Меню Рубрики

Установки для смешивания асфальта

Современные технологии производства асфальтобетонных смесей

Асфальт (от греч. α’σφαλτος – горная смола) – смесь битумов (60…75% в природном и 13…60% в искусственном) с минеральными веществами: известняком, песчаником и др. Может применяться вместе с песком, гравием, щебнем для устройства дорожных и других покрытий.

Асфальт бывает как природного, так и искусственного происхождения. Природный асфальт образуется из тяжелых фракций нефти или их остатков в результате испарения ее легких составляющих и окисления под влиянием гипергенеза. Искусственный асфальт (асфальтобетонная смесь, АБС) – это строительный материал, получаемый после уплотнения смеси щебня, песка, минерального порошка и битума.

Исторически дороги мостили камнем, но с середины XIX в. во Франции, Швейцарии, Соединенных Штатах и ряде других стран для дорожных покрытий начинают применять битумно-минеральные смеси. Как показал опыт эксплуатации, асфальт оказался наиболее подходящим материалом для устройства дорожных покрытий. Основные его преимущества – это высокая скорость строительства, более низкая себестоимость и отличная ровность получаемых покрытий. Асфальтобетонные покрытия и сегодня остаются самыми распространенными при строительстве дорог, мостов, тоннелей и других сооружений.

Асфальтобетонные смеси делают из компонентов в заданной пропорции и степени гомогенности в асфальтосмесительных установках (АСУ). Для получения смеси высокого качества необходимо правильно выбрать ингредиенты, их физические свойства и интенсивность их перемешивания, точно определить пропорцию. При соблюдении всех требований получается гомогенная АБС со свойствами, отвечающими ГОСТу.

Существуют различные по принципу действия АСУ. В настоящее время наиболее известны циклическая (порционная) система смешивания и непрерывная (барабанная). Циклическая технология шире применяется в Европе, тогда как в США, Австралии, Канаде и Латинской Америке более популярны АСУ непрерывного действия. Такое разделение произошло из-за различной протяженности дорог в Европе и Америке. Согласно статистике в 2006 г. объем производства асфальтобетонных смесей в США превысил 500 млн. т, тогда как в Германии выпущено порядка 56 млн. т, во всей же Европе – около 350 млн. т. Сразу становится понятен разрыв в уровне между европейскими странами и США. На заре эры асфальтовых покрытий и в Штатах применяли заводы циклического действия, но в период дорожного бума и резкого роста потребности в асфальте встал вопрос снижения себестоимости его производства и увеличения производительности АСУ. Решением стало внедрение непрерывной технологии производства смесей, что и позволило значительно сократить себестоимость производства и повысить объемы выпуска смеси одной установкой.

Рассмотрим принципы, на которых построены эти технологии, и их преимущества.

Основным компонентом классического циклического асфальтобетонного завода (АБЗ) является система подачи инертных, предварительно дозирующая холодные инертные материалы, такие как щебень и песок, которые по наклонному конвейеру подаются в сушильный барабан, где нагреваются до заданной температуры потоками газа. Нагретые инертные подаются на элеватор горячих инертных и далее на вибрационный грохот, который рассеивает поток материала на разные фракции согласно количеству и размеру ячеек сит. В АБЗ некоторых производителей, например LINTEC GmbH & Co. KG, применяются не вибрационные грохоты, а барабанные, что позволяет снизить стоимость установки. Такие грохоты применяли когда-то и в отечественных АБЗ, но современные АСУ комплектуют именно вибрационными грохотами, так как они обеспечивают более точное разделение фракций. В барабанных грохотах возможно перераспределение мелких фракций в более крупные при максимальных нагрузках и при повышенной лещадности щебня, который может застревать в ситах и блокировать проход мелких фракций, что подтверждено опытом эксплуатации АСУ такого типа в России. Под грохотом расположены бункера горячих инертных, и в каждом хранится своя фракция. Согласно составу смеси, заданному в программе управления, из каждого бункера с отдельной фракцией в весовой хоппер дозируется по очереди требуемое количество материала. Отдельно установлен весовой хоппер для битума и хоппер для минерального порошка и пыли. Битум дозируется из битумохранилища, а минеральный порошок и пыль – из соответствующих силосов. Дозирование осуществляется с помощью динамического взвешивания всех компонентов смеси. Дозированные компоненты подаются в смесительную камеру, где перемешиваются. Средняя продолжительность общего цикла дозирования и перемешивания составляет 45 с, т. е. 80 циклов в час. Именно так определяется паспортная производительность циклических АБЗ – полезный объем смесительной камеры умножают на 80 циклов. Например, при смесителе в 2 т х 80 циклов получаем 160 т/ч.

