【文章內(nèi)容簡介】 于一身，市場前景是十分廣闊的。隨著建筑、住宅業(yè)、城市美化環(huán) 13 境、公路建設(shè)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的全面興起，發(fā)展新型墻體材料等系列制品前景樂觀，市場需求還將擴大，預(yù)計近幾年中將出現(xiàn)供不應(yīng)求的局面。 綜上所述，建設(shè)煤矸 石空心磚生產(chǎn)線，是具有戰(zhàn)略眼光的舉措。隨著國家墻改工作的不斷深化，住宅產(chǎn)業(yè)進程的加快，新型墻體材料必將取代傳統(tǒng)粘土磚。該生產(chǎn)線年產(chǎn) l2021 萬塊煤矸石空心磚，在國家墻改 政策的推動下，其銷售 市場和前景十分樂觀。此外，該項目生產(chǎn)線利用工業(yè)廢棄物，既可以節(jié)煤、節(jié)土，減少環(huán)境污染，同時又享受免稅等優(yōu)惠政策可降低生產(chǎn)成本，因此產(chǎn)品具有極強的市場競爭力。項目符合國家產(chǎn)業(yè)政策，確定的生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品品種是比較適宜的，具有廣闊的發(fā)展前景，企業(yè)通過該項目的實施也會獲得良好的經(jīng)濟效益。 14 第三章 產(chǎn)品規(guī)格及生產(chǎn)規(guī)模 產(chǎn)品規(guī)格 主規(guī)格為：長 寬 高 =240mm ll5mm53 mm，其它規(guī)格由購 貨單位與生產(chǎn)協(xié)商。 空心磚孔洞率：平均 ≥35 ％ 生產(chǎn)規(guī)模 年產(chǎn)量：煤矸石空心磚 l2021 萬塊。 質(zhì)量標準 燒結(jié)煤矸石空心磚執(zhí)行 GBl354592： 《燒結(jié)空心磚和空心砌塊》 孔洞及其結(jié)構(gòu) 孔洞及其排數(shù)應(yīng)符合表 3— 1 的規(guī)定。 磚的孔洞及其排數(shù) 表 3— 1 孔洞 排數(shù) 等級 寬度方向 高度方向 孔洞率 (％ ) 壁厚 (mm) 肋厚 (mm) 優(yōu)等品 ≥ 5 ≥ 2 一等品 ≥ 3 ≥ 35 ≥ 10 ≥ 7 合格品 15 第四章 廠址選擇及建設(shè)條件 項目廠址位于 xx縣莊上鎮(zhèn)山頭村，距離縣城 ，該廠 址占地 畝，場區(qū)地勢平坦，地層比 較穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)單一，工程 地質(zhì)條件較好，廠區(qū)范圍內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有空洞、裂縫、斷層等不良地質(zhì)現(xiàn)象，完全可滿足建廠條件。 4． 2． 1 自然地理條件 工程地質(zhì) 項目選址區(qū)地層結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，工程地質(zhì)條件良好，廠區(qū)范圍內(nèi) 未發(fā)現(xiàn)有孔洞、裂縫、斷層等不良地質(zhì)現(xiàn)象，完全可滿足建廠條件。 氣候條件 該地區(qū)屬中溫帶半干旱大陸性氣候區(qū)，四季分明，氣候干燥， 春季多風(fēng)，夏季暖熱多雨，秋季涼爽，冬季寒冷。 該地區(qū)氣象有關(guān)數(shù)據(jù)如下： 年平均氣溫 ℃ 年平均降水溫 535— 548mm 最低氣溫 ℃ 最高氣溫 ℃ 極溫最 低氣溫 ℃ 16 極端最高氣溫 39． 9℃ 室外風(fēng)速 冬季 ／ s 夏季 ／ s 最大風(fēng)速 3lm／ s 最大凍土深度 950mm 年主導(dǎo)風(fēng)向東北風(fēng) 風(fēng)荷重 0． 