要求,故在煤矸石制砖之前,首先需要将煤矸石进行粗碎,粗碎到2好毫米以下才送入到细碎机。粗碎设备一般有四种:分别为颚式破碎机、粗锤式破碎机、锤式破碎机和笼式破碎机。

a.颚式破碎机

颚式破碎机的破碎原理是采用四杆机构使得摆动颚往复摆动,进而对物料破碎。颚式破碎机用于破碎粒径小于500毫米的物料块,破碎比一般为4-6。矸石常使用颚式破碎机对原料进行粗碎,为二级破碎做准备。颚式破碎机破碎物料的含水率不大于10%。

b.粗锤式破碎机

粗锤式破碎机的破碎原理是物料进入,首先被横梁挡住,被高速运动的板锤冲击,再而进入破碎腔破碎,物料收到板锤的打击和反击板的撞击及物料之间的撞击而破碎。粗锤式破碎机适用于破碎平均直径小于500毫米的物料块,破碎比一般为4-6。同样也用于粗碎,为二级破碎准备。

c.锤式破碎机

锤式破碎机的破碎原理是利用铰接的快速回转的锤头的冲击力打击物料来进行破碎。锤式破碎机的破碎比可以达到20-30。但其对煤矸石原料的含水率有严格要求一般不超过8%,另外物料中的硬块如铁块等必须进行清除,否则容易破坏机器。

d.笼式破碎机

笼式破碎机的破碎原理是物料从装料斗进入到两个彼此相对的笼子的中心部分,物料首先遇到最内部的钢圈,与钢条的猛烈撞击而破碎。笼式破碎机对原料的含水率要求不高,一般只要求原料的含水率不超过12%就行。另外笼式破碎机还能起到对多种物料进行边破碎边混合均匀的作用。

3)典型的煤矸石破碎布置方式

煤矸石原料进行细碎的条件是煤矸石的粒径小于2毫米,而一般一次性的机械破碎很难满足这样的粒径要求。所以一般煤矸石的粗碎通常采用两级破碎,采用两台破碎机械进行结合破碎,通常煤矸石粗碎的两台破碎机械的组合方式有三种,分别为:

粗锤式破碎机+笼式破碎机

粗锤式破碎机+锤式破碎机

颚式破碎机+锤式破碎机

4)煤矸石原料颗粒配级

煤矸石原料的粒径是煤矸石砖质量的保证基础,粒径的配比是否合理也是原料成型成败的重要元素。更关系到制出的煤矸石砖的承载能力的大小,煤矸石制砖原料的粒径要求是0.5毫米以下的颗粒应占到60%以上,最大的煤矸石颗粒粒径不得超过1.5毫米。否则原料难以成型,即使成型的煤矸石砖也会出现裂纹,承载能力低下,不能承载建筑物的重量。

5)煤矸石原料的配比

煤矸石的原料配比主要是指原料的发热量与原料的可塑性。原料的可塑性指数是指煤矸石制砖时挤出成型的重要指标,是能否生产出高质量煤矸石砖的先决条件。一般最佳的可塑性指数为10-13,当其低于7时,原料就难以挤出成型砖坯了。另外原料的发热量为400-500千卡为适宜。

6)煤矸石原料的陈化

原料破碎后,原料颗粒内部还有很大的应力,可塑性还是很差,因此为了原料颗粒内部的应力,使颗粒内外原料性质基础尽量保持一致,提高原料的可塑性。煤矸石粗碎后向破碎了的煤矸石颗粒中加入足够的水分,搅拌均匀后输送入陈化室,陈化时间一般不少于三天,经过陈化后的煤矸石原料成型的砖坯表面光滑,干燥裂纹也得到杜绝。