АБЗ с горизонтальным скипом – по сути тележка, перемещающаяся по направляющим рельсовым опорам, которая доставляет смесь от смесителя к нужному бункеру хранения смеси и приводится в действие лебедочным механизмом с приводом. Хранилище асфальта разделено на разные отсеки – бункера, где можно хранить смеси с разной рецептурой. Очистка отходящих горячих газов из сушильного барабана происходит в рукавном фильтре, где осаждается пыль с помощью тканевых мешков (рукавов). Осажденная пыль обычно либо вывозится с АБЗ, либо подается в силос пыли, из которого дозируется в хоппер для минерального порошка в нужной пропорции с минеральным порошком. Битум хранится в цистернах, которые могут быть горизонтального, вертикального или мобильного исполнения. Процесс дозирования, смешивания и отгрузки смеси в самосвалы контролируется операторами из пункта управления. В большинстве современных АБЗ установлена микропроцессорная система управления, что облегчает работу, но в то же время средства ручного управления зачастую отсутствуют, и это не позволяет продолжать работу в случае сбоя компьютерной системы.

Читайте также:  Установка и стереотипы массового поведения

Многие узлы АБЗ непрерывного типа аналогичны узлам АБЗ циклического типа. Также дозирование холодных инертных осуществляется из холодных дозаторов, отличие которых в том, что они выполняют роль дозаторов, а не предварительных дозаторов, как в циклических АБЗ. В циклических АБЗ дозирование компонентов идет из бункеров горячих инертных в весовой хоппер, а из преддозаторов – только предварительная подача материала. Погрешность дозирования преддозаторов может достигать 10% и более, что несущественно для данного типа АБЗ, так как есть весовой контроль. В то же время в непрерывных АБЗ холодные дозаторы являются именно дозирующим устройством и обеспечивают высокую точность дозирования с погрешностью ±0,1%. Это достигается благодаря современному микропроцессорному управлению, приводам с частотным управлением, тахометрам на приводных валах с обратной связью и весовому мосту, установленному в наклонном конвейере. Холодные инертные точно дозируются из бункеров и подаются на наклонный конвейер, оснащенный грохотом негабарита, отсеивающим негабаритный щебень. Поток материала после грохота попадает на весовой мост, который динамически взвешивает суммарный объем инертных и корректирует работу дозаторов через систему обратной связи с программой управления. Взвешенный материал попадает в сушильно-смесительный барабан, где он, как и в циклическом АБЗ, сушится потоком нагретого газа от пламени горелки. После сушки нагретый материал смешивается в этом же агрегате с минеральным порошком, собственной пылью, битумом и другими компонентами. Полученная смесь выгружается из сушильно-смесительного барабана. Традиционно для хранения смеси применяют силосы круглого сечения со скребковым конвейером. Системы такого типа могут обеспечивать хранение 9 шт. х 300 т = 2700 т и более.

Также в составе непрерывного АБЗ есть битумное хранилище, силосы минерального порошка и собственной пыли. Есть рукавный фильтр с такими же тканевыми рукавами и системой эвакуации пыли или в силос, или назад в барабан, или в самосвал для вывоза.

Развитие конструкций АБЗ непрерывного типа можно разделить на три этапа – это барабанные смесители прямоточного типа, когда поток материала и горячего газа шел в одном направлении, что было не так эффективно, как в барабанах второго поколения – противоточных. Третьим этапом развития непрерывных АБЗ стала разработка барабанно-смесительных установок со встроенной горелкой и барабана Double Barrel («двойной барабан») компанией Astec Inc.

