用于生态海绵城市建设的高强环保砖及其连续生产线的制作方法

本发明涉及环保建材技术领域，尤其涉及一种用于生态海绵城市建设的高强环保砖及其连续生产线。

背景技术：

多年来，我国墙体材料一直以传统的粘土砖为主，时间证明粘土砖保温性能差，热工性能低，每年墙体材料生产耗能和建筑采暖能耗约135亿吨标煤，九五年达到了1.8亿吨，全国砖瓦企业占地约30万公顷，而煤炭企业每年的煤矸石和粉煤灰排放量约达2亿吨，不仅占用大量耕地存放，而且污染环境，为此，大力发展节能接地，利废除污的新型墙体材料势在必行。

近几年来，随着我国的经济发展，国民经济收入稳步增长，城乡住宅建设步伐也明显加快，但是，在墙体材料的使用上，除了钢筋混凝土以外，大部分墙体材料仍然沿用实心粘土砖，但是实心粘土砖的使用牺牲了很宝贵的土地资源。

根据调查，我国人均耕地资源不到世界平均水平的40％，但因城乡建房烧制粘土砖，一年竟要损毁良田70万亩。这是2004年在南昌举行的“南方12省市新墙材研讨会”发出的警示。

据了解，我国耕地面积仅占国土面积的10％多一点，其中分布在丘陵、高原的中低产田占66％，且有40％的干旱、半干旱耕地存在不同程度的退化。到2003年，全国人均耕地资源只有1.43亩，其中30％的县、市人均耕地面积已低于联合国规定的人均0.8亩的警戒线。然而，由于种种原因，我国目前仍是世界上少数几个以实心粘土砖作为主要墙体材料的国家之一。

在我国，墙体材料约占整个房屋建筑材料的70％，其中粘土砖在墙材中仍居主导地位，生产实心粘土砖所需的粘土资源更属可耕地中较优质的粘土，因此，其对土地资源的破坏可见一斑。据统计，目前全国尚有砖瓦企业9万多家，占地超过500万多亩，每年生产的粘土砖约6000多亿块，耗用粘土资源13亿立方米，按平均挖土深3米折算，相当于每年毁田约70万亩。如在“天府之国”成都平原，仍有粘土砖瓦厂300多家，年生产能力达30多亿块，占用、抛荒的优质农田达2.6万亩。

另外一方面，粘土砖生产是能源消耗的大户，据不完全统计，每年我国因烧制粘土砖所消耗的煤炭资源约为7000多万吨标准煤，而且粘土砖在烧制过程中，会产生大量的废气和粉尘污染，严重污染环境，因此，开发设计一种新型墙体材料，是本领域急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于生态海绵城市建设的高强环保砖，将煤矸石、炉渣或粉煤灰、生活垃圾碳渣和粘土混合为原料，粘土只占原料的20％左右，由于煤矸石、炉渣或粉煤灰等都是工业废物，将其作为成品砖烧制过程中的自燃燃料，节能降耗，成品砖强度高。

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于生态海绵城市建设的高强环保砖连续生产线，通过设置砖坯一次转运通道、砖坯二次转运通道、卸砖通道和联络通道构成转运系统，将转运系统与隧道窑配合，实现连续生产，结构更加紧凑，大大提高生产效率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种用于生态海绵城市建设的高强环保砖，包括如下重量份数的原料：煤矸石30-40份，炉渣和/或粉煤灰30-40份，生活垃圾碳化渣8-12份以及黏土18-25份，将上述重量份数的原料经粉碎、筛选、混合后制成砖坯，将砖坯在隧道窑烧制而成，上述原料筛选后的粒度为1-3㎜，其中粒度为1-2㎜的原料不低于95％，所述生活垃圾碳化渣为使用碳化热解炉对生活垃圾进行热解处理后的最终产物，砖坯在隧道窑内连续前进，经过干燥、预热、自燃熟化和冷却步骤后形成成品砖。

