一、概述

    本生产线以年产1.2亿块（折合标准砖）煤矸石烧结空心砖生产规模为起点，并以全部采用国产制砖设备为基础，采用“一次码烧”生产工艺，选择锤式破碎机加筛分的原料处理方式，配备自动化可逆布料机的大型陈化库，以2台JZK60/60-3.5双级真空挤出机硬塑挤出为主力机型，装备自动化编组的切码运坯机组，焙烧设备选择2条6.9m×132m（或4条4.6m×132m）大断面吊平顶隧道窑，使这条生产线的生产能力、技术水平和经济指标均达到国内一流水平。

二、设计指导思想

“贪大，但不求洋”是贯穿整个设计过程的总指导思想，“贪大”就是要上规模，要有规模效益，“不求洋”就是实事求是，不搞花架子，一切讲求实际，既要保持本生产线的技术先进性，又要保证本生产线的经济可行性，最终以实现经济效益为设计目的。

本着“技术成熟、设备先进、投资合理、产品一流”的设计原则，我们针对煤矸石原料的特性，决定采用“强化原料加工处理、硬塑真空挤出成型、一次码烧自动码坯、大断面隧道窑焙烧”的技术路线，并且全部采用国产设备，运用新设备和新工艺等关键技术，始终以确保产品质量、降低生产成本为宗旨，从而确保生产线的技术经济指标在国内处于先进的水平，使之在投产后能够迅速产生经济效益。

根据年产1.2亿块煤矸石烧结空心砖生产线的建设需要，本文主要对生产线的工艺方案、主要生产装备、电气自动化、建筑及结构、环境保护与节约能源、投资估算、技术经济等内容进行介绍，供同行们参考和交流。

三、原 料

煤矸石（colliery waste）是煤炭开采过程中排弃的固体废弃物，他是煤层周围渗有可燃物质的岩石，可以用于做砖的煤矸石主要由碳质页岩、泥质页岩和沙质页岩组成，所以，有人把煤矸石称为“有发热量的页岩”非常形象。我们常见的煤矸石有三种形式，井下排出的煤矸石、洗煤厂排出的煤矸石和自燃过后的“过火矸”。井下排出的煤矸石通常比较复杂，常常混杂有其他岩石、坑木和建筑废料等，应当注意选择和剔除。洗煤厂煤矸石最理想，不仅杂质少，而且粒度均匀，可以减少初破碎工序。过火矸已经没有发热量并且基本丧失了可塑性，只能搭配使用。

除了化学成分应当符合制砖原料的要求以外，还应当注意不要采用高硫煤矸石，SO₂含量小于1%为宜，避免今后产生严重的泛霜危害。此外，煤矸石的发热量、塑性指数都应当符合生产工艺的要求，达不到要求时，通常采取搭配使用的方法来调整解决。

表1是部分煤矸石砖厂使用的煤矸石化学成分。

表1：部分煤矸石砖厂的原料数据

煤矸石 砖厂简称	化  学  成  分 （ % ）
	SiO2	Fe2O3	Al2O3	CaO	MgO	K2O	Na2O	SO2	LOOS
太原西山	53.53	5.27	36.94	0.77	0.61	0.12	0.85	0.2	/

 

盘江煤电	57.25	9.79	13.59	0.58	0.77	0.08	0.14	微	3.58
邢台矿业	57.81	3.70	30.15	1.56	0.80	0.78	1.50	0.51	1.68
鹤壁煤业	48.15	4.43	19.0	3.93	0.88	/	/	0.51	15.66
埠村煤矿	59.12	5.53	13.0	5.80	2.88	1.25	2.63	微	7.08
扎赉诺尔	67.92	3.54	16.97	0.17	0.80	1.06	2.64	微	4.68
峰峰五矿	55.30	6.53	18.89	3.23	4.26	1.01	1.54	0.21	5.50
淄博王村	65.37	4.40	19.41	0.26	0.43	2.03	0.09	0.41	3.08

 

