技術(shù)經(jīng)驗磚瓦煤矸石制磚原料破碎處理中應(yīng)注意的幾個問題閆小鳴（西安凱盛建材工程有限公司，陜西西安設(shè)備，對煤矸石制磚生產(chǎn)線尤為重要。本文就國內(nèi)煤矸石制磚原料的破碎現(xiàn)狀、如何改進破碎工藝進行了分析，總結(jié)出煤矸石制磚原料破碎工藝設(shè)計應(yīng)遵循的三點原則，供業(yè)內(nèi)人士思考。

　　原料的粉碎處理是煤矸石制磚生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)之一，粉碎工藝設(shè)計是否合理，設(shè)備選型是否恰當(dāng)，不但影響產(chǎn)品制造成本，而且直接關(guān)系到整條生產(chǎn)線的成敗和產(chǎn)品的最終質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)引起足夠的重視。

　　1國內(nèi)制磚原料的破碎現(xiàn)狀分析就全國而言，煤旰石制磚原料的破碎工藝可謂百花齊放。從破碎過程來看，大致可分為一級破碎和二級破碎，個別廠家采用三級破碎，采用二級破碎工藝的較多。從設(shè)備選型來看，粗碎多選用顎式破碎機中碎采用錘式破碎機和籠式粉碎機設(shè)備的較多。也有采用雷蒙磨、風(fēng)選錘式粉碎機、球磨機和自磨機的。從成本分析結(jié)果看，一般來說采用球磨、自磨機對全部原材料進行細碎處理的，不僅耗電高、產(chǎn)量低、成本大而且基本建設(shè)一次性投資也較高，如在上世紀80年代建成的阜新礦務(wù)局某磚廠，采用3mx 1m的自磨機，盡管出料粒度能滿足制磚要求（05mm以下占8（%左右），但小時生產(chǎn)能力只有7t左右，而單臺設(shè)備裝機容量則為280，功率消耗是錘式破碎機和風(fēng)選錘式破碎機的3~5倍，設(shè)備價格要貴得多。又如原遼寧北票市某磚廠，球磨機裝機容重為50CkW，年產(chǎn)3000萬塊煤矸石磚生產(chǎn)線耗電450 1Wh耗猛鋼球70t如按每度電0 6元和每噸錳銪球4000元計算，僅此兩項每萬塊磚成本就接近1000元，工廠也就不可能取得好的經(jīng)濟效益。由此可見，我國不少磚廠設(shè)計的破碎工藝及設(shè)備選型都不太理想，沒有從國情出發(fā)，經(jīng)濟上的可行性論證不夠，因而使一些工廠難以維持正常生產(chǎn)，甚至自行倒閉或被迫轉(zhuǎn)產(chǎn)。

　　目前，一些生產(chǎn)廠家的設(shè)備還存在著與產(chǎn)品品種和生產(chǎn)規(guī)模不配套的矛盾。其一，制磚原料細碎后的粒度能滿足生產(chǎn)多孔磚和非承重空心磚的要求，但卻用來生產(chǎn)普通實心磚，使設(shè)備沒有充分發(fā)揮應(yīng)有的作用。如東北某磚廠，采用自磨機加工煤矸石，自磨后的原料顆粒為：1mm以下占20%左右，025mm以下占70%左右。用這么細的粒度生產(chǎn)實心磚，不僅沒提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且焙燒后的產(chǎn)品有較嚴重的黑心。如果將生產(chǎn)煤矸石實心磚改為生產(chǎn)多孔磚和空心磚，不僅產(chǎn)品可用于砌筑墻體，實現(xiàn)建筑節(jié)能，而且有利于焙燒，縮短燒成時間，消除或減少煤矸石磚壓花和黑心現(xiàn)象。我們知道，生產(chǎn)煤矸石實心磚只要最大顆粒不超過25mm，細顆粒含量特別是05mm以下顆粒含量適中，就能滿足生產(chǎn)要求，而再進行細磨加工，不僅會造成設(shè)備生產(chǎn)能力大幅度下降，動力消耗顯著加大，而且產(chǎn)品質(zhì)量又不理想，確實得不償失。其二，設(shè)備選型與生產(chǎn)規(guī)模不配套，這一現(xiàn)象比較普遍，年產(chǎn)1000萬塊的磚廠和2000萬塊的磚廠破碎設(shè)備基本一樣，甚至年產(chǎn)1000萬塊磚和年產(chǎn)3000萬塊磚的破碎設(shè)備也相差不大。由于設(shè)備的不配套，大馬拉小車，造成設(shè)備利用率不高，空載運行，動力消耗過大。

