一種蒸壓粉煤灰磚及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蒸壓粉煤灰磚及其制備方法，屬于冶金固體廢棄物資源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在建筑行業(yè)，目前仍然大量使用實(shí)心粘土磚作為主體建筑材料，不但消耗了大量的土地資源，而且粘土磚的高能耗粗放式的生產(chǎn)方式對(duì)環(huán)境也造成了極大破壞。粉煤灰磚作為一種新型節(jié)能材料，其產(chǎn)品性能優(yōu)良，不僅能夠節(jié)省資源，而且還能夠改善建筑物功會(huì)K。
[0003]目前，在蒸壓粉煤灰磚生產(chǎn)領(lǐng)域中，多以粉煤灰、膠結(jié)料、骨料為主要原料，原料加工后，按照一定的配比經(jīng)攪拌混合、消化、成型、蒸汽養(yǎng)護(hù)后得到成品粉煤灰制品。因地制宜，各地原材料品質(zhì)、價(jià)格、獲取途徑等原因是決定粉煤灰磚生產(chǎn)工藝的最主要因素。
[0004]通常所使用的膠結(jié)料即鈣質(zhì)原料，包括電石渣、水泥、生石灰；骨料分粗細(xì)集料，包括普通碎石、米石、煤矸石、尾礦、砂石、爐渣等。由于目前粉煤灰制品尚未被市場(chǎng)完全接受，為以價(jià)換量，不得不低價(jià)銷售，但由于原材料價(jià)格居高不下，原料成本不斷攀升，不斷壓縮產(chǎn)品利潤(rùn)空間。除此之外，原材料品質(zhì)波動(dòng)、供應(yīng)量變化，導(dǎo)致原料配比不穩(wěn)定，通常都是被動(dòng)進(jìn)行工藝配比調(diào)節(jié)，因調(diào)節(jié)次數(shù)頻繁，工藝過(guò)程可控度較差，磚機(jī)成型質(zhì)量波動(dòng)較大，成品缺棱掉角、斷裂、坍塌現(xiàn)象頻繁，極大影響了成型效率及成品合格率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在提供一種生產(chǎn)效率高、成型質(zhì)量好、價(jià)格低、利潤(rùn)率高的蒸壓粉煤灰磚的制備方法。
[0006]蒸壓粉煤灰磚是以粉煤灰為主要原料，配以適量的碎石、粗渣(爐渣)、生石灰、除塵灰(除塵設(shè)備收集的生石灰)，通過(guò)配料攪拌、消化、成型、蒸養(yǎng)后得到成品。為了解決成本高、成型效率低、成品理化性能差、成品率低的問(wèn)題，本方案主要涉及工藝及設(shè)備的優(yōu)化。
[0007]高爐渣是鋼鐵企業(yè)煉鐵生產(chǎn)時(shí)的副產(chǎn)物，高爐生產(chǎn)時(shí)，除了向爐內(nèi)加入鐵礦石、燃料等原料外，還需加入相當(dāng)數(shù)量的石灰作為助溶劑和造渣劑，鐵礦石和助溶劑在高溫下反應(yīng)，經(jīng)空氣或水淬急冷處理形成粒狀顆粒物，稱為粒化高爐礦渣。其主要含有CaO、Si02、A1203等氧化物，含量一般可達(dá)90%以上，其決定高爐渣具有較高的潛在活性。
[0008]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種蒸壓粉煤灰磚，由下列重量配比的原料組成:粉煤灰40[50%、粗渣0~30%、碎石0~30%、水渣0~15%，生石灰0~12%，除塵灰0~8%。
[0009]優(yōu)選地，蒸壓粉煤灰磚，由下列重量配比的原料組成:粉煤灰49%、粗渣20%、水渣10%、碎石10%、生石灰8%、除塵灰3%。
[0010]本發(fā)明提供了一種蒸壓粉煤灰磚的制備方法，通過(guò)配料攪拌、消化、成型、蒸養(yǎng)后得到成品，包括以下步驟: (1)配料攪拌
采取上述原料配比，由計(jì)量秤分別計(jì)量后，送入強(qiáng)力混合機(jī)混合；干料完畢后，攪拌1~1.5min，加入水，使混合后物料水分達(dá)到12%~14%，繼續(xù)攪拌2min，充分混合后，經(jīng)皮帶機(jī)、斗提機(jī)送至消化倉(cāng)，加料、攪拌、下料，整個(gè)周期為5~7min ;控制入倉(cāng)物料水份為12%~14%，有效氧化鈣含量為7± 1% ；
(2)消化
連續(xù)性生產(chǎn)可根據(jù)物料消耗速度及消化時(shí)間靈活調(diào)整每倉(cāng)物料數(shù)量，物料消化時(shí)間為50~150min ;若消化時(shí)間較長(zhǎng)，或設(shè)備故障導(dǎo)致消化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，需及時(shí)松倉(cāng)以防物料結(jié)倉(cāng)；控制出倉(cāng)水份為11%~13% ；
