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小型瀝青拌和機(jī)的再生技術(shù)改造與應(yīng)用

摘要：通過(guò)對(duì)目前國(guó)內(nèi)外瀝青混合料再生技術(shù)及設(shè)備的分析，提出一種適合中國(guó)國(guó)情的瀝青熱再生設(shè)備的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)思路，并就在小型拌和機(jī)的技術(shù)改造過(guò)程及使用效果、效益進(jìn)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(guān)鍵詞：瀝青拌和機(jī) 廢舊料利用尾氣加熱 烘干滾筒 使用效果 效益

1、問(wèn)題的提出

隨著國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度的不斷加大，特別是公路建設(shè)事業(yè)的迅猛發(fā)展，隨之而來(lái)的是公路養(yǎng)護(hù)任務(wù)的日益繁重。而瀝青路面的養(yǎng)護(hù)，不可避免地要將舊路中需進(jìn)行修補(bǔ)的瀝青面層挖除。其所廢棄的瀝青混合料每年要超過(guò)200萬(wàn)噸，其中含有瀝青10萬(wàn)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(cái)力；要么作為普通的石料墊鋪路基，造成資源浪費(fèi)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(hù)出發(fā)，重復(fù)利用廢舊瀝青混合料是公路建設(shè)和發(fā)展的必然。因此，如何有效地利用數(shù)量如此之大的這些舊瀝青混合料，是中國(guó)科技、交通、環(huán)保界各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)人員亟待解決的一大難題。

2、再生技術(shù)研究及設(shè)備現(xiàn)狀

2.1國(guó)內(nèi)外技術(shù)研究。在國(guó)外，20世紀(jì)30年代，瀝青混合料再生技術(shù)就開(kāi)始應(yīng)用。上世紀(jì)80年代，瀝青混合料再生技術(shù)已發(fā)展成熟，并廣泛推廣和應(yīng)用，其舊瀝青混合料的再生利用程度已超過(guò)75%。瀝青路面的再生技術(shù)之所以在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家獲得廣泛的推廣，不僅在于其良好的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是基于環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的國(guó)際潮流。

中國(guó)早在20世紀(jì)70年代就開(kāi)始瀝青再生的研究，但卻遲遲沒(méi)有實(shí)用性的瀝青再生技術(shù)投入工程應(yīng)用。長(zhǎng)達(dá)30年緩慢的尤其是近10年來(lái)中國(guó)瀝青再生技術(shù)開(kāi)發(fā)幾近停滯的歷程，與國(guó)外形成了鮮明的對(duì)照，究其原因，最主要是瀝青混合料再生設(shè)備的研究幾乎是空白。

2.2再生攪拌設(shè)備狀況。近年來(lái)，筑路機(jī)械制造商對(duì)相應(yīng)的設(shè)備在性能及效率方面做了許多卓有成效的改進(jìn)，然而我們通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，專(zhuān)利公告或社會(huì)上已有的瀝青攪拌設(shè)備，他們都沒(méi)有真正涉及到填補(bǔ)國(guó)內(nèi)這一空白的研究。定型產(chǎn)品都只有烘干新礦料的功能，沒(méi)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(hù)的過(guò)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(huì)上現(xiàn)有一種長(zhǎng)筒連續(xù)式瀝青攪拌設(shè)備的烘干滾筒中進(jìn)行加熱然后與新礦料進(jìn)行混合攪拌，以解決直接堆積野外既浪費(fèi)原料又會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染問(wèn)題的大量被銑刨起來(lái)的廢舊瀝青混合料，但該種方法不僅計(jì)量精度不準(zhǔn)，燃燒器的火焰對(duì)舊瀝青混合料直接加熱易導(dǎo)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(jié)團(tuán)現(xiàn)象；近些年來(lái)國(guó)外引進(jìn)的雙滾筒連續(xù)式瀝青攪拌設(shè)備，雖具有舊瀝青混合料再生功能，但由于是采用連續(xù)計(jì)量方式，其稱(chēng)量精度無(wú)法保證，因而達(dá)不到高等級(jí)路面對(duì)成品料質(zhì)量的要求；而由現(xiàn)有的瀝青混合料攪拌站改裝的再生設(shè)備，雖在計(jì)量精度和攪拌質(zhì)量能滿足要求，但在舊瀝青混合料的計(jì)量、加熱、篩分仍存在很多問(wèn)題，如篩網(wǎng)易堵塞，加熱舊瀝青混合料易使瀝青老化等。