　　煤矸石原料的物理性能對粉碎設(shè)備的選型至關(guān)重要，應(yīng)當(dāng)緊緊圍繞含水率、硬度、粒度三項來考慮。有的廠家用粉碎含水率低的設(shè)備粉碎含水率高的煤矸石；有的廠家用粉碎硬度高的設(shè)備粉碎硬度低的軟質(zhì)煤矸石；有的廠家不考慮原料的顆粒狀況來選擇粉碎設(shè)備。這些都是不妥的做法。

　　2對改進破碎工藝設(shè)計的一點看法從制磚原料的破碎粒度來講，應(yīng)按產(chǎn)品品種的不同，對原料粒度提出不同的要求。對于磚瓦工業(yè)來說，大致可分兩大類：一類是普通實心磚和低孔洞率的空心磚（孔洞率小于30%）；另一類是多孔空心磚和高孔洞率的非承重空心磚及屋面瓦。前者，原料的破碎粒度可控制在25mm以下，破碎可考慮采用二級破碎，第一道采用顎式破碎機，第二道可采用錘式破碎機或風(fēng)選錘式破碎機。表中列出了某磚廠用錘式破碎機破碎原料后的粒度大小，其中，小于05mm的顆粒占65%，1mm以下的顆粒占85%，2mm以下的顆粒占93%以上，超過2mm的顆粒占5% ~7%.這樣的顆粒級配，完全能滿足生產(chǎn)普通燒結(jié)實心磚的要求。

　　某磚廠錘式破碎機破碎后的原料顆粒級配試件編號n b！

　　篦孔直徑顆粒粒徑所占比例篦孔直徑顆粒粒徑所占比例注：篦孔直徑指錘式破碎機篦孔直徑對于生產(chǎn)多孔空心磚和高孔洞率的非承重空心磚及屋面瓦來說，要求原料破碎后的最大粒度小于i5mm.要達到這樣的破碎粒度要求，可采用二級破碎或三級破碎。二級破碎可采用下列工藝方案：先將礦山原料破碎到40~50mm左右，再用顎式或錘式破碎機，最后再用錘式或風(fēng)選錘式破碎機，將原料破碎到所需要的粒度。若對制品有更高的要求，可加一道帶磨削裝置的細碎對輥機，原料的粒度即可控制在15mm以下。對某些塑性不太好的原料，破碎后再加上陳化處理，就可以滿足非承重空心磚和屋面瓦的生產(chǎn)要求。從我國現(xiàn)有設(shè)備的破碎情況看，以上兩類破碎工藝還是可行和比較經(jīng)濟的，也是近幾年較普遍采用的破碎工藝。

　　除以上情況外，還要針對一些特殊的煤矸石原料，適當(dāng)調(diào)整破碎設(shè)備，這一點也是非常必要的。

　　a低塑性煤矸石原料。根據(jù)生產(chǎn)實踐，制磚原料的塑性指數(shù)應(yīng)在6以上，如果原料塑性指數(shù)偏低，勢必給成型帶來一些困難，影響產(chǎn)品質(zhì)量。為了提高原料塑性指數(shù)，改善顆粒級配，提高坯體成型能力，除對原料進行較長時間的風(fēng)化和陳化外，可考慮對部分原料進行球磨機或雷蒙磨粉磨。在保證成型的前提下，應(yīng)技術(shù)經(jīng)驗盡可能地減少原料的球磨量，以減少鋼材消耗和電力消耗，降低生產(chǎn)成本。

　　h含水率高的礦山原料。對于含水率高的礦山原料，若通過烘干機烘干后再進行破碎，這樣會使工藝過程復(fù)雜化。法國賽利克公司曾提出用棒磨機，國內(nèi)有些廠家曾提出用烘干磨機。但應(yīng)注意的是，兩種設(shè)備帶有烘干功能雖然有利于原料破碎，但卻顯著降低了原料塑性指數(shù)，含水量大于8%時，會降低破碎設(shè)備的生產(chǎn)能力，原遼寧錦西市磚廠的生產(chǎn)情況證明了這一點。該廠細碎設(shè)備為風(fēng)選錘式破碎機，若原料含水率在8%~10%時，要滿足年產(chǎn)5000萬塊磚的生產(chǎn)能力，就得開6臺風(fēng)選錘式破碎機；若含水率降低到6%以下只需開4臺。由此可見，原料的含水率對破碎設(shè)備的生產(chǎn)能力起著很大的作用。

　　c原料的粒度和硬度。由于許多破碎設(shè)備受進料粒度和破碎比的限制，難以破碎粒徑500mm以上的大塊料，可考慮選用自磨機進行破碎。如海洲原遼寧礦青年磚廠，采用3000X1000的自磨機，進料粒度在500mm左右。該設(shè)備的優(yōu)點是物料靠物體本身的碰撞，達到破碎的目的，不需消耗鋼材；另一優(yōu)點是變多級破碎為一級破碎，簡化了生產(chǎn)工藝。缺點是動力消耗仍過大，一般情況下不宜選用。硬度大的煤矸石原料，一般情況下含水率低，塑性差，最好選用錘式粉碎類設(shè)備。部分原料可進行粉磨處理，增加細顆粒，改善成型性能，通化市葦塘、北京門頭溝等區(qū)域的煤矸石屬于此類。另一類煤矸石原料含水率較大（在8%以上），硬度較小，一般情況下塑性較好。這種原料最好選用籠式粉碎機類，否則，會因含水率高而直接影響產(chǎn)量，吉林舒蘭礦、遼源礦等區(qū)域的一些煤矸石屬于此類。