(3)成型
物料進(jìn)入輪碾，在輪碾中碾壓時(shí)間為30s，輪碾內(nèi)部設(shè)置有水管噴頭，若發(fā)現(xiàn)物料偏干，可適當(dāng)加水；
成型是將混合料經(jīng)液壓磚機(jī)壓制成所需規(guī)格的磚坯，需按要求控制以下參數(shù):
①布料深度:根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格不同，布料深度不同，布料深度與磚坯尺寸成比例關(guān)系，其理論比值為1.56，即生產(chǎn)粉煤灰磚的混合物料其壓縮度k ~ 1.56，如成品高度為115mm的粉煤灰磚，設(shè)置布料深度基本值h為180mm，成品高度為90mm的粉煤灰磚，設(shè)置布料深度基本值h為140mm，此外，因液壓磚機(jī)是恒壓成型，而影響成型壓力的物料參數(shù)時(shí)常波動(dòng)，因此，當(dāng)物料發(fā)生變化(如水分、顆粒級(jí)配、ACaO含量變化等)，造成成型壓力波動(dòng)時(shí)，為了穩(wěn)定成型壓力，液壓機(jī)根據(jù)壓力反饋可自動(dòng)調(diào)整布料深度修正值Λ h，其變化范圍為-20~+30mm，即最終實(shí)際布料?米度為h+ Δ h。
②成型壓力:成型壓力一般控制為120~150bar，壓力越大，磚坯越密實(shí)，實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)成型難易程度調(diào)整成型壓力，磚坯初始強(qiáng)度低，夾持過(guò)程中易造成破損則取上限值，反之取下限。成型壓力由人工設(shè)定，物料穩(wěn)定則壓力穩(wěn)定，當(dāng)物料發(fā)生較大變化，如水分過(guò)大或過(guò)小，則易造成過(guò)壓。
[0011]③成型速度:成型速度的快慢由物料直接決定，分為預(yù)壓速度及成型速度，一般控制預(yù)壓速度為10mm/s~180mm/s，成型速度為1mm/s~18mm/S。成型過(guò)程為物料壓實(shí)的過(guò)程，加壓過(guò)程中，各級(jí)配物料在外力作用下緊密堆積，且在此過(guò)程中，物料中空氣被逐漸擠出。當(dāng)物料質(zhì)量不佳，磚坯不易成型時(shí)，可降低成型速度，充分排出物料中氣體，防止泄壓時(shí)坯體反彈造成坯體酥軟、初始強(qiáng)度低，因此，此時(shí)宜取速度下限值，反之取上限值，提高成型效率。
[0012]④擠壓完成延遲時(shí)間:即成型完畢后保壓時(shí)間，其大小的選擇依據(jù)與壓機(jī)速度快慢的選擇依據(jù)相同。一般在0.5s以下，可靈活調(diào)整。
[0013]⑤布料速度、布料次數(shù):即布料系統(tǒng)運(yùn)行速度，其直觀表現(xiàn)為布料周期，周期時(shí)間長(zhǎng)短與物料流動(dòng)性直接相關(guān)。當(dāng)物料流動(dòng)性較差時(shí)，布料周期加長(zhǎng)，此時(shí)可增加布料次數(shù)(其范圍為1~9次)，也可以減緩布料速度，二者效果相同。
[0014](4)蒸養(yǎng)
成型完畢的磚坯經(jīng)釜前擺渡車送入蒸壓釜進(jìn)行蒸養(yǎng)，蒸養(yǎng)時(shí)的工作壓力要求1.2MPa，按12~13.5小時(shí)的蒸壓養(yǎng)護(hù)時(shí)間進(jìn)行工作循環(huán)。
[0015]所述步驟(I)配料攪拌中粉煤灰的燒失量小于8%，細(xì)度小于45%(0.08mm方孔篩)。
[0016]所述步驟(I)配料攪拌中生石灰要求:ACaO(有效氧化鈣)多60%、消解速度(1min (快速灰)、消解溫度多600C ;進(jìn)廠塊狀生石灰經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎后進(jìn)入料倉(cāng)待磨(要求粒徑小于25_)，之后與同樣經(jīng)過(guò)鄂破機(jī)破碎后的碎廢磚按重量比6:1進(jìn)入球磨機(jī)球磨，球磨完畢后經(jīng)斗提送至150 m3膠結(jié)料倉(cāng)待用，要求膠結(jié)料細(xì)度為10%~15%，ACaO (有效氧化鈣)彡50%、消解速度< 30min、消解溫度彡45 °C。
[0017]所述步驟(I)配料攪拌中粗渣的含水率小于30%，燒失量小于25%，此外，必須將進(jìn)廠粗渣經(jīng)振動(dòng)篩剔除粗渣中粒徑較大的雜質(zhì)。
