建筑陶瓷粉料混合配料設備的優化與應用

摘 要：本文對建筑陶瓷墻地磚的粉料儲備過程中儲料倉下料口部位經常結拱、結管等現象進行設計改良，目的是將物料順利卸出，實現配料、運料的連續性，保證正常生產。

關鍵詞：儲料倉；粉料；卸料；振動活化器

1 前言

在當今建筑裝飾工程中，大量使用陶瓷墻地磚作為墻面及地面的裝飾飾面材料，而建筑陶瓷墻地磚的粉料制備過程中，都采用壓力式噴霧干燥設備為自動液壓壓磚機提供質量優良的粉料，而粉料的儲備都廣泛設置儲料倉。儲料倉已成為現代原料車間必不可少的設備，是陶瓷墻地磚生產工藝過程中一個相當重要的環節。隨著建筑陶瓷工業的發展，它的功能和作用將日益重要。這主要表現在：儲料倉及與其關聯的加料、卸料和控制設備，可以消除生產中各環節之間的不平衡，排除因設備檢修而造成的生產間斷和因生產管理、工作班制的輪換所造成的干擾，保證生產過程的連續性，實現生產流程的自動控件和集中管理。

2 料倉系統現狀

建筑陶瓷墻地磚全套生產設備及技術，按原設計配套要求，經噴霧干燥機后的干粉儲存，要求配備8個不銹鋼料倉。每個料倉容量為60m3，但考慮到投資成本，改用8mm厚鋼板制作，內壁噴涂防銹防粘涂料。料倉直徑為2.5米，料倉總高度為13米，每個料倉可用于儲存一種不同顏色的粉料。頂部利用雙向運動型的槽形皮帶輸送機將制備好的粉料送入料倉，每個料倉卸料口安裝一臺帶稱量功能的電子皮帶裝置提取粉料，用于“色料”和“基料”的混合配料。

另外，從儲料倉經電子皮帶稱提取的各種色料和基料經配料系統混合后，由槽形皮帶輸送機再將混合后的粉料送入自動液壓壓磚機前的小型儲料倉，臨時存放待壓成形磚坯。壓型工段前的儲料倉，每個容量為25m3，按原設計要求，需要廠房高度14米，寬度為18米，但考慮到前期投資，這部分廠房工程跨度大，除滿足這4個料倉外，其余設備高度較低，經過論證，在滿足工藝要求的前提下，降低建筑造價，決定改變原料倉設計高度，由原來12米降低到10米，直徑由2米增加到2.5米。

3 粉料顆粒狀態

在建筑陶瓷墻地磚生產中，物料一般經過粉碎、濕法研磨制備成漿料，再經噴霧干燥后而成粉料，其粒徑范圍較寬，在40～600μ之間，且大多數的粒徑集中在200～400μ之間，即占60%～70%，其含水率經一定時間陳腐后，粉料含水率一般在3%～8%之間。

生產中的粉料雖大多是顆粒狀物料，多數情況下顆粒既不圓滑，也非球形，而呈不規則形狀，在尺寸大小及形狀各方面都有很大差別，這些粉粒狀物料形狀仍然不規則，物性參數不均齊，而且種類不同，原材料的變化和產品品種要求的顆粒級配不同，其各種性質也不同，而這些性質又與顆粒流體相對運動及其相應的有關生產過程有密切關系。

顆粒形狀、粒度分布，尤其是粒群堆放狀態，它對粉料料層阻力以及運動過程中影響能量損耗的摩擦阻力等有密切聯系，同時倉壁對顆粒的摩擦阻力也存在著不同程度的影響，而顆粒度變小，粘附性、吸水性增大，使摩擦角增大。由于粉料含有一定的水份及其內部摩擦力，粘結性和靜電力的存在，導致物料在料倉中結拱和結管，影響了物料的卸出和配料的穩定性，有時使生產被迫中斷。

4 料倉的結構

為能實現既能儲備物料又能將物料順利卸出的目的，料倉一般設計成組合式的上下兩部分。上部主要是考慮存放物料，故設計成圓柱體，其截面大小及高度依所需儲存的物料量而定；其下部主要考慮將物料順利卸出和稱量，由于它受卸料口大小，物料流動性質即物料休止角及物料與倉壁的摩擦角的影響，設計為截頭圓錐（如圖1）。

料倉底部與傾斜壁的夾角α與物料的休止角及物料與倉壁的摩擦角有關。它至少要等于物料的休止角，必須大于物料和倉壁的摩擦角。否則，物料就不能全部從料倉中卸出。但這對于從料倉中全部卸出物料條件還是不夠，更重要的是兩相鄰傾斜壁之間的夾角大小，因為這個角的溝谷中最易滯留物料。一般料倉的α角要比摩擦角大5～10°。因而必須增加料倉下部的設計高度，同時為了解決物料在料倉中結拱、結管、料流不勻，曾采用的方法有：（1）在料倉設置改流體；（2）設置倉壁振動器；（3）在倉壁設置氣動助流裝置等等。采用上述方法，雖然能在某種程度上改觀了物料的流動性和卸料情況，減少了結拱、結管現象的發生，但需要增大建筑物的高度，提高了造價，其安裝、維修工作量大，作用范圍小，不能有效地消除結拱、結管，合理地解決卸料問題。

5 振動活化器在料倉上的設計應用

5.1 工作原理

振動電機豎向安裝在料斗上，電機啟動，安裝在電機上的偏心塊作離心運動，使料斗在水平方向產生振動，此振動又通過料斗傳給活化器，活化器的運動消除了料倉內部物料的結拱、結管、芯流、偏析等現象，使粉料象流水一樣連續不斷的從出料口排出。電機停轉，料流停止。

5.2 振動活化器結構設計原則

振動活化器主要有旋轉振動器，鋼料斗和活化體三部分組成，振動活化器見圖2。

振動活化器結構設計原則如下：

5.2.1 根據料倉容量和所需的卸料速度來確定激振力大小，由此選定旋轉振動器功率。

5.2.2 鋼料斗上口尺寸依料倉的下口尺寸而定，如需降低料倉下部錐體的高度，可將尺寸放大些。鋼料斗下口尺寸依所需要的卸料速度而設計。

5.2.3 活化體形狀可設計為球面形、圓錐形、角錐形、圓柱形等，依物料種類和性質而定。

5.2.4 活化體的大小及活化體與鋼料斗傾壁之間的空隙間距依物料粒度和所需的卸料速度而定。

5.3 振動活化器在料倉上的應用

為了使振動活化器產生的振動力只傳給物料，不影響其它結構，因而在設計上將振動活化器用吸振器懸吊在料倉上，上口與料倉出料口之間、下口與下部的接料設備之間，均用韌性袖筒連接。其結構見圖3。

6 結語

改造儲料倉的卸料設計后，通過幾年來的使用，故障率低，對產品質量，尤其是對產品色差，減少燒成后產品的色號，提高產品的等級率，起到了很好的后果。振動活化器是利用其激振力使物料下流，其鋼料斗的上口尺寸和下口尺寸的變化靈活性大，不受物料休止角及物料與料斗壁的摩擦角的影響，將其應用在料倉上，可大大降低料倉的高度，減少造價，同時解決料流不暢，物料結拱，卸料偏析等現象，從而實現配料、運料的連續性，保證正常生產，減輕工人的勞動強度。

參考文獻：

[1] 林云萬.《陶瓷工業機械設備》，1993.6

[2] 劉康時.《陶瓷工藝學》，1993.7

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