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混凝土搅拌站生产线培训资料（2010年9月）集团公司是集设计开发、生产制造、工程安装于一体的综合性高新技术企业。公司的服务对象是向建材行业的客户提供建材机械成套设备。目前的主要产品是 系列的商品混凝土搅拌站生产线和承重砌块生产线。自公司成立十多年来，规模逐年扩大。到目前为止，我公司的产品覆盖大半个中国，已累计承接一百多个混凝土搅拌站工程，安装了二百多条搅拌站生产线和近十条砌块生产线。混凝土搅拌站就是产出混凝土的生产企业。一个搅拌站的核心是混凝土生产线。下面对其进行简要的介绍。一、 有关混凝土的简介1. 混凝土成为现代社会最重要的建筑材料之一，已有一百多年的历史。商品（预拌）混凝土是建筑工业化的重要标志。发达国家的预拌混凝土已占到现浇混凝土总量的80%以上。我国的预拌混凝土起始于上世纪五十年代，当时是用于大型水利工程，到七十年代开始用于城市工程建设。到八十年代中期，建设部将推行混凝土集中搅拌列为建筑业发展的重大技术政策。随后在全国得到迅速地发展，目前在全国已建有2000多条搅拌站生产线，而北京的数量占了全国总数的1/10。如上所述，我公司已完成的生产线数量也占到了全国总数的1/10。 混凝土商品化集中生产，不但降低了环境污染，而且明显地提高了混凝土的质量和强度，改善了混凝土的性能，降低能耗，提高劳动生产率。它使建设工程的结构形式，施工方式都获得了较大的改善与进步。2. 土木工程所使用的混凝土，一般由水泥、砂、石、水以及外加剂这五种物料组成。其比重约为2.4t/m3。其中水泥与水起胶凝作用，水泥与水接触后进行水化反应，形成坚硬的水泥石，它们将砂、石骨料颗粒牢固地粘结成整体，使混凝土具有一定的物理力学性质。为了调节混凝土的性质，常在其中加入各种化学外加剂，这些化学外加剂常常是液态的，所以一般称为液体外加剂。另外，在混凝土中还常加入一些粉状掺和料，如粉煤灰、矿粉等掺和料。从搅拌站的搅拌机中所排出的混凝土称为新拌混凝土，新拌混凝土经28天养护后达到其最大强度。l 水泥：通用水泥主要包括五大品种，即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。水泥常见的标号有32.5，42.5，52.5等。l 砂与石：统称为骨料或集料。在混凝土中起骨架填充作用。石子的极限强度应大于所筑混凝土强度的1.5倍。按其粒径的大小在使用时可分为23种，按粒型可分成卵石和碎石，按石质可分为火成岩、水成岩、变质岩等。砂子按其粒径的规格以细度模数分为粗砂、中砂、细砂等，按其来源分为海砂、河砂、湖砂、山砂等l 水：凡符合国家标准的生活饮用水可以拌制及养护混凝土。不明成分的水使用前必须进行检验。 以上这四种物料是构成混凝土的主要成分。在混凝土行业中这四种物料常用4个字母表示，即水泥：C，水：W，砂：S，石：G。此外还有外加剂和掺和料。如果加入量小于水泥用量的5%（一般只占2%），就称为外加剂；若大于水泥用量的5%，就称为掺和料。l 外加剂：在搅拌站的生产中多见液体外加剂，也有固体外加剂。常见的液体外加剂有减水剂（在保证坍落度不变的情况下，减少用水量，获得较高的强度），缓凝剂（延长混凝土的凝结时间，便于现场施工），早强剂（可提高混凝土的早期强度，提高现场施工效率），泵送剂（提高混凝土的流动性，改善混凝土拌和物的和易性，提高泵送性能），防冻剂（用于北方冬季施工，能显著降低混凝土的冰点，保证水泥的水化作用，防止混凝土在凝结过程中被冻坏）等。