В прямоточных барабанах поток горячего газа идет параллельно инертным материалам. При таком нагреве газ может проходить через прорехи в завесе материала и не передавать тепло инертным. Температура выходящих газов высокая, что приводит к преждевременному износу тканевых фильтров. Материал попадает в зону горения пламени, из-за чего не полностью сгорает топливо и спекаются влажные инертные. Минеральный порошок и битум уносятся потоком газа в рукавный фильтр, и в результате фильтры загрязняются. Характерно низкое качество перемешивания смеси.

В противоточных барабанах материал подается с противоположной стороны барабана и движется навстречу горячему газу. Устранена проблема спекания и уноса инертных и битума. Время смешивания увеличено, и качество смесей повысилось. Также стало возможно добавление до 50% регенерированного асфальтового покрытия (РАП) с малым выбросом углеводородов, так как РАП подается после пламени горелки. Повысилась эффективность работы – расход топлива снизился, а производительность возросла. Модификацией этого типа является двухбарабанная система, когда один барабан сушит материал в противотоке, а нагретые инертные подаются во второй барабан, предназначенный только для смешивания. Такие АБЗ обеспечивают еще большее время смешивания и лучшее качество смеси.

Противоточные сушильно-смесительные барабаны и сегодня самый распространенный тип агрегатов для сушки и смешивания в АБЗ непрерывного типа. Смешивание в этих АБЗ происходит под воздействием гравитации – барабан, вращаясь, поднимает смесь лопатками, которая падает в определенный момент. При падении происходит смешивание. Такой тип смешивания часто называют гравитационным.

Читайте также:  Установка гбо на газель вао

Принципиально новая система сушки и смешивания разработана и запатентована гениальным инженером Доном Броком. Д. Брок создал свою компанию Astec Inc. и начал производство АБЗ с запатентованной системой Double Barrel. За короткий период Astec Inc. выросла до уровня абсолютного лидера среди производителей АБЗ. Гениальность конструкции Double Barrel в том, что удалось совместить преимущества непрерывной технологии и циклической – низкая себестоимость производства смеси и качественное принудительное перемешивание, как в циклическом АБЗ.

Смесь подается в барабан Double Barrel и в противотоке нагревается. В конце сушильного барабана нагретая смесь через окна выгружается в смесительный барабан, одетый поверх сушильного. На вращающемся сушильном барабане наварены смесительные лопатки, которые перемешивают ингредиенты, находящиеся в статике, как и в циклическом АБЗ. Время смешивания составляет 90 с и рассчитано на производство ЩМА без снижения производительности и с возможностью добавления РАП до 50%. Основные преимущества Double Barrel – это самое низкое потребление топлива в индустрии, качественно промешанные, гомогенные смеси, простота эксплуатации и низкие расходы, высокая производительность при производстве смесей всех типов.

Теперь рассмотрим принципиальные различия между циклическим и непрерывным АБЗ и целесообразность их применения в тех или иных условиях.

Основное отличие этих технологий в системе дозирования и смешивания. В непрерывном АБЗ нет башни и дозирование сразу идет из холодных дозаторов, смесь идет непрерывным потоком. В циклическом АБЗ идет разгрохотка материала на фракции и весовое, порционное дозирование компонентов, а смесь выпускается порциями.

Циклические АБЗ позволяют проще и быстрее менять рецептуру смеси, в теории каждый замес может иметь другую рецептуру. Такие АБЗ наиболее востребованы при производстве асфальта в городах и мегаполисах, когда асфальт производят для нескольких укладочных комплексов. В то же время циклические АБЗ менее мобильны из-за башни. Башня имеет большие размеры, и для их снижения уменьшают размеры бункеров горячих инертных. В результате мобильный циклический АБЗ работает в режиме грохочения – горячие инертные бункера часто или переполнены одной фракцией, или пусты, что приводит либо к нарушению рецептуры, либо простоям и сбросу избытка нагретых фракций, в основном более крупных. Владелец АБЗ теряет объем выпуска асфальта и деньги на бесполезный нагрев сброшенного щебня. При выпуске ЩМА производительность может упасть на 40% от паспортной из-за добавления цикла сухого перемешивания и увеличения времени цикла.

