《人工制砂技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展-第四章》

導(dǎo)讀：上一章談到制砂機設(shè)備中的半干式制砂技術(shù)！ 本章內(nèi)容是制砂機中的智能節(jié)能、低碳環(huán)保半干式制砂技術(shù) 

2010 年 1—10 月，用同一礦山的花崗巖分別在 “YJ”核電站的全濕式砂石系統(tǒng)生產(chǎn)砂石骨料與臺山核電廠半干式砂石系統(tǒng)生產(chǎn)砂石骨料做了C60 ～ C75 混凝土對比試驗，結(jié)論為臺山核電廠生產(chǎn)的砂石成品質(zhì)量優(yōu)于 “YJ”核電廠生產(chǎn)的成品質(zhì)量，每方混凝土可節(jié)約水泥用量7. 69%( 25 kg) 。

1. 5 智能節(jié)能、低碳環(huán)保半干式制砂技術(shù)

2008—2011 年，水電九局承建的當(dāng)今世界最大的金沙江觀音巖水電站人工砂石系統(tǒng)是集水電九局 50 多年經(jīng)驗與技術(shù)建成的一座 “智能節(jié)能、低碳環(huán)?！钡木扌腿斯ど笆到y(tǒng)。觀音巖水電站砂石系統(tǒng)巖性為二疊系下統(tǒng)茅口組灰?guī)r，濕抗壓強度平均為 107. 3 MPa，系統(tǒng)設(shè)計處理能力為 3 300 t/h，設(shè)計成品產(chǎn)量為 2 700 t/h。根據(jù)半干式制砂的工藝技術(shù)特點，采用了 3 段破碎工藝，粗碎為開路生產(chǎn)，4 臺反擊破碎機聯(lián)合生產(chǎn)半成品石料; 中碎 4 臺反擊破閉路循環(huán)生產(chǎn)，以適應(yīng)各種級配混凝土用骨料需求量的變化要求; 細(xì)碎為閉路循環(huán)，主要采用 8 臺立軸式破碎機制砂。該系統(tǒng)工藝采用了 “智能化半干式制砂工藝”專利技術(shù)，系統(tǒng)在設(shè)計時采用以環(huán)形冗余光纖以太網(wǎng)作為主干通訊網(wǎng)絡(luò)，將各配電室信息管理系統(tǒng)、上位機監(jiān)控系統(tǒng)、PLC 控制系統(tǒng)、工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)、語音通訊系統(tǒng)、智能儀表采集裝置、噪音監(jiān)測、粉塵監(jiān)測、大屏幕顯示系統(tǒng)有機結(jié)合成一體，通過 1 根光纖取代大量的電纜將各種信息傳輸?shù)街醒肟刂剖壹刑幚恚醒肟刂剖彝瑫r也將有關(guān)信息反饋到各配電室，中央控制室實現(xiàn)了一人便可進(jìn)行系統(tǒng)運行的操作控制，同時不管你遠(yuǎn)在外地任何地方，只要能上網(wǎng)便可查看施工運行的同步工況。

半干式智能化控制的主要特點是工藝流程穩(wěn)定可靠、制砂設(shè)備能力得到最大限度發(fā)揮，按工藝流程的最優(yōu)設(shè)定控制設(shè)備的給料、給水量，可以使設(shè)備處于滿負(fù)荷運行。骨料質(zhì)量在 PCL 的控制中穩(wěn)定可靠，達(dá)到了環(huán)保節(jié)能的目的。大石、中石、小石的生產(chǎn)工藝均為反擊破加工，粗碎前經(jīng)棒條給料機一次棄泥、一篩沖洗篩分后出大石成品，中石送至制砂車間作砂的主要加工料源，小于 20 mm 的經(jīng)洗石機去泥脫水后的 50%送到制砂車間，一篩后大于 80 mm 的石料送入中碎加工，主要生產(chǎn)中石成品和 50% 的小石成品，中石在進(jìn)入成品料倉前再經(jīng)中徑檢測篩分沖洗。經(jīng)2 級反擊破生產(chǎn)的中石、小石粒形方正，基本無針狀偏平體。2010－01－01—2011－4－15 成品料針片狀含量統(tǒng)計質(zhì)量指標(biāo)見表 4。