l 掺和料：常见的掺和料主要是粉煤灰、也有矿粉、石英砂等。均有各自的作用。其中使用的最多的是粉煤灰，它属于活性掺和料，粉煤灰在混凝土中可起到提高混凝土的密实度、流动性，提高混凝土抗冻、抗渗性能的作用。3. 新拌混凝土的工作性（或称和易性），是混凝土工艺性能的统称。它是指混凝土混合物在搅拌、运输、振捣过程中便于施工的性质。它包括流动性、粘聚性、保水性三个方面的含义。 如果新拌混凝土的流动性比较大，称为塑性混凝土。塑性混凝土的流动性用坍落度表示。所谓坍落度，是将新拌混凝土分三层装入圆台形坍落度料筒，经过逐层插捣，顶面抹平后，将料筒垂直提起，测量混凝土坍落下去的数值，即为坍落度。单位mm。坍落度在搅拌混凝土的生产中是使用频率很高的一个性能指标。粘聚性、保水性用目测观察的方法判定。4. 混凝土的强度主要取决于水泥石本身的强度和它与骨料之间的黏结以及骨料与骨料之间的咬合作用。影响混凝土强度的因素很多，如砂石粒径、砂石级配、水灰比、养护条件、杂质含量等。l 混凝土强度包括抗压、抗拉、抗剪强度等。其中抗压强度最大，它也是混凝土性能的主要指标。l 抗压强度用强度等级表示。将混凝土150mm见方的标准立方体试块，经过28天标准养护（指温度为203，相对湿度大于90%）后，在压力机上得出的单位压强的MPa数值，就是混凝土的强度等级，数值前面以符号C表示。常用的强度等级是：C10，C15，C20，C25，C30.C60等。二、混凝土搅拌站的生产工艺流程（参见所附的搅拌站工艺配置图） 下面以一座120m3/h型生产线为例叙述搅拌站的生产工艺流程。所谓120m3/h型搅拌站是指该搅拌站每小时的设计生产能力可以达到搅拌产出120m3的合格的混凝土。相应的，还有其他类型的搅拌站，如60m3/h搅拌站（楼），90m3/h搅拌站（楼），180m3/h搅拌站（楼）等。以上所说的是单机站，即只有一台搅拌机的生产线，如果在一个搅拌站里有并联的两条生产线，则称为双机站（楼）。l 120m3/h型搅拌（单机）站使用的是2m3的搅拌机，即每搅拌一盘（亦称一拌，一锅）混凝土（搅拌混凝土亦称打灰）可产出2m3的体积。打灰的一个周期一般为60秒钟，即1小时可以打60盘，每盘出2m3灰，602=120m3/h便由此得来。l 我们一般统称的搅拌站，其实有搅拌楼与搅拌站之分。所谓搅拌楼是指骨料经一次提升而完成全部生产流程的系统。而搅拌站是指骨料经二次或二次以上提升而完成全部生产流程的系统。从统计上来看，大约有80%以上的用户建造的是搅拌站而不是搅拌楼，其主要原因是前者的总造价要低些。作为一个生产企业，习惯上无论是搅拌楼还是搅拌站，一般都统称为搅拌站。l 关于一座搅拌站的生产能力，也可很快估算出来：如果该站使用的是一台2m3的搅拌机，每小时应产出120m3混凝土，现按100 m3计算，每天按机器工作12小时，每月打灰20天，每年按10个月计算，那么一年可生产100122010=240000m3灰。显然，上面计算所留的余量还是比较大的。1. 原材料的存放与输送混凝土的原材料如上所述，分为骨料：砂和石，粉料：水泥、粉煤灰、固体外加剂、矿粉等，液体料：水及液体外加剂。 砂、石骨料：由砂石场购入，经汽车衡称量后按不同的规格堆放在搅拌站的砂石料场。采用装载机或推土机上料，经砂石料地仓漏斗的气动阀门放料，骨料分别落入水平胶带秤中。