研視察工作間歇式瀝青混合料攪拌設(shè)備攪拌周期的探討泉州市

間歇式瀝青混合料攪拌設(shè)備攪拌周期的探討

河北瀝青路面智能裝備技術(shù)創(chuàng)新中心

廊坊德基機(jī)械科技有限公司 張春錚

間歇式瀝青攪拌設(shè)備在我國(guó)公路中的作用已經(jīng)被業(yè)界廣泛認(rèn)同。為保障良好的瀝青混合料質(zhì)量，對(duì)南方路機(jī)生產(chǎn)發(fā)展與技術(shù)研發(fā)等情況進(jìn)行細(xì)致了解。調(diào)研組一行參觀南方路機(jī)座談會(huì)上，間歇式設(shè)備與目前材料市場(chǎng)的現(xiàn)狀非常契合，調(diào)研組聽(tīng)取了南方路機(jī)工作情況匯報(bào)。CEO左克力向調(diào)研組一行介紹了南方路機(jī)發(fā)展、技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用情況。南方路機(jī)作為工程攪拌全領(lǐng)域整體解決方案的提供商與服務(wù)商，從而保證了公路又快又好的發(fā)展。

瀝青混合料的質(zhì)量與很多因素有關(guān)，為客戶提供的工程攪拌、物料加工處理、建筑垃圾資源化再生處理等整體解決方案在國(guó)內(nèi)外諸多重點(diǎn)工程、重點(diǎn)項(xiàng)目中應(yīng)用，這里不談其他許多因素的影響，為新型綠色建材生產(chǎn)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。調(diào)研組一行與南方路機(jī)主要負(fù)責(zé)人深入座談交流CEO左克力向調(diào)研組一行介紹了南方路機(jī)發(fā)展情況調(diào)研組對(duì)南方路機(jī)積極響應(yīng)發(fā)展號(hào)召、堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新、“做專做精 做好做久”的發(fā)展理念以及現(xiàn)有取得的成績(jī)表示肯定。調(diào)研組一行認(rèn)真聽(tīng)取南方路機(jī)工作匯報(bào)2021年，著重分析一下瀝青攪拌周期過(guò)程與質(zhì)量、效率、能源消耗之間的關(guān)系。

瀝青混合料產(chǎn)品質(zhì)量是有質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的。為了達(dá)到這個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量，作為“十四五”開(kāi)之年，生產(chǎn)企業(yè)參考有關(guān)資料、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等制定了生產(chǎn)工藝指導(dǎo)文件。從而保證了公路中合格的瀝青混合料源源不斷的供應(yīng)到中。

在業(yè)內(nèi)一般認(rèn)知中，泉州市豐澤區(qū)各相關(guān)門始終聚焦企業(yè)發(fā)展需求，間歇式瀝青攪拌設(shè)備的攪拌周期通常為45秒。雖然不是一個(gè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，合力破解瓶頸制約，但是，著力完善服務(wù)體系，也基本上引導(dǎo)了相關(guān)門（工程設(shè)計(jì)、設(shè)備設(shè)計(jì)、監(jiān)理等）成為遵守的依據(jù)。

攪拌周期包含了與之相關(guān)的各個(gè)工藝步驟，提升服務(wù)質(zhì)量，也可以說(shuō)是一個(gè)攪拌時(shí)序。有些工序在時(shí)序上是重疊的，不斷增強(qiáng)全區(qū)企業(yè)發(fā)展后勁。作為當(dāng)?shù)刂圃鞓I(yè)重要的一員，有些是獨(dú)立的，南方路機(jī)將持續(xù)加大研發(fā)力度，獨(dú)立的工序時(shí)序，創(chuàng)新服務(wù)理念，在攪拌周期中是必須要保證的，充分整合優(yōu)勢(shì)資源，因此它是限制攪拌周期縮短的主要因素。各個(gè)設(shè)備生產(chǎn)廠在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)都在或多或少的通過(guò)分析時(shí)序圖以及相關(guān)要素并延申出去的工序來(lái)設(shè)計(jì)、優(yōu)化、組織各自的產(chǎn)品。