7)煤矸石原料陈化库布置形式

煤矸石原料陈化库布置形式与投资资金多少、煤矸石制作数量规模以及原料情况有关,实践中常采用下面4种形式。

a.隔仓堆放装载机取料陈化库

隔仓堆放装载机取料陈化库采取在车间内地面以上进行间隔的方式,三面为隔墙,一面敞开,每个隔仓的大小一般按一天或半天的原料用量来设计,隔仓的数量按原料需陈化的时间长短来确定,其布料一般为圆锥形堆料,采用胶带输送机刮料或者采用一条可逆配仓皮带机定点卸料,料堆点在料堆纵向中心线上,首先定点堆料成一圆锥形料堆,然后刮料设备前移或可逆配仓皮带机前移一段距离,停下堆第二层,第二层料的形状是覆盖于圆锥一侧的一个曲面,之后再前移、停下、堆料,直至堆料完成,这种布料方式多用于物料的成分波动不太大,对均化要求不太高的场合。其取料一般采用装载机侧面取料将原料送入下道工序的箱式给料机中。这种陈化均化库一般在中小型砖厂使用。

b.隔仓堆放人工取料陈化库

隔仓堆放人工取料陈化库与上一种布料方式相同,其间隔采用四面均设隔墙的方法,厂房不考虑装载机的工作空间,建筑面积小,存料量比上一种多,陈化效果也因与空气接触少而比上一种好,由于采用地下胶带输送机出料,其基础工程投资高于上一种。胶带输送机上方的地面处留出料口,并盖上盖板,当出料时,将盖板拿掉,原料会自然溜下一部分,然后通过人工将原料扒到出料口,并卸到胶带输送机上。此设计虽然工人劳动环境较差,但工人劳动强度低,生产动力消耗少,总体投资不大。对于年产6000万标块的煤矸石砖厂,每班只需两人就可以达到生产要求,因而,这种陈化均化库适合在中小型砖厂应用。

c.纵向挖料陈化均化库

纵向挖料陈化均化库是按照相邻的成型工段的厂房模数宽度为基准,根据国产多斗挖掘机的尺寸大小,尽量缩小无用空间,使库存原料最多,宽度一般以18米为宜;根据多斗挖掘机仰角为30°,俯角为20°的特点,将料库设计成半地下式,厂房高度在lO米以下,可逆配仓皮带机平台高度在8米左右,这样多斗挖掘机的斗架长度可以在10.6米左右,可以使陈化均化库库存量最多。该设计平台采用外探悬挑的形式,并在背面设计皮带走廊,既保证了落料要求,又使陈化库比较稳定;其取料采用多斗挖掘机,只需一人操作多斗挖掘机,减轻了工人的劳动强度,提高了工作效率,现在,国内比较现代化的煤矸石砖厂大多采用了此种陈化均化库。根据需要也可在料库纵向方向上将料库间隔为多个单料库。

d.交叉挖料陈化库

挖料陈化库的布料一般采用波浪形(或称锯齿形)堆料,堆料点位于料堆纵向的若干条平行线上,堆料设备先在料堆底部的整个宽度内堆成若干相互平行而又紧靠着的、横截面为等腰三角形的条带。继续堆料时,将等腰三角形成的波谷填满,并形成新的波谷,如此不断地填满波谷直至完成堆料。这种堆料方式可以减少堆料时的粒度离析现象。该陈化均化库的布料方式一般采用在料库纵向上使用一条可逆配仓皮带机,在可逆配仓皮带机两端的横方向上分别采用一条可逆配仓皮带机的方式。其出料采用夯车式多斗挖掘机,挖斗在料库宽度方向上左右移动,均匀取料,将原料倒入与夯车式多斗挖掘机固定在一起,可以与夯车式多斗挖掘机在料库纵向上移动的胶带输送机上,再输送到料库一端沿纵向布置的胶带输送机上,并输送到下一个工段。该陈化均化库布料设备需悬吊在厂房屋架的下弦,对厂房的要求比较高,增加了建筑造价。|其料库根据工艺布置的需要,一般采用半地上式设计,地面以上部分在1.5米左右,原料除上部外,基本都处于封闭状态,原料的陈化效果很好,料库的四面均有隔墙,料库利用效率特别高。交叉挖料陈化均化库采用全自动匀速运行控制,它将在以后的自动化程度比较高的大型工厂中逐步得到广泛应用。隔仓堆放装载机设备简陋,投资低。隔仓堆放人工取料陈化库厂房投资低,存、取料灵活纵向挖料陈化库厂方投资稍高,自动化程度高。交叉挖料陈化均化库厂房投资最高,自动化程度高。隔仓堆放装载机取料陈化库适宜在小规模生产线中使用,隔仓堆放人工取料陈化库和纵向挖料陈化库在国内年产6000万标块生产线中广泛采用,本设计采用了上述两种陈化库。交叉挖料陈化库多在引进项目中,规模在1.2亿标块的生产线上应用。