　　3煤矸石細碎生產(chǎn)工藝的建議31破碎工藝的選擇如果顆粒粒徑基本上在40mm以上，常用的破碎工藝為顎式破碎機粗碎+錘式破碎機（或其他設(shè)備）細碎，這種破碎工藝使用較多，如北京、山東、吉林、遼寧、黑龍江等省一些生產(chǎn)線；如果顆粒粒徑小于40mm以下，可以將顎式破碎機去掉，煤矸石原料直接進入細碎設(shè)備破碎，將二級或三級破碎變?yōu)橐患壔蚨壠扑?，?jié)省了電力，簡化了生產(chǎn)工藝，如吉林省通化礦務(wù)局鐵廠區(qū)的煤矸石原料，大部分顆粒粒徑都在30mm以下；如果煤矸石原料中2mm以下顆粒占20%以上時，建議先過振動篩，篩上料再進行粗碎和細碎，篩下料直接進入陳化庫前的攪拌機。這種振動篩+粗碎+細碎的工藝主要有兩點好處：其一，提高了細碎設(shè)備的生產(chǎn)能力，因為篩下料不需要進入粗碎和細碎設(shè)備；其二，節(jié)約電力，因為20%以上的篩下料不需要破碎，細碎沒備可以減少1~2臺，不但設(shè)備投資減少，而且電耗大幅度下降。我們知道，一個年產(chǎn)6000萬塊的煤矸石磚生產(chǎn)線常用的粗碎技術(shù)經(jīng)驗磚瓦設(shè)備和細碎設(shè)備，需要動力在2501W以上，而加篩后動力可降到2001W以下。例如四川攀枝花礦務(wù)局磚廠，現(xiàn)用的煤矸石原料最大顆粒粒徑基本上在50mm以下，2mm以下顆粒含量在30%左右，加振動篩后細碎設(shè)備減了1臺，不但提高了設(shè)備利用率，而且達到了節(jié)電和降低成本的效果，每年節(jié)電16kWh左右。

　　有個別礦務(wù)局的煤矸石堆場中細顆粒基本上是煤，細顆粒的發(fā)熱量也比較高。過篩后將篩下高熱量的細顆粒矸石直接銷售掉，篩上矸石用于生產(chǎn)，這樣做不僅降低了煤矸石制磚原料中的多余熱量，對焙燒和產(chǎn)品質(zhì)量有好處，而且使企業(yè)增加了收入。例如山西潞安礦煤矸石磚廠，在原料堆存庫中增加了振動篩，高熱值的細顆粒矸石直接進入市場銷售，原料中含熱量穩(wěn)定在超熱焙燒所需的熱量范圍內(nèi)，基本保證了正常焙燒。

　　32粉磨處理煤矸石原料硬度大，含砂量高，塑性又比較低。這種原料往往破碎后顆粒級配不合理，細顆粒含量太少，造成磚坯成型困難，即使勉強成型也難易保證產(chǎn)品外觀質(zhì)量和焙燒后產(chǎn)品強度。根據(jù)煤矸石原料的實際情況，將部分原料（1/3~1/2）進行粉磨處理，雖然這導(dǎo)致電耗和設(shè)備投資有所增加，但對產(chǎn)品質(zhì)量的最終保證來講是有必要的。在利用煤矸石和粉煤灰兩種原料混合作燒結(jié)廢渣磚時，一定要考慮煤矸石塑性指數(shù)能否滿足成型要求，加入粉煤灰后只能降低混合料塑性指數(shù)，并且隨著粉煤灰摻量的增加而降低。

　　33細碎設(shè)備的選擇細碎設(shè)備的選擇應(yīng)考慮三個因素：一是含水量，當(dāng)煤矸石含水量在％以上時不宜選用錘式或風(fēng)選式破碎機，雷蒙磨和一般的球磨機也難以適應(yīng)高含水率煤矸石的粉磨，應(yīng)考慮籠式或濕式球磨機等粉碎設(shè)備；二是硬度，當(dāng)煤矸石普氏硬度系數(shù)小于3且含水率較小時，細碎設(shè)備選擇范圍較大，錘式、籠式、鏈錘式粉碎設(shè)備，甚至高速細碎對輥機都可以滿足要求；當(dāng)煤矸石硬度較大（普氏硬度系數(shù)大于3），含水率較低時宜選用錘式破碎機系列；對硬度大而且含水率較高的煤矸石原料，選擇細碎設(shè)備應(yīng)慎之又慎；三是要注意同一型號的設(shè)備，粉碎不同的煤矸石會得到不同的顆粒級配，雖然最大顆粒因設(shè)備強行控制可以做到，但中小顆粒會得到完全不同的結(jié)果，不可誤認為設(shè)備廠粉碎某一煤矸石得到的顆粒級配就適應(yīng)任何一種煤矸石。

