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小型瀝青拌和機的再生技術改造與應用

摘要：通過對目前國內外瀝青混合料再生技術及設備的分析，提出一種適合中國國情的瀝青熱再生設備的設計開發(fā)思路，并就在小型拌和機的技術改造過程及使用效果、效益進行闡述，為廢舊瀝青混合料的再生利用提供一種行之有效的方法

關鍵詞：瀝青拌和機 廢舊料利用尾氣加熱 烘干滾筒 使用效果 效益

1、問題的提出

隨著國家基礎設施建設力度的不斷加大，特別是公路建設事業(yè)的迅猛發(fā)展，隨之而來的是公路養(yǎng)護任務的日益繁重。而瀝青路面的養(yǎng)護，不可避免地要將舊路中需進行修補的瀝青面層挖除。其所廢棄的瀝青混合料每年要超過200萬噸，其中含有瀝青10萬噸。大量的廢舊瀝青混合料要么堆積如山，為存放而付出精力和財力；要么作為普通的石料墊鋪路基，造成資源浪費和潛在的環(huán)境污染。從降低公路修建的成本和環(huán)境保護出發(fā)，重復利用廢舊瀝青混合料是公路建設和發(fā)展的必然。因此，如何有效地利用數量如此之大的這些舊瀝青混合料，是中國科技、交通、環(huán)保界各級領導和技術人員亟待解決的一大難題。

2、再生技術研究及設備現(xiàn)狀

2.1國內外技術研究。在國外，20世紀30年代，瀝青混合料再生技術就開始應用。上世紀80年代，瀝青混合料再生技術已發(fā)展成熟，并廣泛推廣和應用，其舊瀝青混合料的再生利用程度已超過75%。瀝青路面的再生技術之所以在國外發(fā)達國家獲得廣泛的推廣，不僅在于其良好的經濟效益，更重要的是基于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的國際潮流。

中國早在20世紀70年代就開始瀝青再生的研究，但卻遲遲沒有實用性的瀝青再生技術投入工程應用。長達30年緩慢的尤其是近10年來中國瀝青再生技術開發(fā)幾近停滯的歷程，與國外形成了鮮明的對照，究其原因，最主要是瀝青混合料再生設備的研究幾乎是空白。

2.2再生攪拌設備狀況。近年來，筑路機械制造商對相應的設備在性能及效率方面做了許多卓有成效的改進，然而我們通過研究發(fā)現(xiàn)，專利公告或社會上已有的瀝青攪拌設備，他們都沒有真正涉及到填補國內這一空白的研究。定型產品都只有烘干新礦料的功能，沒有可間接烘干如舊瀝青混合料的裝置。而在路面施工特別是養(yǎng)護的過程中，已有某些單位嘗試著將舊瀝青混合料按一定的比例加入到社會上現(xiàn)有一種長筒連續(xù)式瀝青攪拌設備的烘干滾筒中進行加熱然后與新礦料進行混合攪拌，以解決直接堆積野外既浪費原料又會導致環(huán)境污染問題的大量被銑刨起來的廢舊瀝青混合料，但該種方法不僅計量精度不準，燃燒器的火焰對舊瀝青混合料直接加熱易導致瀝青老化，而且各組分料的混合是靠自落式拋撒混合的,其混合料均勻度不夠，易出現(xiàn)瀝青、石粉結團現(xiàn)象；近些年來國外引進的雙滾筒連續(xù)式瀝青攪拌設備，雖具有舊瀝青混合料再生功能，但由于是采用連續(xù)計量方式，其稱量精度無法保證，因而達不到高等級路面對成品料質量的要求；而由現(xiàn)有的瀝青混合料攪拌站改裝的再生設備，雖在計量精度和攪拌質量能滿足要求，但在舊瀝青混合料的計量、加熱、篩分仍存在很多問題，如篩網易堵塞，加熱舊瀝青混合料易使瀝青老化等。