水平胶带秤分别计量后间歇启动，将物料输送到一条斜胶带机上，经提升，物料流入砂石中间斗内，等待指令进入搅拌机。 水泥与粉煤灰等：在搅拌站是用几个钢仓罐存放粉料的。水泥与粉煤灰等装在散装水泥车中，分别自水泥厂和热电厂运到搅拌站。利用0.2MPa的压缩空气，将物料吹送到高度约20米的粉仓罐内（吹灰）。每一座粉仓罐下都安装了一条螺旋输送机（也称为搅龙）。生产时，螺旋输送机间歇启动，将仓内的物料分别送入水泥秤和粉煤灰秤中，计量完毕后，等待指令进入搅拌机。 水：供水管网向水池或水箱内注水，在水池或水箱内安装有2台潜水泵，生产时，1台水泵启动，将水送入水秤中，计量完毕后，等待指令进入搅拌机。另1台水泵是做为清洗及备用的。l 混凝土拌和物运致浇筑现场的温度，最高不宜超过35，最低不宜低于5。因此在北方冬季生产时，必须要有锅炉将生产用水加热（如在北京地区一般将水加热到6065，以保证搅拌出的混凝土到现场时不低于5。地区越北，水温越高。） 液体外加剂各种液体外加剂由生产厂家不断地送来，将不同的外加剂注入各自的外加剂储槽中存放。在外加剂储槽的外面安装有耐腐蚀的磁力泵，生产时，磁力泵启动，将水送入液外秤中，计量完毕后，等待指令打开秤下的阀门，先流入水秤的水箱中，然后与水一起进入搅拌机。2. 配料与计量混凝土的生产配方单是由搅拌站的实验室下达的。操作室内的工作人员先将需要使用的生产配方输入的计算机中，或从计算机的配方库中提出所需要的生产配方，接通电源，启动搅拌机、胶带机、空气压缩机等设备后便可进入生产状态。计算机中装有全自动生产的程序软件，在操作台上按下按钮，混凝土的生产搅拌就开始了。作为组成混凝土的所有原料都是由搅拌站外购的，而搅拌站的任务只是按照生产配方准确地称量物料并把它们搅拌均匀。因此，计量准确、搅拌均匀是搅拌站产品的质量核心所在。而计量工作是由计量秤完成的，搅拌工作则是由搅拌机完成的。3. 搅拌与排料当各种物料都已计量完毕，依照程序的设定，各计量秤和砂石中间斗的气动阀门分先后顺序打开，先后向运转中的搅拌机内投料，物料被机器筒体内主轴上的叶片及刮片强制挤压、搅拌，将物料推向筒体中部并强迫物料上下翻转，使物料拌和均匀。拌和一般标号的混凝土大约需要2035秒钟，然后搅拌机打开设在其下方的排料门，在主轴叶片的推动下，混凝土经排料斗，流进等候在下面的混凝土运输罐车之中。l 罐车的容积大小不等，常见的规格有6方车，7方车，8方车，10方车等。若以8方车为例，每分钟一盘出2m3混凝土，则4分钟可装满一车灰。 物料从计量秤中向搅拌机内投料在搅拌机内搅拌从搅拌机中向罐车排料，就是一个生产循环过程。这个投料搅拌排料的周期时间约为60秒钟，其中投料1015秒，搅拌2035秒，排料10秒。下一盘物料的输送及计量工作是与上述循环平行进行的。显然，机器搅拌第一盘混凝土时要加进物料的输送及计量时间，所以，首盘打灰的时间会超过60秒钟。4. 供电及自动控制 对于一条120搅拌站生产线来说，正式生产用电约为200220kVA，主要用电设备大致为：搅拌机1台，75kW，搅龙按4条计，55kW，水平及斜胶带机各1条，42kW，空压机1台，11kW，水泵及磁力泵4台，12kW，照明用电3 kW，振动电机2kW，以及其他零星用电等。 搅拌站电源引自厂区的配电室，采用三相五线制，电缆接到操作控制室内的总配电控制柜中。配电控制柜除与控制室内的操作台相连接外，沿电缆桥架将电缆、电线引致生产线上的各配电箱、照明配电箱和用电设备。 混凝土生产自动控制系统由生产管理微机（上位机）、操作台（下位机PLC）及总配电控制柜等部分所组成。