在預拌混凝土生產過程中,原材料計量超差會對混凝土拌合物的和易性和強度產生一定的影響。而原材料計量生產過程中,水泥、礦粉、粉煤灰、膨脹劑等粉料的計量過程是在密閉空間中進行的,計量精確度及粉料損耗是所有原材料投料生產中最難以控制的一環,也是混凝土行業目前存在的難題。根據混凝土行業的要求及《預拌混凝土生產施工技術規程》中的相關規定,當盤粉料計量允許偏差為+1%,每車累計粉料計量允許偏差為+1%.若無法把握計量設備的選型、安裝、完好等因素時,粉料計量的偏差及損耗將得不到進一步的控制,同時會造成不可估量的經濟虧損及質量隱患。
1 案例分析
1.1 水泥粉料虧損原因調查
生產過程中,原材料保管員發現水泥粉料虧損嚴重,損耗率高達-19%,每天將近有1.5萬元的經濟損失。經過系統性地進行調查和取證,對進料、水泥稱線性誤差準確值校驗、粉料蝶閥漏料、操作員手動加料、生產過程數據、生產控制系統(落差、稱量時間、穩定時間、螺旋啟動時間、投料數據、軟件程序)、產品質量抽樣等環節逐一排查,經過了將近3周的調查,才最終發現水泥的損耗與計量斗下料口的粉料蝶閥有直接的關系。經過現場對設備的使用狀況觀察,發現螺旋機與粉料稱斗的無紡布連接太緊,在螺旋機輸送水泥粉料的過程中,螺旋機產生震動,帶動了整個計量稱的輕微抖動,水泥不斷從計量稱的下料口粉料蝶閥漏出,當螺旋機停止進料時,粉料也不再漏出,稱斗是處于靜止狀態,電腦操作的計量稱量值是穩定不變化的。這種震動與漏料同步進行的故障幾率發生幾乎難以想象,也就造成了整個過程不易被發現。
1.2 漏料原因分析
經過對整個水泥粉料稱量過程所涉及的設備進行檢查及拆卸,進一步證實了設備的隱秘故障是漏料事件發生及不能及時發現的起因。
1.2.1 螺旋機內的三個懸掛軸承有兩個已經磨損嚴重,無法達到三點支持平衡螺旋機內各節螺旋同軸度的目的,并且螺旋機葉片使用過程中在自身重力的作用下產生搖擺晃動。
1.2.2 螺旋機與水泥稱斗連接處太緊,螺旋機的震動引起了稱斗的抖動。
1.2.3 粉料蝶閥的橡膠密封圈老化,出現細微的變形,造成橡膠圈與閥體之間出現約1mm的縫隙,用手摸觸時,無法感覺異常。
1.2.4 投料過程密閉,操作員無法直觀發現。
1.3 采取措施
1.3.1 對螺旋機葉片進行重新校正,螺旋機主軸進行動平衡測試,以恢復螺旋機軸線的平穩轉動性能。
1.3.2 更換螺旋機內的三個懸掛軸承,以確保三個懸掛軸承支撐的各節螺旋同軸度。通過油杯對軸承進行定期鋰基脂潤滑,確保軸承運行的可靠性。
1.3.3 螺旋機出料口與計量稱之間采用硅膠板連接,確保具有一定的彈性及伸縮性。
1.3.4 通過對市場、同行的了解,購買知名品牌的粉料蝶閥,保證使用的安全耐用性。
1.3.5 不再采用觀察法或用手摸觸的方法進行蝶閥的檢查,而改為定期拆卸粉料蝶閥進行對光檢測,若發現透光縫隙,則及時更換粉料蝶閥。
1.3.6 在攪拌主機的上蓋開口,加裝高清探頭,由操作人員對攪拌主機內的投料、攪拌情況進行監控。
若生產攪拌過程中出現異常的多次投料,則必須召集相關技術人員對該現象進行分析,對相關設備進行必要的拆解檢查。
在自動化技術尚無法達到嚴格控制投料的情況下,除了采取以上的措施外,同時可以通過設備的合理選型、安裝配置、維護保養等措施,以縮小粉料計量的超差范圍及無形損耗。
2 設備選型、安裝配置
2.1 計量稱
目前粉料計量稱有兩種方式,分別為:疊加稱、獨立稱。
2.1.1 疊加稱:在同一個稱斗內疊加稱量不同的粉料,即一種粉料稱量完后,另一種粉料再投入稱斗內,以此累加,直到完成各種粉料的計量。根據不同的混凝土強度,配比中粉料的比例也會隨著變化,但每方混凝土的粉料用量基本都保持在一定范圍內,以3立方攪拌主機為例,疊加稱的最大量程一般為1800公斤,而3立方混凝土的粉料配比范圍為水泥750~1000公斤,礦粉150~210公斤,粉煤灰90~150公斤,其他外摻粉料60~120公斤,以稱量值為1800公斤的稱來稱量60~210公斤的粉料,即使再精準的電腦計算控制,以量程大的稱來稱量小重量的粉料,明顯的投料過程精度無法滿足技術規程要求。疊加稱的優點是設備占用空間少,建設成本相對低;缺點是無法有效實現扣稱功能,配料時間長,計量準確度差,特別是稱量配比量小的外摻粉料時,稱量偏差可以達到+5%以上。因此不推薦使用疊加稱該種稱量方法。
