预拌干粉砂浆生产线的最新发展

1、 预拌干粉砂浆生产线的最新发展吴漫天1 andreas michelfelder21. 摩台克机械设备（上海）有限公司2. m-tec, neuenburg/germany概要：建筑现场搅拌砂浆的做法在新兴工业国家比如中国依然非常普遍。但是，至少在西欧国家，预拌干粉砂浆产品几乎已经完全替代了前者，成为新的趋势。在欧洲，每年有近百种不同的干粉预拌砂浆在生产，总产量大约在0.415亿吨。为满足不断增长的需求，选择一种能满足未来需求并可随时扩大生产的生产设备显然是非常重要的。在欧洲，塔式生产系统被普遍采用，但是，在特殊条件下，其他类型的生产系统也能产生较大的经济效益。关键词：干粉砂浆；设备构成；计量

2、；混合；设计元素1 简介 图1. 带成品料仓的塔式生产线仅仅在欧洲，大约790套的灰浆和干粉生产设备每年生产0.415亿吨的干粉预拌砂浆产品，此外还有350万立方的湿拌砂浆产品，产品种类达到上百种（图 1）。正是因为成熟的生产系统的设计，使得砂浆新产品的不断开发和使用、新材料（特指：更加有效的添加剂）和新生产工艺的使用成为可能。同时，现代建筑业也对干粉产品提出更高的要求，不仅表现在功能上，而且表现在建筑装饰个性化要求方面。为满足不断增长的需求，选择一种能满足未来需求并可随时可以扩大生产的生产设备显然是非常重要的。2干粉砂浆 一种高端的创新产品建筑材料科技的快速发展要求具有高附加值的高端建筑干粉

3、产品。现代的、计算机控制的生产设备能完全达到这种需要的高质量标准。当生产线的使用与先进灵活的运输方式以及在建筑工地的高效率的施工设备结合起来，不仅能提供比现场搅拌的砂浆高得多的性能，而且能保证一致的、稳定的高质量的施工。现在，无论是散装的预拌砂浆产品还是不断增长的新型特殊产品的“即时化”生产已经成为可能。预拌干粉砂浆生产系统需要配备精确的全自动的工业称量装置，以使得系统可以达到无论是主料还是添加剂配料时的高标准和质量要求。标准尺寸的塔式生产设备在建设初期一般有814个主料料仓和多达十个小型添加剂料仓，许多更大型的系统也已经建成。如果需要，也可以将成品料仓并入设备系统中，以满足临时有高峰需求的散

4、装产品。3 基本原则，设备构成和设计元素31 基本原则从本质上讲，预拌干粉砂浆产品的生产包括以下基本构成。1 原料的开采和预处理。2 原料的运输和储存。3 配料、称重和混合。4 散装、包装和中间产品的储存。预拌干粉砂浆由骨料，粘和剂和添加剂混合而成，采用用袋包装或散装方式运输到工地，使用气力输送系统或喷浆泵将砂浆直接喷在相应的位置上的现代化建筑材料。开采后经过粉碎、清洗和烘干的石英砂和石灰石砂，都可以作为主要骨料在产品里使用。 图2.正在通过气力输送给生产线输送原料的罐车对原料进行进一步的处理都在预拌干粉砂浆工厂完成。砂可购买成品并采用罐车运输到工厂并用压缩空气直接将其打入到料仓内（见图2），

5、或者，（自行生产砂，）利用斗式提升机或输送带将砂输送筒仓顶部的筛砂机，通过筛分将特定大小和级数的原料投入到相应的料仓内。如果砂在生产线外部已经筛分并通过输送带进行各种级配的砂的输送，可通过旋转分料器或分料阀将输送带上的原料输送到相应的筒仓。另一方面，粘结料如水泥，石灰或石膏灰泥和其它骨料如石英粉、白云石粉、大理石粉、珍珠岩通常都是用罐车运送到工厂，并用罐车自身配置的压力泵将原料吹入料仓中。因为添加剂的使用量小，可以用人工的方式将袋包装或是大包装的添加剂投入到小料仓内。在现代化的设备中，添加剂使用散装料仓运输（这已经成为食品和化工产业的标准运输方式），并使用特殊的防尘填充站投送（见图5）。这样不

6、仅可以避免污染工厂或产品，也可以防止任何危害工作人员健康的风险。32 系统构成 除了因为安全和清理初始原料用的料仓，预拌干粉砂浆生产系统还包括以下部分（图 6）n 砂烘干处理 （如果使用干砂，可只使用筛砂和分级装置） n 原材料储仓的喂料装置n 骨料、粘合剂和添加剂的配料和称重n 适合工艺流程、操作顺序、以及满足所需要的生产线产量的足够生产能力的混合机n 带数据库和显示程序的控制系统，用于控制单个设备或整个系统（见图3）。n 包装部分n 成品料仓、散装系统或可移动散装筒仓 图3. 生产流程的显示（可选择远程遥控和监视） 图4.筒仓运输车和筒仓33 设计元素生产系统的设计受很多因素的影响，其中最