目前我公司在混凝土搅拌站的电控设计中安装了CBHNT生产管理系统及CBPLS配料控制系统，称为CB-DK-IV型微机控制系统，它可充分满足混凝土生产自动化的要求。l 不但具有配置管理、配方管理、任务管理、生产管理的功能外，还具有其他多种辅助管理功能。l 可根据需要实现自动、手动、调整三种生产控制方式。l 实现多种物料智能叠加计量，自动调整和补偿称量物料时的过冲量，保证计量精度的误差在1%以内。l 具有全面的故障检测功能，当发生故障时便会出现声、光报警，并在上位机中显示出故障内容及解决方法。l 配备工业控制监视系统，保证生产顺利进行。三、混凝土搅拌站的主要设备简介从上述的工艺流程，就可以大致列出一条混凝土搅拌站生产线所应包含的设备。序号设备功能主 要 设 备1物料存储砂石骨料：砂石料场、砂石配料站水泥、粉煤灰等粉料：粉料仓罐水、液外剂等液体料：液外剂储槽、水池或水箱2物料输送砂石骨料：水平胶带机（秤）、斜胶带机，砂石中间斗水泥、粉煤灰等粉料：水泥、粉煤灰等螺旋输送机水、液外剂等液体料：水泵、磁力泵3物料计量砂石骨料：砂、石骨料秤或水平胶带秤水泥、粉煤灰等粉料：水泥秤、粉煤灰秤水、液外剂等液体料：水秤、液体外加剂秤4物料搅拌、排放搅拌机、排料斗5微机控制系统配电控制柜、操作台、微机、打印机、稳压电源6气路系统空压机、储气罐、过滤器、气缸、气动蝶阀、三联体、二联体等7物料投放的呼吸仓顶收尘器、主机收尘器、计量秤的呼吸装置及环保除尘设备8其他主楼钢结构及外封（或混凝土框架结构）、电缆及电线，水路及气路系统的阀门、管件，软连接，紧固件，吊挂、支撑和固定件等以下对上表所列的设备择要予以简介：1. 搅拌机搅拌机是搅拌站的核心设备。在搅拌站中选用的搅拌机分为卧式及立式，卧式搅拌机又分为单卧轴和双卧轴两种。搅拌机的技术功能要符合GB10171-88，GB10172-88，GB9142-88， GB4477等国家标准。我公司设计、制造的CB-JD系列搅拌机有1m3单卧轴强制式搅拌机，1.5m3单卧轴强制式搅拌机，2m3单卧轴强制式搅拌机和1m3立式行星搅拌机。 此外，我公司还应用户的要求，在搅拌站生产线的配置中采用德国、意大利等国厂家技术制造的搅拌机，它们是：德国ELBA公司的单卧轴强制式搅拌机，德国BHS公司的双卧轴强制式搅拌机，意大利SICOMA公司的双卧轴强制式搅拌机等。 下面着重对我公司出产的搅拌机进行介绍：由于立式行星搅拌机多用于砌块生产线的配置中，在此不多介绍。CB-JD系列单卧轴强制式搅拌机有1m3、1.5m3、2m3三种。它们的主要技术参数如下 型 号技术参数CB-JD1000（1 m3搅拌机）CB-JD1500（1.5 m3搅拌机）CB-JD2000（2 m3搅拌机）每盘出灰量 m3 /盘11.52额定进料/出料容积 m31.6/12.4/1.53.2/2驱动电机型号Y225S-4Y200L-4Y280S-4电机功率 kW3730275减速器型号TY224-16TY224-16TY280-16主轴转速 r.p.m181818驱动方式单边链轮双边链轮单边链轮链条型号 GB1243.1-8324A-212424A-213132A-2116液力偶合器型号YOX405润滑、密封油泵型号JNB10-4SJNB10-4SJNB10-4S油泵冲程频率 次/min141414出油容量 ml/次00.2100.2100.21供油公称压力 MPa101010整机重量 t5.68.29.5 CB-JD系列单卧轴强制式搅拌机的主要部件l 驱动及减速装置：选用Y系列封闭式三相异步电机作为动力。