3、拌和機(jī)的再生技術(shù)改造

3、1解決幾大關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題

①再生攪拌設(shè)備對(duì)各種物料（舊瀝青混合料、新骨料、新瀝青、礦粉等）的計(jì)量、加熱、混合功能；

②不會(huì)使舊料老化的烘干裝置；

③熱效率高、容易調(diào)整控制的加熱裝置；

④高效的、在加熱狀態(tài)進(jìn)行的再生攪拌裝置；

⑤能保證再生攪拌設(shè)備按要求的工藝流程運(yùn)行及得到高質(zhì)量的再生瀝青混合料計(jì)量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

3、2設(shè)計(jì)整體思路

在現(xiàn)有強(qiáng)制式瀝青攪拌設(shè)備的基礎(chǔ)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(shè)施等。通過(guò)第一烘干滾筒與第二烘干滾筒之間設(shè)置熱空氣通道，這樣從第一烘干滾筒排出的高溫尾氣通過(guò)熱空氣通道進(jìn)入第二烘干滾筒，當(dāng)?shù)诙娓蓾L筒用于烘干舊瀝青混合料時(shí)，可以避免燃燒器火焰對(duì)舊瀝青直接進(jìn)行加熱，防止舊瀝青老化，解決了目前再生攪拌設(shè)備仍然存在著的明火對(duì)舊料直接加熱造成其老化的難題。

3、3產(chǎn)品的主要組成及工藝流程簡(jiǎn)介

3、3、1產(chǎn)品的主要組成

產(chǎn)品的組成及結(jié)構(gòu)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(dòng)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(jì)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(chǎn)品工藝流程

本機(jī)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(jié)構(gòu)形式，保證舊料加熱不老化，出料溫度容易控制。結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特，操作簡(jiǎn)單容易。其工藝流程如下：

裝新礦料→計(jì)量、輸送→提升→烘干→過(guò)料→強(qiáng)制攪拌→出料→提升→貯存裝舊料→計(jì)量、輸送→提升→烘干→過(guò)料

首先在料場(chǎng)把新礦料和舊料分別送入新、舊料料斗內(nèi)，經(jīng)提升機(jī)并分別送入新、舊料烘干筒內(nèi)；由全自動(dòng)燃燒器所產(chǎn)生的高溫火焰經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)送入新礦料烘干滾筒，開(kāi)始對(duì)被電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的新料烘干筒內(nèi)的冷骨料進(jìn)行烘干加熱，排除的熱尾氣經(jīng)加熱通道裝置同時(shí)對(duì)舊料烘干筒內(nèi)的舊瀝青混合料進(jìn)行預(yù)熱，達(dá)到設(shè)定的料溫后，兩個(gè)滾筒先后斷電緩沖，接著電動(dòng)機(jī)又驅(qū)動(dòng)滾筒反向旋轉(zhuǎn)，由滾筒內(nèi)部的反轉(zhuǎn)螺旋葉片把熱骨料和熱舊料送至攪拌器內(nèi)，此時(shí)由電子稱(chēng)重的瀝青桶噴出的熱瀝青和經(jīng)計(jì)量后加入的礦粉便在攪拌器內(nèi)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(yīng)”。最后，攪拌好的成品料由二次提升斗送至貯料倉(cāng)內(nèi)。

整個(gè)工作運(yùn)行過(guò)程由控制柜內(nèi)的可編程控制器自動(dòng)控制（也可手動(dòng)控制），并可實(shí)現(xiàn)故障顯示、報(bào)警和自動(dòng)保護(hù)處理功能。 

3、4關(guān)鍵技術(shù)

3、4、1總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在吸收消化國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)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(pán)上的結(jié)構(gòu)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(shí)間長(zhǎng)，有效地保證了成品料的質(zhì)量。

3、4、2舊料加熱、烘干裝置的設(shè)計(jì)。

3、4、2、1舊料加熱筒內(nèi)部葉設(shè)計(jì)

葉片應(yīng)滿足下列要求：進(jìn)入熱氣區(qū)段內(nèi)，舊料不應(yīng)堵住入口，使熱氣在滾筒內(nèi)具有較好的熱交換條件；舊料能在滾筒內(nèi)快速移動(dòng)，并應(yīng)不粘住提料葉片，利于攪拌和過(guò)料，以達(dá)到舊料預(yù)熱融化進(jìn)行初拌的目的。

3、4、2、2熱空氣通道的設(shè)計(jì)

瀝青混合料攪拌設(shè)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(guò)熱空氣通道進(jìn)入舊瀝青混合料烘干裝置對(duì)舊瀝青混合料進(jìn)行烘干，避免燃燒裝置火焰對(duì)舊瀝青直接進(jìn)行加熱，同時(shí)通過(guò)對(duì)舊瀝青混合料及各礦料進(jìn)行計(jì)量、加熱、烘干，使按比例進(jìn)入攪拌器內(nèi)的各組分料在不破壞原有性能的基礎(chǔ)上得到充分的攪拌裹敷，從而提高混合料的產(chǎn)品質(zhì)量。