3、煤矸石原料成型(挤出成砖坯)和成型设备选择

1)原料挤出成型砖坯要求

首先,应根据原料收缩率的不同,选择适宜的机口尺寸与切坯厚度,这样才能保证坯体烧成后的几何尺寸符合国标;其次,成型坯体应表面光滑,不允许出现裂纹、烂心、断肋、缺棱少角等现象,再者,也可增加喷砂、压花工艺,提高砖表面质量。

2)煤矸石砖成型砖坯设备的选择

按照国际公认的标准,挤出成型机分为两大类:硬塑挤出成型和软塑挤出成型。根据煤矸石原料的可塑性进行选择成型设备。

4、煤矸石砖坯干燥

煤矸石砖坯干燥是利用通入的热风排除成型坯体中化学结合水以外的吸附水过程,干燥时温度要适中,一般要求控制在120摄氏度左右,温度过高,易造成坯体脱水过快而产生裂纹;温度过低,坯体脱水太慢会影响产量,坯体脱水要平稳,应保证排潮湿度接近饱和(在95%与100%中间),使高温水气及时排掉,防止砖坯吸潮垮塌,即所谓的回潮现象,经过干燥的砖坯,其含水率应小于6%,如果湿度太大,会使制品在焙烧时发生回潮现象影响强度,甚至倒塌。

1)煤矸石砖坯干燥设备类型

煤矸石砖坯干燥设备按不同操作方法分为:间歇式、连续式;按结构特点分为室式、隧道式。

a.室式干燥室

室式干燥室是一种间歇式干燥室,其操作按间歇、周期性的进行。待干燥的坯体放在室内的托架或小车上,然后通过风管将干燥介质送到干燥室内,并按一定的干燥制度进行周期性的控制。干燥完毕后,将干坯全部卸出。干燥介质多为热空气,热空气可直接利用窑炉余热,也可用空气—蒸汽预热器获得。室式干燥室通常由多个室组成,并划分为若干个组,以使每一组的干燥室可分别处于不同的干燥阶段。

b.煤矸石砖坯隧道室干燥室

煤矸石砖坯隧道室干燥室是一种连续式干燥室。一般有数条隧道并列组成,每条隧道内设有轨道,待干燥的坯体按照一定的码坯形式放在彼此相接的干燥车上,干燥车白隧道的一端有顶车机推入干燥室内,干燥好的坯体由另一端推出。干燥介质直接送入干燥室内,其流动方向与坯体运动方向相反,即逆流作业。

隧道干燥室的干燥介质多为热空气或烟气。其送风方式有集中下送风、集中上送风、分散下送风、分散上送风、分散下送风与分散侧送风相结合等;排风方式有集中下排风、集中上排风和分散侧排风等。隧道干燥室的优点是适于大规模生产单一品种的干燥,产量大,热利用好,热耗低,干燥制度也稳定,干燥过程易于控制和调节,劳动条件好。目前在我国制砖工业的人工干燥中广泛应用。隧道干燥室内的热空气是水平方向流动。干燥室进车端处于负压下进行,易漏入冷空气,造成室内气体分层现象,即上热下冷,温度分布不均,从而坯体干燥也不均匀。因此,此种干燥室在设计和实际生产中应尽量采取措施克服气体分层的不利影响,如造成干燥室内气体的搅动,改变运动方向:合理选择送、排风方式;提高干燥室墙砌体、干燥门以及检查孔洞等部位的气密性能等。

c.煤矸石砖坯大断面隧道干燥室

煤矸石砖坯大断面隧道干燥室采用隧道式,该干燥室采用的循环布风系统,由循环风机抽取来自干燥室内较低温度段的湿热空气与辅助送热风机提供的热空气混合,作为循环气体,在干燥室较高温度段,从干燥室顶部喷入干燥室内,从而在干燥室内形成循环风系统,从而使干燥室通道内空气温度、湿度得以保持均衡,砖坯与干燥介质湿热交换良好,砖坯收缩均匀,可在保证质量的前提下实现快速干燥。干燥室热源来自隧道窑冷却带余热、部分高温烟气热。这些含热气体用引风机送到干燥室,经过与坯体湿热交换、净化后的烟气通过排潮风机排入大气。干燥室的承重结构为砖混结构,充分利用当地建筑材料进行砌筑,墙体与顶部设置隔热保温层,保证干燥窑的热效率。