经过减速器和链轮链条减速后，从电机的1480 r.p.m降低到主轴的18r.p.m。对于2 m3搅拌机，在电机与减速器之间还串有一台液力偶合器，使机器的启动更加平稳，并能起到过载保护的作用。l 筒体内的主轴、搅拌臂与衬板主轴支承在筒体两端的轴承座上，筒体外的大链轮与主轴相连。在主轴上焊着搅拌臂，搅拌臂上焊有螺旋搅拌叶片及刮片。当主轴带动螺旋搅拌叶片及刮片转动时，投入筒体的物料被强制挤压、搅拌。物料在高紊乱的被迫翻动中，在较短的时间内，获得充分均匀的搅拌。由于骨料坚硬而尖锐，运动时对筒体的磨损很大，为此必须在搅拌叶片及刮片的迎料面上铺装上一块块耐磨衬板。因此衬板是搅拌机最主要的易损件。一般一套衬板可使用23万拌。l 润滑与密封搅拌机需要加油润滑的部位较多。如减速器加150#中负荷工业齿轮油，液力偶合器加20#汽轮机油，链轮-链条加锂基润滑脂，各转动处加润滑油或润滑脂等。但对搅拌机来说，最重要的则是对主轴轴端始终进行的强制油脂润滑与密封 当搅拌机在进行混凝土的搅拌时，混凝土的灰浆便会被挤压到主轴的轴端处，如果不加以阻止，灰浆将会把主轴、轴承等部件研坏，很快使机器损坏、报废。因此对卧式搅拌机来说，从方案设计、制造安装、使用维护各个环节都必须格外重视主轴的轴端密封问题。CB-JD系列单卧轴搅拌机是依靠一台JNB-4S电动油脂润滑泵来完成轴端密封的。在主轴的轴端除了设有几道机械密封外，油脂润滑泵不断地向轴端供油，油脂被不断地充进轴承座内，再从轴承座内被挤压出来，进入搅拌机的筒体内侧，油脂与筒体内的灰浆相遇，由于油脂从油泵上所获得的公称压力可达10MPa，而且油脂不断地从轴端被挤出，因此它们便足以抵抗灰浆对轴端的侵蚀，达到保护机器主轴的目的。润滑泵使用0#或1#锂基润滑脂，一满油筒（7升）油脂可供油泵使用1520小时。l 在搅拌机生产时，机器是始终转动的，原因是搅拌机不允许带载启动。当物料搅拌均匀后，通过两只气缸推开机器下方的排料门，混凝土流入罐车。为防止初始排料时混凝土流量过大，造成罐车溢料，因此排料门分两挡打开，一挡开门的大小及停留的时间都可以由操作人员调整和设置。l 在搅拌机生产时，由于每盘生产都有向筒内投料及排料的过程，为防止粉尘弥漫污染环境以及对计量秤产生托秤及撮秤，造成计量失真，因此必须为搅拌机配备具有排气收尘与补气功能的设备或装置，使机器在工作时能够顺畅地“呼吸”。 2. 计量秤在生产中，计量秤是完成混凝土生产配方中各种物料的称重计量的。 计量秤一般由秤体、称重传感器、CB920（X）配料控制器组成的。l 秤体由秤架、秤体用型钢、钢板焊接组成。一般秤体下方安有气动放料阀门，当物料称量完毕后阀门打开，向搅拌机内投料。l 称重传感器将秤体悬挂在秤架上（或秤体压在安有传感器的秤架上），当物料经过搅龙、水泵等输送设备进入秤体内时，传感器内的弹性体产生变形，通过其中的电桥施加励磁电压，使其得到相应的电压变化，该变化与被测物料的重量（力）成线形关系，于是通过对电压变化的的测量即可测出发生变化的力。称重传感器可分为拉式传感器及压式传感器。一般每台计量秤使用3只传感器。l CB920或CB920X配料控制器：它与称重传感器组成计量秤的动态计量系统。CB920配料控制器的功能使用主要涉及三个方面：功能设置；秤的标定；配方输入。 