表 4 觀音巖水電站砂石系統(tǒng)成品料

針片狀含量質(zhì)量情況統(tǒng)計

從表 4 可知，針片狀含量最大值僅為 1. 21%，規(guī)范規(guī)定為≤15%，說明質(zhì)量控制較好。砂的質(zhì)量控制單元可自動調(diào)整控制砂的細(xì)度模數(shù)，生產(chǎn) 2 種不同石粉含量的碾壓混凝土用砂和常態(tài)混凝土用砂，砂的含水率為 3. 5% ～ 4. 5%，砂在 18 m 高下落的堆料過程中，1 m 以外不揚起粉塵，同時在堆料過程中不產(chǎn)生分離和翻滾，形成坍塌式 “無離析堆存”。無論在砂堆的任一點取樣，其質(zhì)量指標(biāo)是一致的，砂的級配連續(xù)，堆積密度最大。

運用過程能力指數(shù) Cp反應(yīng)質(zhì)量控制公差偏離情形，以實測常態(tài)砂的細(xì)度模數(shù)繪制控制圖分析。X － R 控制圖列表見表 5

表 5  X － R 控制圖列表(常態(tài)砂細(xì)度模數(shù)月度統(tǒng)計)

2009 年 11 月至 2011 年 4 月系統(tǒng)運行共 18 個月，每月均值為 X，極差為 R ，m 為樣本組數(shù)目，總平均值 =2. 73，平均級差 = 0. 091，則均值上線 UCL X= 2. 73 + 0. 373 × 0. 091 = 2. 76，均值中線 CL X =2. 74，均值下線 LCL X = 2. 73 － 0. 373 × 0. 091 =2. 70。與規(guī)范進(jìn)行比較，細(xì)度模數(shù) FM 最大值 TL=2. 80、最小值 TU= 2. 40，利用 R 和 X 計算 CP·σ =R / d2= 0. 091 /2. 326 = 0. 039，σ 為質(zhì)量特性值的總體標(biāo)準(zhǔn)差，對于高質(zhì)量、高可靠性的“6σ 控制原則”檢查質(zhì)量情況，CP= ( TU－ TL) /6σ = ( 2. 8 － 2. 4) /6 × 0. 039 = 1. 70 ＞ 1. 67，說明常態(tài)砂的過程加工質(zhì)量能力過高。從表 5 中查出級差較大月在 2010 年4 月，為 0. 17，而當(dāng)月均值為 2. 71，2010 年 6 月以后極差均小于 ± 0. 1，說明砂的質(zhì)量優(yōu)良，運行穩(wěn)定可靠。

碾壓砂的細(xì)度模數(shù) FM = 2. 64，發(fā)生最大值月份的當(dāng)月最大值為 2. 77，當(dāng)月最小值為 2. 61，上下限極差為 0. 16; 發(fā)生最小值月份的當(dāng)月最大值為2. 66，當(dāng)月最小值為2. 48，上下限極差為0. 12。碾壓砂成品質(zhì)量統(tǒng)計見表 6。以 16 個月的統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析繪出均值控制圖，以中線 FM = 2. 64 觀察217 個點，其中有 4 個點在 2. 74 以外，有 7 個點在2. 54 以外，94. 9% 的點均落在 ± 0. 10 的區(qū)域內(nèi)，這一指標(biāo)高于規(guī)范的 ±0. 2 的控制標(biāo)準(zhǔn)，砂的級配連續(xù)穩(wěn)定，從未發(fā)生過兩頭大中間小的情況。

表 6  觀音巖水電站砂石系統(tǒng)碾壓砂成品質(zhì)量情況統(tǒng)計

經(jīng)控制圖分析計算，碾壓砂的 CP= 1. 65，引入規(guī)范 “當(dāng) 1. 67 ＞ CP≥1. 33，說明過程能力充分，表示技術(shù)管理能力已很好”。

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