为解决上述技术问题，本发明还采取的技术方案是：一种用于生态海绵城市建设的高强环保砖连续生产线，包括制坯系统、砖坯一次转运通道、砖坯二次转运通道、顶推装置、至少一套隧道窑、窑车、成品砖转运台车、卸砖通道和联络通道，所述制坯系统末端位于砖坯依次转运通道首端，砖坯一次转运通道与砖坯二次转运通道平行设置，砖坯一次转运通道与砖坯二次转运通道之间设置与上述通道垂直的两条转运轨道，砖坯一次转运通道和砖坯二次转运通道内均设置两根并行的钢轨，钢轨上方设有可沿轨道行走的砖坯转运台车，砖坯转运台车顶部设有方向与转运轨道方向相同、且高度相同的短钢轨，所述砖坯二次转运通道上设置的砖坯转运台车顶部的短钢轨轨面与隧道窑内的支撑钢轨的轨面平齐，每套隧道窑出口端均对应安装一台窑车，窑车可沿导轨向前运行，导轨延伸方向与隧道窑内的支撑钢轨延伸方向相同，所述导轨末端设有与其延伸方向垂直的成品砖通道，成品砖通道结构与砖坯一次转运通道结构相同、且相互平行，成品砖通道内设置成品砖台车，成品砖台车右侧设置至少一条卸砖通道，卸砖通道用于通行窑车，所述成品砖通道末端与砖坯一次转运通道首端之间设置用于转移窑车的联络通道。

所述砖坯转运台车与成品砖台车结构相同，均包括顶部框架、两组轮对和驱动电机，所述框架为采用槽钢焊接而成的笼状框架，框架内侧排布耐火砖，框架顶部还设有两根用于停驻窑车的短钢轨，所述驱动电机固定安装在框架底部、且其动力输出端通过减速机驱动其中一组轮对。

所述制坯系统包括并列排布的四台箱式给料机、位于箱式给料机下方的皮带输送机、双辊搅拌机、切条机、分坯机和自动码坯机，所述皮带输送机末端与双辊搅拌机上料端对接，双辊搅拌机出料端对接切条机，双辊搅拌机用于将皮带输送机输入的粉料与水混合搅拌，经过双辊搅拌机混合搅拌的原料输入切条机，切条机输出的泥条端面尺寸等于成品砖最大立面尺寸，切条机出料端对接分坯机上料端，分坯机用于将切条机输入的泥条分切成砖坯，所述自动码坯机位于分坯机一侧，用于将砖坯移动到窑车上。

所述顶推装置为大推力液压缸、其轴线方向与隧道窑长度方向相同。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：将煤矸石、炉渣或粉煤灰、生活垃圾碳渣和粘土混合，粘土只占原料的20％左右，在烧制成品砖过程中，被烘干的砖坯中的煤矸石和炉渣或者粉煤灰自燃，完成烧制，在烧制过程中只需一次点火，即可完成砖坯的烘干和自燃烧制，大大降低能耗，同时，由于煤矸石、炉渣或粉煤灰等都是工业废物，将其作为成品砖烧制过程中的自燃燃料，节能降耗，而且经过自燃烧制的成品砖强度远大于现有的实心粘土砖和免烧砖。

采用上述技术方案还产生的有益效果在于：通过设置砖坯一次转运通道、砖坯二次转运通道、卸砖通道和联络通道构成转运系统，将转运系统与隧道窑配合，实现连续生产，制坯系统将按照配比混合后的粉料加工成砖坯，通过砖坯一次转运通道和砖坯二次转运通道将其转运至隧道窑内实现连续烧制，完成烧制的砖坯在卸砖通道内从窑车上卸下，然后通过联络通道将窑车转运至砖坯依次转运通道内，实现循环使用，另外一方面，在转运轨道内侧和联络通道上设置卷扬机，卷扬机用于拉动窑车就位，可使用遥控器实现远程控制，结构更加紧凑，大大提高生产效率,环保砖能够用于生态海绵城市的道路快速搭建。