Преимущество непрерывных АБЗ – в простоте конструкции. Они проще в транспортировке, возведении на новом месте и обслуживании. Такой АБЗ может быть запущен в работу в течение 3 дней и дать асфальт. Стоимость ниже, чем у циклического такой же производительности, а реальный выпуск асфальта в смену выше. Особенностью является то, что в реалиях России фракционный состав закупаемого щебня на карьерах может не соответствовать ГОСТу, а так как в этом типе АБЗ нет грохота, разделяющего на фракции инертный материал, иногда происходят нарушения в рецептуре смеси и состав инертных может меняться. Простым решением такой проблемы является установка отдельного грохота для предварительной подготовки инертных, благо на рынке предлагается огромное количество как стационарных, так и мобильных решений. Установка грохота позволяет контролировать состав инертных до их нагрева, а не когда деньги на нагревание уже потрачены. Тем более что даже с дополнительной комплектацией грохотом непрерывный АБЗ конкурентен по цене. При работе в городах и необходимости выпуска в течение одной смены асфальтобетонных смесей разных рецептур АБЗ комплектуют силосами длительного хранения, позволяющими хранить смесь до 4 суток. Например, один из производителей асфальта в США, имеющий в комплекте с АБЗ 6 силосов, менял рецептуру 50 раз в смену. Это делается просто – задается новая рецептура и по прошествии 40…60 с смесь подается в другой силос, где и накапливается новая смесь. При наличии опыта эксплуатации переход происходит просто и быстро. Точность дозирования инертных, минерального наполнителя, битума и других ингредиентов соответствует стандарту, что подтверждено опытом эксплуатации во всем мире и в России в том числе. Качество получаемых смесей, в том числе и ЩМА, на высоком уровне.

Каждая из технологий имеет свои особенности и преимущества. При выборе АБЗ еще раз взвесьте все «за» и «против» исходя из того, как вы планируете работать. Реалии современной России еще раз подтвердили, что при наличии мобильного АБЗ вы получаете возможность быстро реагировать на ситуацию и участвовать в подрядах не только в своем регионе.

Читайте также:  Установка границ дачного участка

источник

Технологический процесс, регламент и схема АБЗ

Технологический процесс работы АБЗ основывается на двух основных принципах, которые обеспечивают эффективную работу оборудования при любых условиях эксплуатации. Одним из них является цикличность производства, что положено в основу работы классических предприятий по изготовлению асфальтобетона. Другим технологическим принципом является непрерывный цикл производства, который применяют на фабриках с высокой производительностью. Главное различие между асфальтными заводами двух этих типов – система смешивания и дозирования. По этой причине технологическое оборудование асфальтобетонного завода с непрерывным режимом работы не включает башню, а дозирование происходит путем смешивания компонентов из холодных дозаторов. Для АБЗ цикличного типа можно значительно быстрее изменить рецептуру каждого отдельного замеса, что имеет большое значение при невысокой потребности в асфальтобетоне.

Технологическое оборудование АБЗ

Для полноценного функционирования асфальтового завода, он должен комплектоваться широким перечнем специализированного производственного оборудования и устройств:

  • Емкости для хранения битума, его нагрева и перекачки с помощью насосных агрегатов.
  • Дробильные установки с функцией сортировки, что обеспечивает получение расходных материалов требуемого размера.
  • Специализированные приспособления для минеральных сыпучих материалов.
  • Установки для смешивания асфальта, битумных составов, щебня, песка, минеральных добавок и других компонентов.
  • Емкости для хранения и сбора готовой смеси.
  • Специально отведенные места и устройства для тары с минеральными добавками.
  • Загрузочные устройства для транспортировки готовой смеси.