3、4、3攪拌器的改進(jìn)設(shè)計(jì)?？傮w要求是：其一，殼體外表做適當(dāng)?shù)谋貙?，以利于“熱態(tài)下”的新舊料攪拌裹敷；其二，適當(dāng)提高拌軸轉(zhuǎn)速，以利于新舊料的熱交換。通過(guò)大量的兼容性臺(tái)架試驗(yàn)和工地的實(shí)際使用情況，適當(dāng)提高轉(zhuǎn)速（），能使新、舊混合料在單位時(shí)間內(nèi)有更多的攪拌混合機(jī)會(huì)。但是，由于該結(jié)構(gòu)形式的攪拌設(shè)備其熱料送入攪拌器是一個(gè)比較緩慢的過(guò)程，攪拌葉片對(duì)熱礦料的攪拌時(shí)間相對(duì)拌和樓式的要長(zhǎng)的多，采用正常轉(zhuǎn)速就基本可以滿足要求，且有利于降低功耗，所以，轉(zhuǎn)速相對(duì)提高2rpm左右比較合理。

3、4、4燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)。采用全自動(dòng)燃燒器。爐膛出火口加大，骨料采用側(cè)面下溜，避免擋火。該燃燒系統(tǒng)具有燃燒充分、火焰調(diào)節(jié)容易、燃燒效率高等特點(diǎn)，不燒壞爐磚，使用壽命長(zhǎng)。

3、4、5計(jì)量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

（1）雙工況自動(dòng)設(shè)計(jì)。新、舊料可以分別獨(dú)立生產(chǎn)也可聯(lián)動(dòng)生產(chǎn)，保證新、舊料有較大范圍的配比，再生效率高，適應(yīng)性強(qiáng)。

（2）技術(shù)先進(jìn)的自動(dòng)沖量與飛料流量相結(jié)合的稱(chēng)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)，不僅標(biāo)稱(chēng)稱(chēng)量過(guò)程簡(jiǎn)單直觀，標(biāo)稱(chēng)直接輸入實(shí)際數(shù)值，可實(shí)時(shí)顯示稱(chēng)量值，而且對(duì)稱(chēng)量誤差可自動(dòng)精確修正（因同時(shí)使用流量控制法加沖量自動(dòng)調(diào)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(zhǔn)確性。

（3）程序過(guò)程控制能自動(dòng)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(zhǔn)（瀝青稱(chēng)不夠噴入攪拌器內(nèi)）或出空料（攪拌器內(nèi)沒(méi)料不開(kāi)攪拌器門(mén)）、白料、花料（攪拌器有料但不按時(shí)噴入足量瀝青不開(kāi)攪拌器門(mén)）、重鍋（攪拌器內(nèi)料沒(méi)出完烘干筒內(nèi)的新、舊料不進(jìn)入攪拌器內(nèi)），從而保證每次攪拌器拌制出來(lái)的料都是合格料（這一點(diǎn)對(duì)選配成

品料倉(cāng)的特別重要）；另一方面，可防止瀝青計(jì)量桶因設(shè)備異常時(shí)使瀝青溢出或?yàn)r青卸不完導(dǎo)致殘留（主要由浮球裝置和時(shí)間及標(biāo)重來(lái)保證）；保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

（4）完善的自動(dòng)保護(hù)功能大大提高了整機(jī)的可靠性、安全性，保證設(shè)備的正常運(yùn)行：配料站、礦料提升、成品料提升與主機(jī)互鎖，確保提升斗沒(méi)在料坑時(shí)不把料送進(jìn)坑槽；過(guò)載、超時(shí)、誤動(dòng)作等自動(dòng)保護(hù)功能；具有時(shí)間參數(shù)自動(dòng)讀入修正功能，保證動(dòng)作的準(zhǔn)確性；短時(shí)掉電或暫時(shí)記憶功能；故障超時(shí)保護(hù)功能。

4、使用情況及效益

4．1新、舊料攪拌結(jié)果檢測(cè)

（參合30%、40%、50%舊料檢測(cè)值列表）

4.2修補(bǔ)路面數(shù)量

4.3產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)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(jì)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(hù)資金500多萬(wàn)元。如果推廣到全國(guó)，其效益就是一個(gè)天文數(shù)字了。且舊料回收對(duì)于環(huán)境的保護(hù)其社會(huì)效益也是無(wú)可估量的，又符合國(guó)家目前正下大力氣倡導(dǎo)的“建設(shè)節(jié)約型社會(huì)”的大政方針。