附图说明

图1是高强环保砖连续生产线布局示意图；

图2是制坯系统设备布局示意图；

其中：1、顶推装置；2、砖坯转运台车；3、隧道窑；4、窑车；5、成品砖转运台车；6、卸砖通道；7、砖坯一次转运通道；8、制坯系统；8-1、箱式给料机；8-2、皮带输送机；8-3、双辊搅拌机；8-4、自动码坯机；8-5、分坯机；8-6、切条机。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明公开了一种用于生态海绵城市建设的高强环保砖，包括如下重量份数的原料：煤矸石30-40份，炉渣和/或粉煤灰30-40份，生活垃圾碳化渣8-12份以及黏土18-25份，将上述重量份数的原料经粉碎、筛选、混合后制成砖坯，将砖坯在隧道窑烧制而成，上述原料筛选后的粒度为1-3㎜，其中粒度为1-2㎜的原料不低于95％，所述生活垃圾碳化渣为使用碳化热解炉对生活垃圾进行热解处理后的最终产物，砖坯在隧道窑内连续前进，经过干燥、预热、自燃熟化和冷却步骤后形成成品砖。

将煤矸石、炉渣或粉煤灰、生活垃圾碳渣和粘土混合，粘土只占原料的20％左右，在烧制成品砖过程中，被烘干的砖坯中的煤矸石和炉渣或者粉煤灰自燃，完成烧制，在烧制过程中只需一次点火，即可完成砖坯的烘干和自燃烧制，大大降低能耗，同时，由于煤矸石、炉渣或粉煤灰等都是工业废物，将其作为成品砖烧制过程中的自燃燃料，节能降耗，而且经过自燃烧制的成品砖强度远大于现有的实心粘土砖和免烧砖。

本发明实施过程中原料优选如下组份：煤矸石35份，炉渣和/或粉煤灰35份，生活垃圾碳化渣10份以及黏土20份，生活垃圾碳化渣是将生活垃圾经过碳化热解炉处理后产生的固体物质，碳化热解炉处理生活垃圾过程中所产生的热量可以用于为隧道窑加热。

本发明还公开了一种用于生态海绵城市建设的高强环保砖连续生产线，包括制坯系统8、砖坯一次转运通道7、砖坯二次转运通道、顶推装置1、至少一套隧道窑3、窑车4、成品砖转运台车5、卸砖通道6和联络通道，所述制坯系统8末端位于砖坯依次转运通道首端，砖坯一次转运通道7与砖坯二次转运通道平行设置，砖坯一次转运通道7与砖坯二次转运通道之间设置与上述通道垂直的两条转运轨道，砖坯一次转运通道7和砖坯二次转运通道内均设置两根并行的钢轨，钢轨上方设有可沿轨道行走的砖坯转运台车2，砖坯转运台车2顶部设有方向与转运轨道方向相同、且高度相同的短钢轨，所述砖坯二次转运通道上设置的砖坯转运台车2顶部的短钢轨轨面与隧道窑3内的支撑钢轨的轨面平齐，每套隧道窑3出口端均对应安装一台窑车4，窑车4可沿导轨向前运行，导轨延伸方向与隧道窑3内的支撑钢轨延伸方向相同，所述导轨末端设有与其延伸方向垂直的成品砖通道，成品砖通道结构与砖坯一次转运通道7结构相同、且相互平行，成品砖通道内设置成品砖台车，成品砖台车右侧设置至少一条卸砖通道6，卸砖通道6用于通行窑车4，所述成品砖通道末端与砖坯一次转运通道7首端之间设置用于转移窑车4的联络通道。

所述砖坯转运台车2与成品砖台车结构相同，均包括顶部框架、两组轮对和驱动电机，所述框架为采用槽钢焊接而成的笼状框架，框架内侧排布耐火砖，框架顶部还设有两根用于停驻窑车4的短钢轨，所述驱动电机固定安装在框架底部、且其动力输出端通过减速机驱动其中一组轮对。