4KN／ m 雪荷重 0． 2KN／ m 地震烈度 6 度 交 通運輸 本項目運輸以汽車運輸為主，距離柳石公路不足 1 公里，距離縣城 3． 5公里，交通方便，能為產(chǎn)成品運出提供極大的便利長期條件。 地理位置 xx 縣位于 xx 省中部西緣， xxxx 麓，黃河?xùn)|岸，東與離石、中陽交界、南和石樓為鄰，西與陜西吳堡、綏德、清澗等縣相望，北與臨縣毗鄰。全縣總面積 1278． 29 平方公里，是 xx 省的西大門，距 xx 市所在地離石 28公里，距省會 xx21 9 公里，現(xiàn)轄 8 鎮(zhèn) 7 鄉(xiāng) 247 個行政村， 2021 年 30 萬，耕地面積 70． 6 萬畝。 xx 縣境內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富、品種較多。已探明的煤炭儲量為 54． 23 億噸，且埋藏較淺，均在 500 米以內(nèi)。此外，鐵礦、鋁土礦、重晶石、 白云石、石灰?guī)r、大理石、耐火土、石膏、煤層氣、耐火粘土、紫砂陶土等儲量也十分豐富。農(nóng)作物以秋糧為主，主要品種有谷子、高梁、玉米、大豆、馬 17 鈴薯等，夏季有小麥、豌豆等，紅棗為 xx 縣的馳名特產(chǎn)。素有“紅棗之鄉(xiāng)”之稱。 公用工程條件 本工程生產(chǎn)生活用水由莊上鎮(zhèn)南社溝和山頭水溝匯積的常流水， 能夠滿足項目用水要求。 供電 本廠地區(qū)內(nèi)原有 10 千伏 終端線路，項目用電可以就近接入，能 夠滿足全廠區(qū)正常生產(chǎn)生活用電要求。 地震烈度 據(jù) xx 省 地震局編印的《 xx 省地震烈度區(qū)劃表》， xx 區(qū)屬 6 度區(qū)。工程設(shè)計時要按照國家《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》 (GBJIl89)的要求，采取抗震設(shè)計措施。 18 第五章 原輔材料供應(yīng) 本項目燒結(jié)煤矸石系列磚，生產(chǎn)原料有煤矸石、粘土、煤等。 煤矸石 本項目煤矸石主要來源于 xxxx縣 xx焦煤有限責(zé)任 公司年入洗原煤 120萬噸洗煤廠所產(chǎn)生的煤矸石，所以煤矸石 原料有保障。項目年需矸石 56000噸。 在利用煤矸石制磚的工藝環(huán)節(jié)中，原料選擇最重要，它對 工 藝制度、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本具有舉足輕重的作用。 原料選擇 在利 用煤矸石制磚的諸工藝環(huán)節(jié)中，原 料的選擇最重要，它對工 藝制度、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本具有舉足輕重的作用。 對煤矸石化學(xué)成分的要求 本項目對煤矸石化學(xué)成分的要求見表 5l、表 52。 燒結(jié)磚對煤矸石化學(xué)成分的要求 表 51 SiO2 Al2O3 Fe2O3 Ca0 MgO S 50%70% 10%30% 2%8% ％ ％ 1％ 19 石英晶形轉(zhuǎn)變及其體積變化 表 5— 2 晶形變化 溫度 體積 γ 鱗石英 β 鱗石英 117℃ +％ β 鱗石英 α 鱗石英 163℃ +％ β 方石英 α 方石英 180～ 270℃ +％ α 石英 β 石英 573℃ ％ α 石英 α 鱗石英 870℃ +％ 根據(jù)上表所列現(xiàn)簡要說明如下： (1) SiO2含量應(yīng)控制在 50％～ 70％為宜。煤矸石中的 SiO2主要 以石英和黏土礦物形式存在。如果 SiO2 含量高，則石英礦物多，黏土 礦物少；如果 SiO2 含量低，則石英礦物少，黏土礦物多。