3、拌和機的再生技術改造

3、1解決幾大關鍵技術問題

①再生攪拌設備對各種物料（舊瀝青混合料、新骨料、新瀝青、礦粉等）的計量、加熱、混合功能；

②不會使舊料老化的烘干裝置；

③熱效率高、容易調整控制的加熱裝置；

④高效的、在加熱狀態(tài)進行的再生攪拌裝置；

⑤能保證再生攪拌設備按要求的工藝流程運行及得到高質量的再生瀝青混合料計量控制系統(tǒng)的設計。

3、2設計整體思路

在現(xiàn)有強制式瀝青攪拌設備的基礎上，增加另一舊瀝青混合料提升、烘干裝置，熱空氣通道裝置，攪拌保溫設施等。通過第一烘干滾筒與第二烘干滾筒之間設置熱空氣通道，這樣從第一烘干滾筒排出的高溫尾氣通過熱空氣通道進入第二烘干滾筒，當第二烘干滾筒用于烘干舊瀝青混合料時，可以避免燃燒器火焰對舊瀝青直接進行加熱，防止舊瀝青老化，解決了目前再生攪拌設備仍然存在著的明火對舊料直接加熱造成其老化的難題。

3、3產品的主要組成及工藝流程簡介

3、3、1產品的主要組成

產品的組成及結構如下圖所示，包括新、舊料提升料斗，新、舊料烘干滾筒，新料自動燃燒器，舊料尾氣加熱通道裝置，雙臥軸攪拌器，瀝青、礦粉輸送計量系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)，成品料提升總成，電氣控制系統(tǒng)，氣路控制系統(tǒng)，大樑等組成。

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3、3、2、產品工藝流程

本機采用雙烘干滾筒、單燃燒爐、尾氣加熱通道裝置、攪拌器連成一體的結構形式，保證舊料加熱不老化，出料溫度容易控制。結構新穎獨特，操作簡單容易。其工藝流程如下：

裝新礦料→計量、輸送→提升→烘干→過料→強制攪拌→出料→提升→貯存裝舊料→計量、輸送→提升→烘干→過料

首先在料場把新礦料和舊料分別送入新、舊料料斗內，經提升機并分別送入新、舊料烘干筒內；由全自動燃燒器所產生的高溫火焰經鼓風機送入新礦料烘干滾筒，開始對被電動機驅動旋轉的新料烘干筒內的冷骨料進行烘干加熱，排除的熱尾氣經加熱通道裝置同時對舊料烘干筒內的舊瀝青混合料進行預熱，達到設定的料溫后，兩個滾筒先后斷電緩沖，接著電動機又驅動滾筒反向旋轉，由滾筒內部的反轉螺旋葉片把熱骨料和熱舊料送至攪拌器內，此時由電子稱重的瀝青桶噴出的熱瀝青和經計量后加入的礦粉便在攪拌器內與熱骨料和熱舊料充分地混合、裹敷，在攪拌器上方形成“沸騰效應”。最后，攪拌好的成品料由二次提升斗送至貯料倉內。

整個工作運行過程由控制柜內的可編程控制器自動控制（也可手動控制），并可實現(xiàn)故障顯示、報警和自動保護處理功能。 

3、4關鍵技術

3、4、1總體結構設計。在吸收消化國外先進技術的基礎上，采用提料裝置、新、舊料烘干裝置與攪拌器連成一體并分別固定在同一底盤上的結構形式。能最大限度縮短了供料路程，使新、舊的熱利用率高，混合攪拌時間長，有效地保證了成品料的質量。

3、4、2舊料加熱、烘干裝置的設計。

3、4、2、1舊料加熱筒內部葉設計

葉片應滿足下列要求：進入熱氣區(qū)段內，舊料不應堵住入口，使熱氣在滾筒內具有較好的熱交換條件；舊料能在滾筒內快速移動，并應不粘住提料葉片，利于攪拌和過料，以達到舊料預熱融化進行初拌的目的。