7、重要的是：1 成本及效益2 灵活性3 产品要求4 生产流程5 环保要求还有一些因素同样重要。如下所示，但不仅限于此：1 地理位置2 原料供应3 地方法律4 熟练的劳动力的供应情况5 可用面积6 建筑条例和限制7 交通状况在设计生产系统时，以上所有的因素都会被综合考虑。虽然以上的因素和状况可能会因项目而异，但是仍然存在针对具体目标的基本设计理念。4 生产线的种类根据生产线的布局，系统分类如下：1 紧凑型生产线2 阶段式生产线3 阶段式和塔式组合的生产线4 塔式生产线 图5.紧凑型生产线（手动或半自动操作）图6.紧凑型生产线（全自动操作）在假定各个部件的设计完善的情况下，系统的生产能力列出如下：4

8、1 紧凑型生产线紧凑型生产线设计用于较小产能的砂浆生产（通常是袋包装产品），所以通常设计为手动或半自动操作（见图5），也可是全自动的操作（见图6）。此类生产线的高度很低，使得系统可以很方便的安装在现有车间的水泥地上。这样节省了系统的成本和建造钢结构的成本。通常，20m3的散装筒仓经常被用于六种主要原料（骨料和粘结料）的储存，这些筒仓使用罐车的压缩空气进行上料，所以设计需要可承受的空气压力至少为1bar。每一批次的原料从原料仓通过吊车，人工加料或中间料斗的方式输入到混合机（半自动方式）；或通过输送螺旋持续输送原料到混合机上端的称重斗内，在称重斗内将所有的原料配好（全自动方式）。在此类生产线中，添

9、加剂或颜料是通过人工称重并投放在混合机里。如果需要，可以扩充生产线（后续完成），使系统可以自动称量和投放添加剂（m-tec powerdos 或者fad系统）。在完成所有原料的称重和配料后，直接将称重斗内的原料输送到混合机内。经过一段时间的混合后，利用产品的自重将产品投入到卸料斗内。依靠特别的设计和处理，将斗内混合好的产品通过螺旋，旋转阀或是输送带送入包装机。除此之外，卸料斗还可与大袋包装站和中间转运成品仓相连.这种生产线具有模块化的设计，在建设初期可以只采购和使用混合机。配料和称重人工进行。可在将来逐步实现完全的自动化。这意味着可以在初期保持较低的投资水平，将来可以调整系统，以满足不断增长的

10、生产需求和自动化程度的需求。生产线的生产能力取决于系统的自动化程度、混合机的大小和生产产品的种类。此系统的生产周期时间为240秒，即每小时可以产出15批次。因此，系统最大的生产能力如下：n 3.3方/小时，(混合机容积220l)n 6.75方/小时，(混合机容积450l)随着自动化程度的提高，可相应的提高生产能力，但依然受设备结构的限制。42 阶段式生产线对于阶段式生产线，配料及称重部分与原料料仓都在系统的底层，通过提升装置与上层的生产线部分连接。这种配置允许设备直接安装在地面上，这样就没有必要建立一个独立的支撑结构。此类系统适用于由于地方法规或是地质状况的限制，对系统的高度有所限定的地方。有

11、以下2种布置：421 配置气力输送的阶段式生产线称重系统配有可输送骨料和粘合剂的螺旋（见图7）。但是，添加剂或颜料仍需要人工称量和添加。在配料和称重结束后，秤斗内的材料直接用气力输送装置送入位于混合机上端的斗内。当输送完全完成时，斗内的原料在重力的作用下直接进入混合机。经过一段时间的混合后，利用产品的自重将产品投入卸料斗内，卸料斗可以完全容纳混合机内的产品。最终，卸料斗内的干粉砂浆可以直接进入散装系统。另外，依据特殊的设计，材料也可以直接进入包装机，大袋包装站或中间转运成品仓或通过提升斗投入到成品料仓内。此系统的生产周期时间为240秒，即每小时可以产出15批次。因此，系统最大的生产能力如下：6

12、75方/小时，(混合机容积450l)33方/小时，(混合机容积2200l)图7配置气力输送的阶段式生产线图8. 配置机械输送的阶段式生产线4.2.2 配置机械输送的阶段式生产线如上所述，称量斗用于称量骨料、粘合剂和添加剂（见图8）。在称量和配料完全结束后，用旋转阀和斗式提升机将原料送入混合机顶端的入料口，依靠原料的自重将整批料投入到混合机里。随后的流程如前所述。使用斗式提升机意味着生产后会有残留物，所以在更换产品时清洁很重要。系统的适用范围是产品很少更换或是生产同一个产品组（水泥为主料或是石膏为主料）的状况。此系统的生产周期时间为180秒，即每小时可以产出20批次。因此，系统最大的生产能力如下

13、：13方/小时，(混合机容积650l)44方/小时，(混合机容积2200l)92方/小时，(混合机容积4600l) 图 9 塔式生产线 图10 可扩展的塔式生产线布局图11. 配有多种散装、包装和成品设备的塔式生产线结构图43 塔式生产线在塔式生产线中，原料料仓、配料和称重装置由高到低逐层分布（见图9）。这样的设计特点是系统整体高度较高、占地面积小。模块化的设计使的在建设初期只安装核心部件（四个主料仓）的设计成为可能。以后可以将系统扩展到25个主料仓和16个小添加剂仓。为提高生产能力，特别是针对添加剂，站式的添加剂配料装置（powerdos）、大包装添加剂的计量装置以及中间转运储仓都可以配套在