石英硬度高、 無可塑性，在混合料中起到降低矸石泥料可塑性的作用，適當(dāng)?shù)氖⒑靠梢詼p少坯體在干燥與燒成過程中的收縮作用，有助于提高成品率；當(dāng) SiO2含量超過 75％時，制品的力學(xué)強度降低，特別是抗折強 度顯著降低。 石英在焙燒過程中，發(fā)生多次晶型轉(zhuǎn)變并伴隨體積 變化 (見表 5— 2)，易發(fā)生爆裂而嚴重影響磚體的完整性。 值得指出的是，在石英各種晶形轉(zhuǎn)變中， 573℃ 的轉(zhuǎn)變雖然體積 變化小，但轉(zhuǎn)變速度快，控制不當(dāng)最易產(chǎn)生裂紋。因此，煤矸石中 SiO2 的含量過高時，可用篩選法除出矸石中的大粒徑砂質(zhì)巖石。 (2)煤矸石中的 Al2O3控制在 l0％～ 30％為宣，以 15％ 20 %最佳。煤矸石中的 Al2O3主要以黏土形式存在，多為高嶺石和伊利石，少部分可能以長石、鋁土礦形式存在。因此，適當(dāng)提 高 Al2O3含量，會提高黏土礦物含量， 20 從而提高矸石泥料的塑性，能提高坯體強度和制品的抗壓與抗折強度；但由于煤矸石的熔點隨 ，因此提高 Al2O3含量，將提高制品的燒結(jié)溫度，特別是當(dāng)含量超過 35％時，制品易出現(xiàn)欠火現(xiàn)象。 (3) Fe2O3的含量宜控制在 2％～ 8％之間。煤矸石中鐵多以黃鐵 礦的形式存在，量小以其他礦物的雜質(zhì)存在。 Fe2O3是一種助熔劑，統(tǒng) 計表明 Fe2O3含量每升高 l％， T1 下降 18℃ ，因此，適度的 Fe2O3可降 低制品的燒結(jié)溫度。在氧化氣氛中， Fe2O3是著色劑，含量 1%時制品 呈黃白色，含量越高，顏色越深，當(dāng)含量 9％時制品呈醬紅或醬紫色。 由于硫鐵礦硬度大 (6～ )，難以磨細，煅燒時局部鐵含量過 高易出現(xiàn)鐵斑、鐵瘤而影響外觀。 (4)一般 要求 CaO2． 5％。煤矸石中的 Ca0 是有害組分，主要 以方解石(CaC03)的形態(tài)存在，也有少量以石膏 ()形式存在。 如果方解石顆粒較細，并均勻地分布在黏土中，一部分會與 Al2O SiO2反應(yīng)生成穩(wěn)定的多元化合物，一般至 1000～ 1050℃ 可保證磚體達 到足夠的強度，但燒成范圍變窄；方解石顆粒 l mm 時 ，在磚焙燒 過 程中不會完全轉(zhuǎn)化為化合物， 而是分解成生石灰 CaO,成品磚中未化 合的生石灰遇水生成熟石灰 Ca(0H)2：，固相體積膨脹 97％，易發(fā)生 磚爆裂現(xiàn)象。 Ca0 最高允許含量與煤矸石粉碎后粉料的粒徑有關(guān) (見表 53)， 一般以粒徑為 3 mm 的含量不超過 15%為宣。 Ca0 最高允許含量與粉料粒徑關(guān)系 表 5— 3 Ca0最高允許含量／％ 4 5 粒徑極限／ mm 3 1 21 另外，為適應(yīng)提高磚的燒成溫度，延長焙燒時間， 可 在原料中加 入％～ ％ NaCl 溶液也可放 Ca0 最高允許含量。 但無論采取哪 種方法，其根本目的是促進 CaO 與其他成分化合而消除危害。 (5)一般要求 MgO 含量不超過 ％。 MgO 多以 MgC03的形式存在， 且 往往與 CaCO3共生成 [C03]2，是燒結(jié)磚瓦的有害組分。以 MgC03在 590℃分解為 MgO，與 CaO 相比， MgO 水化反應(yīng)速度更慢、體積膨 脹更大，因此潛伏時間長，危害更大。 ． (6)一般 S 含量控制在 1%以下為宜。硫是燒結(jié)磚的有害成分， 煤矸石中的硫包括無機硫和有機硫兩種賦存狀態(tài)，旦以無機硫為主。最常見的是黃鐵礦。 在生產(chǎn)過程中，硫和硫化物氧化產(chǎn)生 SO2氣體，不但腐蝕金屬設(shè) 備、污染大氣、損害操作人員健康，而且在磚體內(nèi)生成一定量的可溶性硫酸鹽(MgS0 Fe2S0 和 K2S04。