Комплектация АБЗ может осуществляться и дополнительным видом оборудования:

  • Административно-бытовые здания и сооружения.
  • Сети теплоснабжения, водоснабжения, электроснабжения.
  • Стационарная ремонтная мастерская.
  • Компрессорное оборудование.
  • Производственная лаборатория.
  • Складские помещения.
  • Устройства для изготовления и хранения эмульсий на основе битума.
  • Котельное оборудование.

Для каждого конкретного случая спецификация оборудования, технология АБЗ и его характеристики могут различаться в зависимости от поставленных задач и асфальтируемой площади.

Схема АБЗ циклического действия

Традиционная технологическая схема асфальтосмесительной установки циклического действия имеет следующий вид:

Накопительный бункер установлен под смесительной установкой

Загрузка готовой продукции выполняется в самосвалы из отдельного бункера-накопителя

Загрузка готовой продукции выполняется в самосвалы из смесительной установки

  1. Бункеры для предварительной дозировки материалов.
  2. Сборный конвейер.
  3. Транспортер.
  4. Барабан для сушки.
  5. Элеватор «горячего» типа.
  6. Смесительный силос.
  7. Накопительная емкость.
  8. Элеватор для хранения минерального порошка.
  9. Силос для минерального порошка.
  10. Специальный пылеуловитель.
  11. Вентилятор для пыли.
  12. Цистерна для хранения битума.
  13. Устройство для нагрева масла.
  14. Операторская кабина управления.

Технологические особенности циклического производства

Технология приготовления асфальтобетонной смеси на АБЗ циклического действия включает следующие работы:

  • Поддержание в наличии минерального порошка, песка, щебня и битума.
  • Просушивание и предварительный нагрев минеральных материалов в специальном барабане.
  • Сортирование минеральных материалов по фракциям и складирование в бункерах с подогревом.
  • Дозировка материалов перед подачей в смесительную установку.
  • Тщательное и равномерное смешивание всех компонентов без вяжущего вещества.
  • Приготовление готовой смеси в устройстве с подачей предварительно нагретого битума.
  • Отгрузка приготовленной асфальтовой смеси в накопительный бункер или кузов автомобиля.

Технологический процесс асфальтобетонного завода (АБЗ) циклического действия обеспечивает работу небольшой дорожно-строительной компании, которая осуществляет укладку нового дорожного покрытия. Технология производства на асфальтобетонном заводе может изменяться в зависимости от типа используемых расходных материалов и порядка запуска АБЗ.

Схема АБЗ непрерывного действия

Технологическая схема асфальтобетонного завода с непрерывным циклом производства имеет следующий вид:

  1. Устройства для дозирования.
  2. Транспортер.
  3. Транспортерная лента с датчиком контроля уровня влажности.
  4. Барабан для просушивания.
  5. Дозировщик вторичного асфальта.
  6. Зона для перемешивания.
  7. Емкость для скипа.
  8. Центробежный вентилятор.
  9. Емкость для сбора.
  10. Операторская.
  11. Башня для минеральных компонентов.
  12. Емкость для сбора вторичного асфальта.
  13. Транспортер с датчиком контроля уровня влажности.
  14. Силос для пыли с фильтр.
  15. Бак для хранения битума.
  16. Устройство для нагрева масла.
  17. Транспортер для обслуживания сушильного барабана.

Технологические особенности непрерывного производства

Технология производства асфальта на АБЗ непрерывного действия включает проведение следующих операций:

  • Поддержание в наличии и строгое дозирование минерального порошка, песка, щебня и битума.
  • Подача компонентов в сушильный барабан с одновременным нагревом, перемешиванием и просушкой.
  • Перемешивание всех компонентов в специальном смесительном барабане при определенной температуре.
  • Отгрузка приготовленной смеси из барабана в емкость для хранения.
  • Отгрузка приготовленной смеси из накопительной емкости в грузовой транспорт.

Технологический регламент асфальтобетонного завода (АБЗ) непрерывного цикла работы согласовывается с заказчиком и формируется на основании его потребностей в готовой асфальтной смеси.

источник