所述制坯系统8包括并列排布的四台箱式给料机8-1、位于箱式给料机8-1下方的皮带输送机8-2、双辊搅拌机8-3、切条机8-6、分坯机8-5和自动码坯机8-4，所述皮带输送机8-2末端与双辊搅拌机8-3上料端对接，双辊搅拌机8-3出料端对接切条机8-6，双辊搅拌机8-3用于将皮带输送机8-2输入的粉料与水混合搅拌，经过双辊搅拌机8-3混合搅拌的原料输入切条机8-6，切条机8-6输出的泥条端面尺寸等于成品砖最大立面尺寸，切条机8-6出料端对接分坯机8-5上料端，分坯机8-5用于将切条机8-6输入的泥条分切成砖坯，所述自动码坯机8-4位于分坯机8-5一侧，用于将砖坯移动到窑车4上。

所述顶推装置1为大推力液压缸、其轴线方向与隧道窑3长度方向相同。

为提高生产效率，本发明中的转运系统可配套设置两套隧道窑，而且隧道窑内的砖坯能够持续向前推进，在燃烧段依靠砖坯自燃产生的热量完成熟化，所产生的热量使用引风机和风道引入隧道窑前端，实现砖坯的烘干，同时，可以将所产生的热量回收后实现余热发电，根据测算，两套隧道窑在生产过程中产生的热量转换成电能以后能够供应整个砖厂使用，避免造成能量损失，节约能源，由于在熟化过程中，隧道窑只需一次点燃即可完成连续熟化生产，就整个生产系统而言，烧砖的过程是在利用工业废物(煤矸石、粉煤灰或者炉渣)燃烧产生热能，不但不消耗能量，还可以向外输出能量，成品砖可以视为能量转换后的副产品，而该副产品又能够作为墙体材料使用，真正体现了环保节能。

总之，本发明通过设置砖坯一次转运通道、砖坯二次转运通道、卸砖通道和联络通道构成转运系统，将转运系统与隧道窑配合，实现连续生产，制坯系统将按照配比混合后的粉料加工成砖坯，通过砖坯一次转运通道和砖坯二次转运通道将其转运至隧道窑内实现连续烧制，完成烧制的砖坯在卸砖通道内从窑车上卸下，然后通过联络通道将窑车转运至砖坯依次转运通道内，实现循环使用，另外一方面，在转运轨道内侧和联络通道上设置卷扬机，卷扬机用于拉动窑车就位，可使用遥控器实现远程控制，结构更加紧凑，大大提高生产效率。

从经济效益方面分析，本发明所提供的高强环保砖及其连续生产线具有非常明显的经济效益：

1、粘土砖的原料100％采用粘土，而本发明所使用的原料中只使用20％左右的黏土，其他为煤矸石、粉煤灰、炉渣以及生活垃圾碳化渣，一方面充分利用工矿废物的残余能量，另外一方面，避免大量使用粘土而造成土地资源的浪费；

2、现有粘土砖的重量为2.8公斤，本发明所涉及的高强环保砖的重量为2.3公斤，而且强度远高于现有粘土砖；

3、生产实心粘土砖的耗煤量为1.5吨/万块，而生产高强环保砖的耗煤量为0.05吨/万块，按年生产6000万块的产能计算，年节约用煤8900吨；

4、实心粘土砖在生产过程中需要占用面积场地晾晒砖坯，而生产高强环保砖的过程中，通过制坯系统制成的砖坯可以直接进入隧道窑进行烘干，节约占地面积，还无需使用覆盖材料，按照年产6000万块的产能计算，可节约塑料布50吨。

5、实心粘土转生产过程由于需要晾晒砖坯，晾晒前后的砖坯转运需要数十辆电瓶车转运湿坯和干坯，而生产高强环保砖只需要配套设置转运系统，转运系统结构简单，故障率低，使用寿命长；

6、实心粘土砖生产过程中需要大量人工制坯和转运砖坯，而高强环保砖连续生产线，只需要人工操作制坯系统和转运系统即可完成，通过使用plc还可以实现自动化连续生产，大大节省人工，降低劳动强度，本发明中的原料堆放、转运系统、制坯系统以及卸砖通道均设置在料棚或车间内，真正实现无尘化生产。