按照所称量物料品种的不同，命名计量秤不同的称呼：称量砂石的叫做砂石秤，如果有二种石料需单独设秤称量，则叫做石1秤、石2秤等，同理，就有水泥秤，粉煤灰秤，水秤，液外剂秤等。如果该秤是称量两种或两种以上的物料，则称这种秤为叠加秤。如果该秤是由三台秤并联起来的，则称这种秤为三联秤。如果将水平胶带机用传感器悬挂起来，既做称量，称量后又启动胶带机将骨料输送出去，该秤就叫做砂石胶带秤等等。 计量秤在安装及使用维护时要特别注意以下各点l 水泥等粉料秤其上方有螺旋输送机向秤体内投料，下方的放料阀门有溜管与主机连接，必须注意秤体不得与螺旋输送机、溜管有受力的牵挂，否则就会在CB920配料控制器上出现读数，造成计量的失真。因此在它们之间要使用软连接。l 水泥等粉料秤的上盖应设有呼吸装置（参见搅拌机的相关叙述）。l 传感器不得敲击、浸泡、热烤，尤其不得通过大的电流及高的电压，否则将烧毁传感器。因此在设备安装时，先不要在秤上安装传感器，直到在安装后期再予安装，此时必须保证不得在秤体上进行电焊、起弧等作业。l 以我公司单机120站的标准配置为例，所设各秤的主要参数如下计量秤名称配置台数动态计量精 度计量秤最大量程（kg）每秤使用传感器只数每只传感器的最大量程砂石胶带秤11%04500 kg403000 kg水泥秤*11%01100 kg30600 kg粉煤灰秤*11%0400kg30200 kg水秤*11%0500 kg30300 kg液外剂秤11%080 kg10150 kg *注：水泥秤、粉煤灰秤、水秤为三联秤 计量秤的标定与配方的输入 计量秤在新使用之前，必须请当地计量检定部门来现场逐台进行标定，并取得使用合格证。一般合格证的有效期为半年或一年。到期后还需再进行标定。如果用户在维修后或对计量精度有疑点时，则需要即时对计量秤进行校核或标定。 计量秤标定合格后，就可以使用了。在生产混凝土需要输入配方时，有两种方法：或在上位机中进行输入，或直接在CB920X配料控制器上输入。在CB920X进行数据输入时，必须遵循的原则是：物料的目标量粗计量过冲量。如果违背了这个原则，配方的输入和设定就会失败。3. 管式螺旋输送机在搅拌站中管式螺旋输送机（也称搅龙）是输送水泥、粉煤灰等粉料的输送设备。它是依靠螺旋叶片的转动推移输送物料，将仓罐中的粉料输送到计量秤中。我公司生产的CB-系列管式螺旋输送机，其型号根据管径（公称直径）的不同，有以下5种：CB-LS150，CB-LS200，CB-LS250，CB-LS300。电机功率为7.518.5kw，减速比i=8。搅龙长度一般为710米。此外，我公司还应用户的要求，在搅拌站生产线的配置中采用上海WAM（德国）公司，珠海MIX（意大利）公司以及河南SN（德国）等国厂家技术制造的螺旋输送机。 管式螺旋输送机是由电动机，减速器，首、（中）、尾两（三）节机身，尾节轴承座等部件所组成的。机身由机壳和螺旋轴组成，在机壳上开有进料口、下料口及观察排料口。螺旋轴是一根焊有螺旋叶片的钢管轴。机身用法兰连接，螺旋轴由六方轴套连接，在连接处安有一个含油尼龙滑动轴承。 在工艺设计时，螺旋输送机安装成水平或带有一定的向上倾角，倾角一般不大于45。螺旋输送机的输送量Q与输送机的管径D，转速n，倾角及被输送的物料的性质有关。4. 带式输送机搅拌站在输送和提升砂石骨料时多采用带式输送机，它是以输送带为曳引构件的连续输送设备。输送带以帆布、尼龙等作为抗拉体，并覆盖以胶层。我公司目前在工艺设计中选用的是DTII型带式输送机。它可满足水平及倾角输送等工作