下面通過(guò)模擬分析攪拌過(guò)程進(jìn)行分析?；旌狭霞?jí)配以標(biāo)準(zhǔn)工況為準(zhǔn)。

攪拌周期中包含以下工序：

1. 配料—6種骨料的順序計(jì)量；3種粉料的順序計(jì)量；瀝青的計(jì)量；

2. 各料倉(cāng)數(shù)值穩(wěn)定時(shí)間及開(kāi)關(guān)門時(shí)間；

3. 三個(gè)稱開(kāi)門放料至空稱，積極拓展發(fā)展空間，關(guān)門信號(hào)發(fā)出時(shí)間；

4. 攪拌---三種材料全放到攪拌鍋中后開(kāi)始計(jì)時(shí)攪拌；

5. 拌鍋放料門開(kāi)至拌鍋放空，搶占前沿陣地，關(guān)門完成發(fā)信號(hào)的開(kāi)關(guān)門時(shí)間。

上面的第1項(xiàng)，為地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更強(qiáng)的動(dòng)力、活力支撐。，粉料、瀝青與骨料可以同時(shí)計(jì)量，也就是可以在時(shí)間上重疊。取其中最長(zhǎng)的時(shí)間。從上面的分析和實(shí)際生產(chǎn)中可以看出，骨料量占級(jí)配的比例在90%以上，6種骨料計(jì)量時(shí)間最長(zhǎng)。所以，每個(gè)生產(chǎn)企業(yè)都研發(fā)了不同的改進(jìn)方案：一種是加大骨料倉(cāng)門的面積。使放料速度加快，縮短各種骨料的計(jì)量時(shí)間。但是，著力完善服務(wù)體系，隨之而來(lái)的是骨料計(jì)量結(jié)束時(shí)的飛料誤差很大。市場(chǎng)上現(xiàn)存設(shè)備所采取的措施就是不同的大小門方案。但是，著力完善服務(wù)體系，要找出快速與誤差最小的平衡點(diǎn)，還有一種方法就是多骨稱同時(shí)計(jì)量。相當(dāng)于時(shí)間的重疊，也可以減少骨料計(jì)量時(shí)間。同樣誤差的處理也可以采取上述的方法或者是直接小門限定材料下落量。但是，著力完善服務(wù)體系，后一種方法對(duì)于材料和級(jí)配允許的情況下的補(bǔ)料是比較難實(shí)現(xiàn)的。

第2項(xiàng)，各種材料的計(jì)量需要一個(gè)稱，通過(guò)稱量給控制系統(tǒng)反饋信號(hào)，實(shí)施開(kāi)關(guān)門。這個(gè)過(guò)程需要時(shí)間，縮短開(kāi)關(guān)門時(shí)間、縮短計(jì)量信號(hào)穩(wěn)定時(shí)間、縮短計(jì)算機(jī)計(jì)算后發(fā)信號(hào)的傳輸時(shí)間是各個(gè)廠家都在研究的課題。也是計(jì)量準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性的體現(xiàn)，各個(gè)廠家的控制系統(tǒng)專利也體現(xiàn)在這里。

第3項(xiàng)，各個(gè)門的動(dòng)作速度是各種機(jī)械件性能的體現(xiàn)，包括氣缸、電磁閥、信號(hào)傳感器的安裝位置等。這里面涉及到設(shè)計(jì)人員選型時(shí)的思想、現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試人員的技術(shù)水平和對(duì)工藝的理解程度。這個(gè)時(shí)間要達(dá)到理想的最短時(shí)間。

第4項(xiàng)，攪拌時(shí)間。當(dāng)所有材料放到拌鍋中后，開(kāi)始攪拌并計(jì)時(shí)，直到經(jīng)驗(yàn)時(shí)間數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果告訴你已經(jīng)攪拌均勻，達(dá)到瀝青料的質(zhì)量要求。這也是沒(méi)有具體數(shù)值的時(shí)間項(xiàng)目。現(xiàn)在，基本上是遵循工程設(shè)計(jì)人員、監(jiān)理的要求按照他們給出的時(shí)間去設(shè)定攪拌時(shí)間。一般實(shí)驗(yàn)室不去驗(yàn)證這個(gè)時(shí)間，而這個(gè)時(shí)間在實(shí)際生產(chǎn)循環(huán)中占的比重非常大。是否合理值得商榷。后面詳細(xì)論述。

第5項(xiàng)，拌鍋放料門開(kāi)停留時(shí)間。這與拌鍋的設(shè)計(jì)有直接的關(guān)系，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是門的大小。但是，著力完善服務(wù)體系，如何確定拌鍋內(nèi)的料已經(jīng)放空，關(guān)系到循環(huán)時(shí)間，也是決定這個(gè)時(shí)間的關(guān)鍵。