等 )而引起泛霜現(xiàn)象，影響外觀； 另外，可溶性硫酸鹽隨著濕度的變化結(jié)晶溶解反復(fù)循環(huán)，導(dǎo)致磚體產(chǎn)生魚鱗片狀剝落，影響其耐久性。 如果硫以黃鐵礦形式存在，通過篩分別除大塊矸石就可以大大降 低硫含量，同時細磨也可以減輕硫的部分 危害。 此外，少數(shù)煤層的煤矸石中放射性元素超過環(huán)境質(zhì)量標準，必須 引起重視。建議選擇原料時，應(yīng)進行定量放射性測量。 對煤矸石的工藝性能要求 對原料的工藝性能要 求是評價煤矸石是否適宜制燒結(jié)磚的重要 依據(jù)。本項目對煤矸石的主要工藝性能指標見表 5— 4。 燒結(jié)磚對煤矸石的工藝性能要求 22 表 5— 4 可塑性指標 熔點 收縮率 干燥敏感性系數(shù) 熱值 7～ 15 ≤ 1250℃ ≤ 4％ ≤ 12 1170～ 2930kJ／ kg 塑性指標是煤矸石制磚擠出成型能主要指標，對于砂巖性質(zhì)的煤 矸石，特別是風(fēng)化性能差的低塑性煤矸石，無法擠出成型。我國制磚機壓力和真空度提高較快，但如果煤矸石原料缺乏基本的黏性，就是免強成型，也很難保證外觀質(zhì)量。可塑性過高，成型需水量大，坯體干燥、焙燒收縮大，成品率 低。燒制磚以中等可塑性原料為好。 有相當(dāng)部分煤矸石原料的化學(xué)成分和物理性能基本能滿足燒制 全煤矸石磚要求。混合煤矸石的熔點一般為 11001300℃ 。根據(jù)目 前我國窯體結(jié)構(gòu)、有關(guān)設(shè)備、煤矸石性能及經(jīng)濟效益綜合分析與測算，煤矸石的熔點以控制在 1250℃ 以下為宜。 坯體在干燥過程中水分被排出，坯體內(nèi)部固相顆粒相互靠近而導(dǎo) 致坯體發(fā)生收縮。坯體在焙燒過程中，隨著溫度的升高，坯體內(nèi)部發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化，坯體內(nèi)的微孔被玻璃液相所填充，致使制品體積較坯體體積產(chǎn)生收縮。這兩種收縮必然引起坯體制品產(chǎn)生彎曲、裂紋等現(xiàn)象，當(dāng)收 縮量超過某一限度時，制品的幾何尺寸將不符合國家標準要求，使成品率下降。因此在選用煤矸石時，一般控制總收縮率不超過 4％為宜。 坯體在干燥過程中產(chǎn)生裂紋的傾向性大小，用干燥敏感性系數(shù)來表 示。其值越大，坯體在干燥過程中越易產(chǎn)生裂紋，對坯體干燥不利。它的取值與原料的干燥收縮率、干燥設(shè)備的選擇及干燥工藝參數(shù)的制定有關(guān)。從選料角度而言，其值以控制在 2 以下為宜。 23 項目區(qū)附近粘土資源豐富，本項目所需粘土從廠區(qū)的取土場直接取 用，完全能夠滿足項目需要，項目年需粘土 17 萬噸。 可塑性是制磚原料的一項重要工藝性能，它直 接影響到磚坯的成型 和干 燥。粘土塑性指數(shù)過高，則在干燥和焙燒中易產(chǎn)生裂紋；塑性指數(shù) 過低，則粘結(jié)力差，不易成型，燒后會出現(xiàn)疏松，降低磚的標號。因此掌握好粘土的塑性，對保證多孔磚 (空心磚 )的質(zhì)量有重要作用。 粘土的塑性指數(shù)一般要求在 7～ 15 之間，高于或低于此范圍都應(yīng)進 行調(diào)整。 項目區(qū)周邊煤礦較多，能滿足用煤需求。項目年需煤 1500噸。 24 第六章 工藝技術(shù)方案 原料處理 原料制備采用 “ 預(yù)均化庫配料 +雙層圓滾篩篩分 +錘式破碎機 +帶破碎園滾篩篩分 +高速細碎 +攪拌機 ” 的原料 制備方法，既保證了不同組分原料的均勻性，又確保了原料的粒度，從而保證了半成品和成品的質(zhì)量，為生產(chǎn)高檔次產(chǎn)品創(chuàng)造了條件。 磚壞成型 雙級真空擠磚機采用山東建能制磚機有限公司的 JZK90Y～ 雙級真