14、生产线上。在设计紧凑的生产线里，混合塔在中心，周围环绕着不同高度的原料料仓、大包装的入料装置、中间转运仓和袋状材料的配料计量装置（见图10），还有一个或多个添加剂和颜料的计量系统。具备了适当的原始设计和基础准备，生产线可随时模块化的扩展原料料仓和混合线。如果需要，也可在将来配置成品料仓（见图11）。此外，成品料输送装置是一个可逆向、低维护率的全程密封防尘设计的气浮式输送设备，传输中原料没有任何的震动，可以避免在传输过程中预拌砂浆的离析。普通的钢结构支撑着料仓和上述的其他部件。原材料储仓或使用罐车的压缩空气上料或机械的方式上料。砂在最顶层的筛砂机中按不同的级数分类。依据原料料仓的数量，通常在料仓

15、下方并行使用一到两个称斗，使用螺旋或闸板阀完成计量。添加剂计量系统可以完全自动的输送添加剂。添加剂计量系统包括既有设计中的固定的添加剂配料装置（powerdos）或是以后可以继续灵活的装配到生产线中的柔性添加剂计量系统（fad系统）。还有一些基本的设计意味着不用将添加剂倒出，就可以直接从大包装或是中间转运仓中计量添加剂。这样就简化了新产品的开发过程中的大量工作。大包装和中间转运仓都配置了计量螺旋作为标准配置。此外，使用合适的计量卸料站和锥阀使得原材料的储存、转运、配料、计量等环节中保持完全无尘成为可能。（见图12） 图12近乎无尘密封的中间转运仓（ibcs）当配料和称重的工作完成后，称斗内的原

16、料依靠自重立即完全进入混合机中。在经过一段时间的混合后，混合完毕的砂浆也是依靠自重直接落入到卸料斗。通过旋转喂料阀，产品进入以下预定的位置：n 散装头n 包装机n 无尘密封的中间转运仓n 成品料仓这种生产线的生产周期时间主要由产品决定，介于120s到240s之间。即30批次/小时，系统最大产能如下：9.7519.5方/小时，(混合机容积650l)3366方/小时，(混合机容积2200l)69138方/小时，(混合机容积6100l)5. 比较与总结占地面积小，投入低的特点决定了紧凑型生产线适用于小产能的特种产品并可以逐步实现完全自动化。随着自动化程度的提高，由于需要自动运输原料到混合机，所需的总

17、投资接近与阶段式生产线。另外，紧凑型生产线不能够任意扩充和快速运行，存在产能极限（见表1）。阶段式生产线和阶段式和塔式组合的生产线不仅都有占地面积大的要求，在实际生产之前，阶段式生产线料仓的原料也需要通过斗式提升机和倾斜式输送带输送到混合机里。相比塔式生产线来说，增加了额外的投资，能源消耗和生产成本。如果使用机械输送系统，在需要更换产品时需要清洁输送装置。但另一方面，这种系统的优点是，易于扩充原料料仓的数量，对地面的压力小，减少了钢结构的投资。此外，由于特殊的设计（混合机与原料仓单独分开）使得这种系统可以很好的在现有建筑物中安装和使用。在建筑容许高度有限制的情况下，可以用阶段式生产线代替塔式生

18、产线。塔式生产线显然是最好的系统，产品原料在生产过程中只需要被提升一次。随后的生产中，原料依靠自重在系统内流动。所有原材料通过各种计量系统输送到混合机内。塔式生产线具有以下的优点n 占地面积小n 最大的产品灵活性，几乎适用与所有的干粉砂浆产品n 可快速更换产品n 原料在生产过程中只需要提升一次，与阶段式生产线相比减少了能源消耗和生产成本。n 依靠自重使原料从顶部流向底部。最优化的原料流动方式，减少了操作费用和维修的必要。n 在精确计量后无较长的机械输送路线，这样保证了在运输中较少的残留和污染及原料的损失。确保了原料的配方比例稳定。n 由于减少了零部件，与阶段式生产线相比，降低了操作和维护费用。这些优点使得塔式生产线在欧洲越来越普及。但在一些有建筑高度限制的地方，例如，因为地方法律和地质因素（特别是有可能在地震中产生危险）对建筑高度有限制时，需要对系统的设计进行调整。表1系统类型紧凑型阶段式型（气力输送）阶段式型（机械输送）塔式混合型需求的条件特殊产品低生产能力特殊产品产品更换频繁批量产品产品更换不频繁批量产品高产能快速更换产品产能1015批/小时1015批/小时1520批/小时最大30批/小时基础低要求低要求中等要求高要求钢结构低投资中等投资中等投资高投资系统高度低中中高占地面积小中大小混合机容积（标准容积的75%）110450l4502200l6504600l6504600