[0018]所述步驟(I)配料攪拌中水渣與粗渣的質(zhì)量配比為1:2，輸送至100 m3粗渣倉(cāng)待用。
[0019]所述步驟(I)配料攪拌中碎石含泥量小于5%，為避免堵料，含水率需小于3% ;如骨料顆粒過(guò)大，需經(jīng)高細(xì)破碎機(jī)破碎處理后得到粒級(jí)均勻、5mm以上的顆粒不大于5%的骨料，再經(jīng)斗提機(jī)提升至100 m3骨料倉(cāng)待用。
[0020]所述步驟(4)蒸養(yǎng)過(guò)程主要分為4個(gè)階段，第一階段為導(dǎo)氣，即將準(zhǔn)備降壓的蒸壓釜中的蒸汽導(dǎo)入即將開(kāi)始運(yùn)行的蒸壓釜中，時(shí)間一般為0.5h ;第二階段為升壓，升壓時(shí)間應(yīng)為2h ;第三階段為恒壓，恒壓時(shí)間應(yīng)為7?8.5h，釜內(nèi)壓力應(yīng)始終保持1.1?1.2MPa，溫度應(yīng)保持174°C?195°C ;第四階段為降壓，降壓時(shí)間為2.5h。
[0021]為了解決因原料質(zhì)量及供應(yīng)量波動(dòng)而帶來(lái)的頻繁更改配比進(jìn)而造成成型質(zhì)量波動(dòng)的問(wèn)題，通過(guò)尋求物美價(jià)廉的原料替代品，即使用粒化的高爐礦渣(水渣)完全或部分替代碎石、部分替代膠結(jié)料(生石灰)，再輔以工藝參數(shù)的優(yōu)化，既可有效改善物料質(zhì)量、提高成品合格率，又能大大降低物料成本。
[0022]本發(fā)明中的粗渣、水渣、碎石為同一類原料，可統(tǒng)稱為骨料，其對(duì)制品強(qiáng)度的貢獻(xiàn)度從大到小依次為:碎石>水渣>粗渣，因碎石需外購(gòu)，而粗渣和水渣為廢棄物，故用水渣替代碎石可降低成本，為保證制品強(qiáng)度，當(dāng)不添加碎石或降低碎石比例時(shí)需提高水渣及粗渣比例；生石灰與除塵灰為同一類原料，其本質(zhì)都是生石灰，有效成分都是氧化鈣，因除塵灰物美價(jià)廉但供應(yīng)量少，故只做少量摻加，為了保證混合料有效氧化鈣含量，僅用生石灰最高比例可達(dá)到12%，僅用除塵灰則8%即可，一般兩種原料搭配使用。
[0023]本發(fā)明的有益效果:
(1)通過(guò)尋找相關(guān)原料替代品及摸索最佳過(guò)程控制參數(shù)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)后運(yùn)用于生產(chǎn)線，提高了物料質(zhì)量，有效改善了物料配比，不但降低了產(chǎn)品成本，而且大大減少了成型工序掉磚、塌磚等現(xiàn)象，極大提高了成型效率及成品外觀質(zhì)量；
(2)鑒于水渣的理化性質(zhì)，本發(fā)明使用了水渣，增大了水渣及粗渣比例，可用水渣部分或完全替代碎石，其能夠有效增加成品抗壓、抗折強(qiáng)度，提高抗凍融及干燥收縮性能；
(3)此外，本方案可節(jié)省資源、大大提尚廢棄物利用率，最尚可達(dá)90%以上。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面通過(guò)實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但不局限于以下實(shí)施例。
[0025]實(shí)施例1:
本實(shí)施例提供一種蒸壓粉煤灰磚的制備方法，具體包括以下步驟:
1、備料 a、粉煤灰
粉煤灰由電廠通過(guò)管道氣力輸送至2個(gè)997m3粉煤灰罐存儲(chǔ)待用，要求粉煤灰燒失量小于8%，細(xì)度小于45% (0.08mm方孔篩)。
[0026]b、膠結(jié)料
外購(gòu)生石灰要求:ACaO彡60%、消解速度彡1min (快速灰)、消解溫度彡60°C ;進(jìn)廠塊狀生石灰經(jīng)顎式破碎機(jī)破碎后進(jìn)入料倉(cāng)待磨(要求粒徑小于25mm)，之后與同樣經(jīng)過(guò)鄂破機(jī)破碎后的碎廢磚按重量比6:1 (生石灰入料量18噸/時(shí)，廢磚入料量3噸/時(shí))進(jìn)入球磨機(jī)球磨，球磨完畢后經(jīng)斗提送至150 m3膠結(jié)料倉(cāng)待用，要求膠結(jié)料細(xì)度為10°/『15%，ACaO彡50%、消解速度彡30min、消解溫度彡45 °C。
[0027]c、除塵灰
除塵灰為豎窯破碎塊狀生石灰過(guò)程中除塵器收集的粉粒狀生石灰，通常由罐車?yán)\(yùn)，后氣壓打進(jìn)至77 m3除塵灰料倉(cāng)待用，除塵灰可直接使用，ACaO > 80%、消解速度