3、4、2、2熱空氣通道的設計

瀝青混合料攪拌設備礦料烘干裝置與舊瀝青混合料烘干裝置之間增加了一熱空氣通道，這樣從礦料烘干裝置排出的熱空氣通過熱空氣通道進入舊瀝青混合料烘干裝置對舊瀝青混合料進行烘干，避免燃燒裝置火焰對舊瀝青直接進行加熱，同時通過對舊瀝青混合料及各礦料進行計量、加熱、烘干，使按比例進入攪拌器內的各組分料在不破壞原有性能的基礎上得到充分的攪拌裹敷，從而提高混合料的產品質量。

3、4、3攪拌器的改進設計?？傮w要求是：其一，殼體外表做適當的保溫層，以利于“熱態(tài)下”的新舊料攪拌裹敷；其二，適當提高拌軸轉速，以利于新舊料的熱交換。通過大量的兼容性臺架試驗和工地的實際使用情況，適當提高轉速（），能使新、舊混合料在單位時間內有更多的攪拌混合機會。但是，由于該結構形式的攪拌設備其熱料送入攪拌器是一個比較緩慢的過程，攪拌葉片對熱礦料的攪拌時間相對拌和樓式的要長的多，采用正常轉速就基本可以滿足要求，且有利于降低功耗，所以，轉速相對提高2rpm左右比較合理。

3、4、4燃燒系統(tǒng)設計。采用全自動燃燒器。爐膛出火口加大，骨料采用側面下溜，避免擋火。該燃燒系統(tǒng)具有燃燒充分、火焰調節(jié)容易、燃燒效率高等特點，不燒壞爐磚，使用壽命長。

3、4、5計量控制系統(tǒng)設計。

（1）雙工況自動設計。新、舊料可以分別獨立生產也可聯(lián)動生產，保證新、舊料有較大范圍的配比，再生效率高，適應性強。

（2）技術先進的自動沖量與飛料流量相結合的稱量系統(tǒng)設計，不僅標稱稱量過程簡單直觀，標稱直接輸入實際數值，可實時顯示稱量值，而且對稱量誤差可自動精確修正（因同時使用流量控制法加沖量自動調整法從而獲得極高的控制精度），充分有效地保證了油石比的準確性。

（3）程序過程控制能自動判別新骨料、舊料、瀝青及混合料攪拌的工作狀態(tài)，一方面，可防止油石比不準（瀝青稱不夠噴入攪拌器內）或出空料（攪拌器內沒料不開攪拌器門）、白料、花料（攪拌器有料但不按時噴入足量瀝青不開攪拌器門）、重鍋（攪拌器內料沒出完烘干筒內的新、舊料不進入攪拌器內），從而保證每次攪拌器拌制出來的料都是合格料（這一點對選配成

品料倉的特別重要）；另一方面，可防止瀝青計量桶因設備異常時使瀝青溢出或瀝青卸不完導致殘留（主要由浮球裝置和時間及標重來保證）；保證生產的正常進行。

（4）完善的自動保護功能大大提高了整機的可靠性、安全性，保證設備的正常運行：配料站、礦料提升、成品料提升與主機互鎖，確保提升斗沒在料坑時不把料送進坑槽；過載、超時、誤動作等自動保護功能；具有時間參數自動讀入修正功能，保證動作的準確性；短時掉電或暫時記憶功能；故障超時保護功能。

4、使用情況及效益

4．1新、舊料攪拌結果檢測

（參合30%、40%、50%舊料檢測值列表）

4.2修補路面數量

4.3產生的經濟和社會效益

就福建省而言，如果每年回收2噸舊料（這是可以做到的），每噸節(jié)約250元計算（瀝青200元、砂石50元），新舊料按6：4配比，鋪筑在高速公路的翻修路面或普通瀝青公路上，僅福建省每年就可節(jié)省養(yǎng)護資金500多萬元。如果推廣到全國，其效益就是一個天文數字了。且舊料回收對于環(huán)境的保護其社會效益也是無可估量的，又符合國家目前正下大力氣倡導的“建設節(jié)約型社會”的大政方針。