四、生产工艺

 4.1、 产品纲领及生产规模

产品名称：煤矸石烧结空心砖、承重多孔砖等。

产品规格：240×115×90mm等规格。

生产规模：年产量1.2亿（折合标准砖）。

4.2、 物料平衡

考虑到大多数煤矸石发热量偏高的实际，原料配合比采取80%煤矸石加20%页岩，产品以KP1型砖为计算基准，平均孔洞率按25%计算，每万块砖物料消耗指标为25m³/万块。由此计算物料的平衡结果见表2。

 

表2：物料平衡结果表

说明：以上数据均按KP1型承重多孔砖计算。

4.3、原料处理

原料处理采用由新型反击式锤式破碎机、电磁振动筛、强力搅拌机、机械化陈化库、强力搅拌机组成的强化加工方法。电磁振动筛孔径为2毫米，可确保煤矸石和页岩被破碎以后的粒度小于2毫米。处理过后的粉料加水搅拌后送进机械化陈化库内困存72小时，使原料的物理性能改善、混合均匀，从而满足生产煤矸石烧结空心砖的质量要求。

4.4、成型及码坯

按照“一次码烧”的要求，为保证砖坯强度，选择国内近年开发成功的JZK60/60-3.8高压力双级真空硬塑挤出机成型，挤出压力达到3.0～4.0MP。实践证明性能可靠、质量稳定。国产的高压力挤砖机其性能完全能够满足本项目的要求。

国产的切码运系统和自动码坯机组，虽然能够生产的制造厂家不多，但目前已经有三种选择余地，从实际使用情况看，均能够满足我们的设计要求。

4.5、干燥与焙烧

砖坯的干燥与焙烧均一次码放在窑车上完成，干燥窑与隧道窑保持相同的截面积，装备涡流搅拌气幕技术，可保证干燥窑内各断面上的温度保持均匀，确保砖坯的干燥质量。隧道窑采用我院设计的6.9m（或4.6）×131m大断面吊平顶隧道窑，隧道窑设有温度调节系统、压力平衡系统、空气搅拌气幕、余热利用设施等先进手段，是目前国内最先进的烧砖隧道窑之一。

4.6、工艺流程

            煤矸石  页岩                     成品堆场    

                 

            原 料 堆 棚                        6.9M隧道窑  

 

         反击式锤式破碎机                    隧道干燥窑    

 

               电磁震动筛                  窑炉运转系统  

 

            双轴搅拌机（1）                 自动码坯机   

 

             可逆式配仓皮带机           自动切条、切坯机

 

             陈  化  库                   双级真空挤砖机 

 

           液压多斗取土机                 双轴搅拌机（2） 

4.7、工艺特点

A、原料处理精细

煤矸石采用新型反击锤式破碎机处理，并且由电磁振动筛控制粒度，原料的细度得到充分保证，从而在源头上确保了产品的质量，随后的两次搅拌和陈化库处理，进一步提高了混合料的性能，为提高产品的质量奠定了坚实的基础。

B、陈化库功能多用

陈化库采用移动皮带上端布料、液压多斗取土机下部出料的方式，简单实用、投资比较节省。陈化处理后的物料，其物理性能和均匀性能得到较大提高，适应不同煤矸石空心砖的生产需要，还可以根据生产要求灵活配料、调整生产节拍，为稳定生产创造了条件。

C、砖坯成型质量好

双级真空挤砖机采用国产化的新型JZK60/60-3.5双级真空挤砖机，挤出压力达到3.8Mpa，该设备挤出压力大、挤出速度快、产量高，在国内煤矸石砖厂中被广泛采用，是生产烧结煤矸石空心砖、煤矸石空心砖和高掺量粉煤灰烧结空心砖的关键设备。

D、自动化程度高

本生产线的切码运系统、隧道窑与干燥窑的运转系统以及热工控制系统，均可以实现电子计算机自动化控制，实现生产过程的自动化。大大降低劳动强度、提高生产效率。

E、干燥技术先进可靠

均匀布风、控制流速、减少温度上下分层，是提高干燥效率和成品率的最有效的手段。“涡流发生器”空气搅拌技术，保证了干燥窑内的气流达到最佳的状态，有效地提高了干燥效率。

 

 

 

 

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2008-08-01