5、煤矸石干砖坯烧成

烧成是将干燥好的坯体经高温焙烧使其成为成品的操作,在窑内通过气体和物料之间逆向流动产生热交换,从而实现坯体生料变为熟料的热处理过程。焙烧室一般分为三带,从进车端依次为预热带、烧成带、冷却带,在烧成带,坯体达到烧成温度,坯体内部进行着激烈的物理、化学、物理化学及矿化学反应,这时所供空气量一定要足,让砖坯充分燃烧,在冷却带,坯体冷却不能太急,否则也要影响产品质量。整个烧成曲线呈现马鞍形,中间高、两端低,在原料稳定的情况下,操作时一定要调整好风量,严格按照烧成曲线来控温,这样才能保证焙烧的成品率。

1)煤矸石干砖坯烧成设备的形式

目前我国煤矸石空砖的焙烧窑炉一般分为三种:轮窑、直通道三心拱轮窑、大断面平吊顶隧道窑。近年来,隧道窑焙烧技术得到较快发展,特别是大断面平吊顶隧道窑的设计和使用,正在不断走向成熟和完善。

a.轮窑

轮窑是一种连续式焙烧窑炉,它在我国当前中小型砖瓦厂普遍使用。轮窑的焙烧空间是长的环形隧道,隧道内没有横隔墙,隧道外侧等间距的开有窑门,通常从门数来表征轮窑的规模。砖坯码放在焙烧道中,成固定不动的坯垛。煤从窑顶的投煤孔投入燃烧,“火焰”沿隧道连续不停的运转。“火焰”的前面连续装窑,后面烧成的产品不断出窑,所以轮窑是一种连续窑。来自冷却带经过砖垛加热的高温气体供焙烧带燃料燃烧,焙烧带燃料燃烧的产物——烟气经过预热带,能充分地预热砖坯,使排出的烟气温度较低,约100-150摄氏度。

b.直通道三心拱轮窑

直通道三心拱轮窑是在传统型轮窑的基础上开发出来的。它的主要特点是:

上拱平缓,烧成时窑断面温差小,热气流阻力低于传统轮窑,火行速度快,产量也高于传统轮窑。

支烟道和主烟道基本上在地平面以上,减少了地下工程,省去了弯窑部分,易施工,烧成操作方便,不受地形限制,可灵活布置

实现机械化装出,减轻工人劳动强度,和装出窑高温作业

与大断面平吊顶隧道窑相比,造价低廉。

c.大断面平吊顶隧道窑

大断面平吊顶隧道窑是煤矸石空心砖生产中先进的窑型。和其它窑型相比,它具有产量大、产品质量好、节约燃料、劳动生产条件好一系列优点。在发达国家,大断面平吊顶隧道窑较为普遍,我国近年来随着新型墙材的发展,大断面平吊顶隧道窑数量不断增加,水平也在不断提高,相继建设了不少断面宽度分别为4.6m和6.9m隧道窑。大断面平吊顶隧道窑的特点:

品质量好:隧道窑的结构系统、热工测量及调节系统等优化设计保证了制品的烧成制度(温度、压力)的要求,不仅保证产品合格率,而且应尽量提高一级品率。

生产产量大:合理确定断面尺寸后,采用相应的技术措施,制品能在窑内码垛有较好的焙烧环境,满足砖瓦行业高产量的要求,通常为4.6米宽,130米长的隧道窑可满足3000万~4000万块/年。

热效率高:这种隧道窑大多采用新型的保温材料,注重窑体的保温和密封,窑车采用轻型窑车,充分利用余热利用、降低燃料消耗,焙烧全煤矸石空心砖隧道窑还设有换热系统供热给生产车间和部分办公室供暖。

机械化、自动化程度高:隧道窑的窑车运转、窑门的开启与关闭,烧成制度的控制等均可实现机械化和自动化操作和运转,从而达到了提高产量、质量、降低能耗,改善劳动条件的目的,也降低了长期生产成本。