　　34給料設(shè)備的選擇粗碎前的給料設(shè)備只能選用板式，不宜選用箱式兩種給料機的主要區(qū)別就在于板式給料機下部傳送料部分為鋼板結(jié)構(gòu)，塊狀料從裝載機等設(shè)備倒入后，傳送料不會打破鋼板。而箱式給料機下部傳送料部分為膠帶式，它會因塊狀煤矸石的打擊碰撞很快破損，如安劉橋礦新型墻材廠等就有這方面的經(jīng)驗教訓(xùn)。

　　35安裝除鐵器裝置除鐵器裝置不僅是磚機的保護神，也是細碎設(shè)備的保護神，應(yīng)在錘式破碎機等細碎設(shè)備前增加除鐵裝置，以免造成設(shè)備的損壞，影響正常生產(chǎn)。

　　36選擇經(jīng)濟合理的顆粒級配顆粒級配是否合理，直接影響煤矸石磚產(chǎn)品的質(zhì)量和成本。我國煤矸石原料的塑性指數(shù)相差甚大。因此對生產(chǎn)煤矸石磚的原料粉碎顆粒級配要求也不一樣。

　　一般情況下，塑性指數(shù)高的煤矸石原料，最大顆?？梢赃m度放大，這不但能提高細碎設(shè)備的生產(chǎn)效率，而且不影響產(chǎn)品的成型。反之，塑性指數(shù)小的煤矸石原料，細碎后最大顆粒應(yīng)小些。粉碎后原料比較細時，雖然可提高原料塑性，成型容易，產(chǎn)品外觀好，但粉碎成本加大，機械磨損加快。粉碎后顆粒比較粗時，雖然設(shè)備產(chǎn)量高，但坯體外觀和產(chǎn)品強度受到影響，特別是生產(chǎn)裝飾多孔磚和多孔非承重空心磚砌塊時，合理的顆粒級配顯得更為重要。所以，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的煤矸石原料和生產(chǎn)的產(chǎn)品類型，合理地選擇原料細碎后的最大顆粒粒徑，以滿足成型要求和發(fā)揮設(shè)備最大生產(chǎn)能力。四川某科研所的研究表明，同一原料顆?？刂圃?5mm以下時，煤矸石磚的抗壓強度為1478~1653MPa顆粒在25mm以下時，抗壓強度為2873MPa后者比前者強度高出近1倍；顆粒在025mm以下時，抗壓強度為6310~708MPa后者又比前者強度高出2倍多。這些數(shù)據(jù)足以說明顆粒級配的重要性。

　　確定煤矸石制磚原料顆粒級配的原則主要有兩點：一是原料中各級配顆粒含量基本適應(yīng)制磚的要求；二是最大顆粒和05mm以下顆粒含量應(yīng)滿足制磚的要求。最大顆粒和0. 5mm以下顆粒含量隨產(chǎn)品的變化而變化。建議煤矸石實心磚原料最大顆粒粒徑應(yīng)小5mm以下的顆粒應(yīng)占60%以上；多孔磚原料最大顆粒粒徑應(yīng)小于2mm05mm以下的顆粒應(yīng)占65%以上；壁薄的非承重空心磚原料最大顆粒粒徑應(yīng)小于15mm，05mm以下顆粒應(yīng)占70%以上；清水墻裝飾多孔磚和保溫?zé)Y(jié)砌塊原料最大顆粒粒徑應(yīng)小于；12mm，05mm以下的顆粒應(yīng)占85%以上（法國O.GI公司提出最大顆粒小于1mm，0. 5mm以下的顆粒應(yīng)占90%以上）。

　　綜上所述，煤矸石原料的破碎應(yīng)遵循的原則有三點：一是注意煤矸石本身的物理性能，主要指含水率、硬度、塑性指數(shù)；二是注意破碎設(shè)備對煤矸石原料的適應(yīng)性，主要指設(shè)備的破碎原理和生產(chǎn)能力；三是注意不同產(chǎn)品對煤矸石原料級配的不同要求，主要指最大顆粒和05mm以下顆粒含量。只要我們緊緊抓住煤矸石破碎這一重要生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)，在保證成型和焙燒質(zhì)量的前提下，就一定能生產(chǎn)出符合國家標準的優(yōu)等產(chǎn)品。

　　4：2005-