2.1.2 獨立稱:水泥粉料一個稱,礦粉、粉煤灰共用一個稱,其他外摻粉料一個稱,分別計量各種粉料的配比量。以3立方攪拌主機為例,獨立稱每個稱的最大量程不同,水泥稱的最大量程一般為1500公斤,礦粉、粉煤灰稱的最大量程一般為800公斤,其他外摻粉料稱的最大量程一般為500公斤。在滿足稱量要求的基礎上,同時稱量各種粉料且對各種粉料進行精細化計量,有效實施當盤扣稱、補稱功能,節省配料時間,稱量偏差基本可控制在+2%以內。
2.2 螺旋輸送機
2.2.1 Φ323粉料螺旋機。為提高混凝土攪拌站主機的生產效率,很多使用者在攪拌主機的選擇上一般都選擇3立方或3立方以上的型號,同時所有粉料輸送設備配套選用Φ323粉料螺旋機,以增加粉料輸送能力,縮短配料所耗費的時間。
2.2.2 計量精度影響及材料無形損耗?;炷猎谕读仙a時,螺旋機電機停止轉動后,部分粉料在螺旋葉片慣性的作用下,投入計量稱內,這部分粉料重量稱為落差值。落差值若超過了自動化生產設定的落差值,則粉料稱的計量值將出現超差現象。該落差值受螺旋機流量的控制,與螺旋機輸送管的直徑有直接的關系。而且砂、石、粉料、水等原材料從稱斗投入攪拌主機的瞬間,粉料蝶閥處于打開狀態,此時主機內部形成真空,吸力將螺旋機管口的粉料吸入了主機內,該部分粉料不經過計量稱的稱量,屬于無形損耗。螺旋機管徑截面積越大,粉料掉落越多,粉料損耗量越高。
2.2.3 設備配置選擇。為減少損耗,提高計量精確度,在3立方攪拌主機的螺旋機型號選配上可以根據配比中各種粉料的用量比例,選擇不同規格型號的螺旋機,水泥螺旋機選擇直徑Φ323,礦粉、粉煤灰螺旋機選擇直徑Φ273,其他外摻粉料螺旋機選擇直徑Φ169.經過實際生產操作,可以很明顯地看到,在所有設備正常運行的情況下,粉料的配料速度比砂石配料速度快了很多,不存在粉料配料不及時的問題,固螺旋管直徑的選擇可根據稱量的精準度要求進行配置。
3 設備維護保養機制
3.1 建立巡檢制度
3.1.1 建立日常設備的巡檢機制,對每臺設備建立“點、面、線”的巡查制度,表格化檢查項目及內容,做到每班必查并詳細記錄巡查過程,防止走馬觀花式的檢查。
3.1.2 健全設備運行記錄,對運轉臺時、完成產量、保養時間、故障情況、配件領用情況等做好基礎資料的統計分析,按月匯總和對運行效果進行綜合評價、分析,以便與設備使用技術指標進行比較,進一步掌握設備的現狀。
3.1.3 提高維修人員的維修判斷技能,發現異常聲響、震動、不均勻轉動等表觀現象時應做出合理的故障推斷并上報設備主管人員,以便及時發現問題并進行維修,尋根溯源,將問題消滅在萌芽狀態,防止設備故障的無限擴大及連鎖反應。
3.2 檢修計劃的制定與執行
3.2.1 根據每臺設備已運轉工時,結合下月需用機械設備的情況(產量及配比),按照保養周期確定的每臺機械設備應進行的保養級別和日程,按月與維修計劃一起編制檢修計劃,經設備主管部門審定后下達執行。
3.2.2 重點強化設備的保養檢修計劃,制定設備檢修計劃表及計劃執行表,并將已實施的計劃檢修如實記錄,確保計劃檢修的無遺漏實施,有計劃地落實設備的全面檢查與維護保養。如因生產任務原因必須延期執行時,須經設備主管同意,延期時間不得超過規定周期的10%.對不經審批同意拖延保養而導致機械損壞的要追查原因,明確責任,做出處理。
3.2.3 鼓勵互學互用的學習機制,充分發揮每位人員的主觀能動性和專業特長,定期組織開展安全、操作、技能等工作中遇到的各種問題的討論、辯論會。預拌混凝土生產中粉料的進料、使用、計量、損耗是生產成本控制關注的節點,通過設備的合理選型、安裝配置、維護保養等措施,進一步促進設備的適用性,提高計量精度,在滿足生產技術要求的基礎上,降低粉料的無形損耗,達到最合理的生產成本組織架構,以增強企業的核心競爭力。