产品方案灵活:在生产过程中,对产品品种、规格、变化有较强的适应性。

窑炉结构轻型化:由于断面大,窑顶结构大多采用轻型窑顶结构,悬挂室吊顶,窑车采用轻型结构、降低窑车蓄热量。

6、现行煤矸石制砖工艺流程图

根据以上煤矸石制砖工序的说明,我们可以总结得到现行煤矸石制砖的工艺流程图:

现行煤矸石制砖的工艺流程图

 

第三节 国内外生产技术发展趋势分析

1、产品的高起点

实心煤矸石砖高起点主要体现在三个方面:其一是高强度,作为承重材料或基础材料,其强度应定位在30MPA以上;其二是装饰性,作为外墙承重和装饰作用,也可用于宾馆饭店及别墅艺术墙用;其三为道路广场用砖,充分发挥其高强度和装饰性两大优点,铺设广场、道路及花园绿化人行道等。进一步提高强度,还可作为停车场面层铺设装饰。高强度装饰煤矸石砖用于外墙装饰道路、广场的铺设,不仅美观典雅,而且人行时防滑安全。当然不是所有煤矸石原料都能生产高强度的装饰实心砖,只能在试样的基础上,选择相应的工艺装备,才能实现实心煤矸石砖的高起点,如北京东方欧派生产的产品。为了改善煤矸石原料生产高起点的装饰实心砖(包括装饰多孔砖),可以煤矸石为主,根据当地的资源实际,适当掺入一些页岩、陶土或耐火土,通过实验确定合理的掺配比例,以满足生产高档次装饰砖的需要。

煤矸石多孔砖高起点主要体现在四方面:一是承重功能。煤矸石多孔砖主要用于砖混结构承重墙体,必须保证其强度值在10MPA以上,这是国家强制性标准对强度的最低要求,我建议应在15MPA以上。二是装饰性,特别是多孔砖用于住宅和工业性建筑,要能满足做清水墙要求。能做清水墙不但比用砂浆粉刷的效果好,而且会明显降低建筑外墙装饰费用。三是较高的孔洞率。煤矸石多孔砖由于强度的需要,不可能无限制地提高孔洞率,根据德国对“空心砖孔洞与砖墙承载能力的影响”研究成果,当孔洞率不超过35%时,垂直孔多孔砖空心砖墙的强度相当于实心砖,当孔洞率在40%~55%时,即使砖的强度较高,但墙体强度相对降低。这是因为当砂浆受压而产生侧向膨胀时,砖的内壁提前突然折断。按照这一研究成果,国内煤矸石多孔砖孔洞率应在30%~38%之间。这样既保证了强度,又保证了较高的孔洞率。四是符合建筑节能的要求。煤矸石多孔砖主要用于墙体,而墙体又是建筑的主要围护结构,它的隔热保温性能好坏,直接影响建筑节能的效果。为了提高煤矸石多孔砖的节能效果,除保证足够的孔洞率外,应大力推广条矩形孔,使煤矸石多孔砖导热系数降到0.55 W/M·K以下。

煤矸石多孔砖是矸石砖的主流产品,除少量原料生产高档次实心砖和空心砖外,基本上生产多孔砖。提高煤矸石多孔砖孔洞率和热工性能,不仅能提高煤矸石资源和设备的利用率,而且会提高干燥和焙烧速度,尽量提高产量。由此可见,下工夫提高煤矸石多孔砖孔洞率,设计合理的孔洞形式,实现煤矸石多孔砖承重、装饰、节能的复合功能,是非常重要的。

煤矸石空心砖和空心砌块高起点主要体现在以下3方面:首先是高孔洞率,只有高孔洞率,才能把建筑自重降下来;再就是块体要大,以适应双手砌砖为前提,这样可以减少砂浆层,降低热桥,改善砌体的热工性能;最后是空洞形状及排列形式,对于空心砖和空心砌块,不能为大圆孔,只能为长条孔,并且尽可能地增加孔洞排列排数,延长热传导路线,降低导热系数。煤矸石空心砖和空心砌块用于框架结构或混凝土剪力墙结构的填充材料,产品的特点应该是:轻质、节能、薄壁、大块。