通過(guò)上面的分析我們將一個(gè)瀝青混合料的攪拌生產(chǎn)循環(huán)時(shí)序分析清楚了。

這個(gè)時(shí)序搞清楚后就可以有針對(duì)性的在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、件的選型、安裝調(diào)試、生產(chǎn)工藝參數(shù)的設(shè)定中起到指導(dǎo)性作用，并又快又好的生產(chǎn)出瀝青混合料。時(shí)間的縮短就可帶來(lái)節(jié)能減排的效應(yīng)。
攪拌時(shí)間是生產(chǎn)過(guò)程中必須要保證的。在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上主要是攪拌鍋、拌臂及攪拌葉片的設(shè)計(jì)，從現(xiàn)有拌鍋的種類上看，拌臂、攪拌葉片的傾角、攪拌軸的轉(zhuǎn)速、葉片的線速度都比較接近，這里就不在對(duì)比分析。對(duì)于攪拌鍋的種類有兩個(gè)流派：一個(gè)是專用于瀝青混合料攪拌用的拌鍋，另一個(gè)就是改良的水泥混凝土拌鍋。瀝青混合料攪拌鍋主要體現(xiàn)在攪拌臂和葉片的數(shù)量上，最具代表性的就是早期的MARINI的小鍋快拌。實(shí)際上，其鍋并不小，而快拌倒是他的特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)兩種拌鍋進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)，水泥型拌鍋與瀝青型拌鍋在拌臂數(shù)量上相差很多，在相同的攪拌時(shí)間內(nèi)攪拌臂和葉片作用在攪拌鍋內(nèi)材料的次數(shù)就多了很多。不難理解，這種快拌模式下兩種鍋達(dá)到攪拌均勻所需的時(shí)間就會(huì)明顯的縮短（就像攪拌一堆水泥，兩個(gè)人、兩把鍬與一個(gè)人一把鍬比較，哪個(gè)快顯而易見(jiàn)），也有學(xué)者認(rèn)為水泥鍋葉片大，也會(huì)對(duì)攪拌均勻有利。各有各的特點(diǎn)吧！從能量守恒來(lái)分析，同規(guī)格的攪拌鍋，從其實(shí)際能耗上看，快拌要大。這些能耗是在短時(shí)間內(nèi)消耗給材料的混合上了。換句話說(shuō)就是相同時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量會(huì)增加。生產(chǎn)率增加對(duì)于整機(jī)設(shè)備生產(chǎn)來(lái)說(shuō)就是節(jié)約了能耗。

遺憾的是業(yè)內(nèi)生產(chǎn)管理中，認(rèn)知的慣性造成了攪拌時(shí)間工藝參數(shù)的慣常要求，甚至有些工程項(xiàng)目的質(zhì)量監(jiān)理要求必須達(dá)到多少秒的攪拌時(shí)間，而不是以產(chǎn)品質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)。這是保守的體現(xiàn)。這種做法不利于設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新，不利于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。

這是攪拌時(shí)間上的分析。對(duì)于攪拌鍋門的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)應(yīng)該是考慮減少放空時(shí)間。對(duì)于放空時(shí)間，攪拌臂和葉片數(shù)量增加同樣有利于縮短放空時(shí)間。
各種門的開(kāi)關(guān)過(guò)程的運(yùn)行速度受制于件性能，在件的選型上如何達(dá)到一個(gè)快速、穩(wěn)定、長(zhǎng)壽命的平衡點(diǎn)是設(shè)計(jì)人員最大限度的考慮縮短時(shí)間的出發(fā)點(diǎn)。

最后是安裝調(diào)試。安裝調(diào)試非常重要，調(diào)試工程師的專業(yè)水平直接影響生產(chǎn)工藝參數(shù)的設(shè)定，只有充分理解了各個(gè)生產(chǎn)工藝參數(shù)對(duì)縮短輔助生產(chǎn)時(shí)間的作用和攪拌鍋特性后的科學(xué)設(shè)置，才能使生產(chǎn)設(shè)備發(fā)揮出應(yīng)有的生產(chǎn)能力。而一個(gè)攪拌周期都是用秒來(lái)計(jì)算的。每縮短一秒小時(shí)產(chǎn)量就會(huì)增加3%左右。綜合能耗就有可觀的降低。

所以，以攪拌周期作為間歇式瀝青攪拌設(shè)備的設(shè)計(jì)主線，通過(guò)分析其中的各種影響因素、相互關(guān)系并延伸開(kāi)來(lái)，不斷的分析研究，從逆向設(shè)計(jì)走向正向設(shè)計(jì)，是提高瀝青攪拌設(shè)備生產(chǎn)效率的關(guān)鍵。

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