利用煤矸石生产空心砖和空心砌块,特别是大块、多排多矩形条孔,一定要保证煤矸石塑性指数在9以上,如果塑性指数过低,真空挤出机因多孔而摩擦力较大,就会造成成型困难,电流过大,耗电过高。但就目前生产的大三孔或大二孔空心砖来说,即就是塑性指数较低(在6.5以上),也能顺利成型。

建议高起点的煤矸石空心砖和空心砌块,其强度大于3.5MPA,密度为600~900kg/m3,孔洞率在50%以上,导热系数降到0.4W/M·K以下。

2、生产工艺的高起点

原料粉碎方面:原料的粉碎处理是保证产品质量和直接影响产品成本的重要环节之一,一定要考虑四个因素:①煤矸石的含水率;②煤矸石的硬度;③产品对粉碎后的颗粒要求;④粉碎工段的整体除尘设计。针对以上四个方面,按照当地煤矸石的实际,选择适应性强的粉碎设备。

原料处理方面:原料处理方面除正常的搅拌工序外,其深加工最少应保证一台轮碾机或一台细碎对辊机,可以增强原料的细颗粒成分,提高产品强度。陈化处理,是大多数煤矸石砖厂必设工序,陈化的作用这里不再详述,通过陈化,可以提高塑性改善成型性能,提高产品外观质量。根据有关单位对我国79个地区煤矸石塑性指数的抽样调查,其塑性指数平均值为7.36。因此,加强原料处理,提高塑性是完全必要的。

挤出成型方面:按照我国大部分煤矸石塑性低的特点,成型挤出机应选择双级真空挤出机,采用半硬塑或硬塑成型,其成型压力应大于2.0MPA,真空度小于-0.09MPA。对于塑性指数在10以上时,可以适当降低挤出机工作压力。

干燥焙烧:根据对我国51个地区煤矸石干燥敏感系数的分析,其中85%的煤矸石原料为低干燥敏感的,其平均值为0.74。从干燥收缩来看,平均值为2.58%,大多数干燥收缩率低于5%。依据试验结果,我国煤矸石砖生产工艺应以一次码烧为主,并尽可能地采用快速干燥方式、隧道窑焙烧。一次码烧有许多优点,其主要表现在成型水分低,工艺简单,劳动定员少,劳动效率高,便于管理,易实现机械化和自动化。如果原料允许,应尽可能采用一次码烧工艺,尽可能地选择先进的平顶隧道窑。轮窑虽然建设成本和电耗低,但由于体力劳动的强度较大,高温环境下装出窑,工人的工作条件太差,在发达国家已基本淘汰。近2年,许多轮窑厂招工难、工价高,生产成本也不断上升。随着我国国民经济的发展,人们生活水平的不断提高,呼唤机械化和改善劳动条件的呼声越来越强烈。因此,发展先进的一次码烧隧道窑也是必然趋势。

3、生产规模和管理上的高起点

煤矸石砖厂规模化集约式生产也是实现高起点发展的重要方面,规模上不去,生产效率提不高,企业就无法有足够的回报,市场竞争能力也就比较弱,就我国效益好的几个企业分析看,基本都具备了一定的生产规模,黑龙江的双鸭山、吉林光大等,年产量均在6000万块以上。从管理角度讲,规模化生产、大部分工艺工序实现了机械化和自动化,如果管理跟不上,也无法实现产品质量高起点和企业经济效益的增长。陕西咸阳周陵砖厂和原西安达声空心砖厂与上百家砖厂同属一个区域,原料基本相同,甚至工艺设备型号也一样,产品质量也不一样,其售价每万块砖高200元,还出现市场供不应求。行业内人士都知道,同样是高起点生产线,同样是煤矸石原料,许多企业经营困难,连年亏损,甚至面临倒闭,而管理好的双鸭山东方公司煤矸石砖厂、吉林光大煤矸石砖生产线,山西潞安煤矿新型墙材厂煤矸石砖生产线等,产品质量好,市场受欢迎,连续多年被国家墙体屋面材料质检中心评为优等达标产品。这些厂的兴旺发达,根本的一条就是走出了适合自身特点的高起点管理之道。




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