Технология производства

Асфальтобетонные заводы (АБЗ) производят асфальтобетон (АБ), именуемый в обычном разговорном языке словом «асфальт» и предназначенный для использования в дорожном строительстве. АБ представляет из себя бетон на битумном связующем, то есть это смесь минеральных компонентов (гравий, песок, минеральный порошок) и органического связующего (битум). В зависимости от сорта АБ соотношение количеств отдельных минеральных компонентов может быть различным. Нижние слои асфальтового дорожного покрытия содержат больше гравия для повышения прочности, а верхние слои — больше песка и минерального порошка для обеспечения качества поверхности.

Битум является вязкой жидкость только при повышенных температурах, при обычной температуре он является практически нетекучей массой. Учитывая эти особенности связующего, компоненты АБ перед смешиванием должны быть обязательно подогреты. Асфальт доставляют к месту работ и укладывают также в разогретом состоянии. В отличии от бетонов на цементном связующем, АБ твердеет не за счет химических реакций, а за счет простого остывания, при котором битум уменьшает свою вязкость.

АБЗ обычно расположены на открытых площадках, так как подготовка АБ и его укладка на дороги производится исключительно в теплый период года при положительных наружных температурах. В состав АБЗ входят следующие основные технологические компоненты:

- открытый склады хранения гравия или щебня;

- открытый склад хранения песка;

- закрытый склад хранения минерального порошка;

- дробилка (может отсутствовать);

- промежуточные склады хранения щебня (при наличии дробилки);

- сушильный барабан;

- установка пылеочистки газов сушильного барабана;

- смесительный агрегат (асфальтосмеситель);

- бункера готовой асфальтобетонной смеси;

- битумохранилище с оборудованием для подогрева и перекачки;

- битумонагревательная установка;

- емкости хранения мазута;

- транспортеры для перемещения минеральных компонентов.

Склады хранения каменных материалов предназначены для приема и долговременного хранения неорганических материалов для АБ (песка, гравия или щебня). Они представляют из себя открытые площадки, на которые исходный материал завозится на железнодорожных платформах или автотранспортом. Завоз материала может идти достаточно длительный период, включая холодный период года, до начала работы АБЗ.

В зависимости от вида транспорта, используемого для завоза материалов, склады оборудуются соответствующими подъездными путями. После разгрузки материала его перемещение по складу обеспечивается бульдозерами. Со складов материал подается передвижными транспортерами непосредственно в склады питания или, если требуется, к дробилке.

Склад хранения минерального порошка предназначен для приема и временного хранения наиболее мелкой фракции неорганических материалов для асфальтобетонной смеси. Они представляют из себя закрытые емкости (силоса), как правило, цилиндрической формы с коническим днищем, оборудованные устройствами для загрузки и дозирования порошка. Загрузка силосов осуществляется при помощи пневмотранспорта из цементовозов. В момент загрузки пневмотранспортом происходит активное пыление, поэтому силоса оборудованы устройствами очистки, в качестве которых чаще всего применяются рукавные фильтры, установленные непосредственно на крышке емкости силоса.

Дробилка предназначена для измельчения крупных каменных материалов до размеров щебня, используемого в производстве АБ. Чаще всего дробление горных пород производится в карьерах, где они добываются, и на АБЗ поступает готовый гравий. Однако возможны ситуации, когда требуется добавочное измельчение каменных материалов до требуемых размеров. Наличие дробилки снижает зависимость АБЗ от поставщика материалов и позволяет обеспечить точное соблюдение требуемого фракционного состава компонентов асфальтобетонной смеси.

По типу действия применяются дробилки различных типов — щековые, молотковые и другие. Процесс дробления сопровождается активным выделением пыли. Для снижения выбросов пыли дробилки следует оборудовать системами аспирации с установками пылеочистки.

После дробилки измельченный материал поступает на промежуточные склады хранения, как правило, открытого типа. Их наличие позволяет более равномерно загрузить оборудование и иметь резерв материалов различных размеров.

Сушильные барабаны предназначены для просушивания и нагрева минеральных материалов до необходимой температуры (180-200 ˚С). Они состоят из вращающегося барабана, топки с форсункой, системы подачи и подогрева топлива, топливных баков и системы пыле очистки. В качестве топлива в основном применяют жидкое топливо (мазут) или газ. Мазут перед подачей его в форсунку необходимо нагреть до температуры 70-100 ˚С.

Нагрев материалов осуществляется по принципу противотока. Сушильный барабан установлен с уклоном оси в сторону топки, а загрузка материала производится через специальное загрузочное устройство с противоположного конца барабана. Внутри барабан имеет специальные полки для улучшения перемешивания материала. Благодаря наклону оси барабана, материал при вращении барабана пересыпается с полки на полку и одновременно перемещается в сторону топки, хорошо премешиваясь и обдуваясь при этом горячими дымовыми газами. При проходе через сушильный барабан дымовые газы активно выдуваю мелкую фракцию минеральных заполнителей и выходят из барабана сильно запыленными.

Установки пылеочистки применяют для очистки выходящих из сушильного барабана дымовых газов. Как правило, они имеют две ступени очистки. В качестве первой ступени обычно используются циклоны сухой очистки, устанавливаемые группами, а в качестве второй ступени — мокрые пылеуловители.

Смесительные агрегаты предназначены для перемешивания составляющих асфальтобетонной смеси. Они включают в свой состав «горячий» элеватор, сортировочную установку (грохот), бункера для хранения небольшого количества горячих минеральных материалов (песка и щебня) по фракциям и минерального порошка, устройства для дозирования составляющих асфальтобетонной смеси, в том числе дозатор для битума с системами кранов и битумопроводов, собственно смеситель с разгрузочным устройством.

В асфальтосмесительных установках циклического действия, как правило, применяют смесительные агрегаты с башенным расположением оборудования (в вертикальном направлении), а в установках непрерывного действия — с партерным расположением (в горизонтальном направлении). При башенном расположении оборудования «горячий» элеватор подает песок и щебень из сушильного барабана в сортировочную установку, которая сортирует эти материалы по фракциям и направляет их в отдельные отсеки «горячего» бункера. В нижней части каждого отсека имеются затворы, управление которыми осуществляется дистанционно или автоматически с пульта управления. Под отсеками «горячего» бункера размещается весовой бункер, в который с нарастающим итогом поступают песок, щебень по фракциям и минеральный порошок. На некоторых типах асфальтосмесителей дозирование минерального порошка осуществляется в отдельном бункере с целью повышения точности дозирования.

Минеральные материалы, взвешенные в соответствии с заданным рецептом, выгружаются в смеситель. Туда же затем подается нагретый до необходимой рабочей температуры битум. Смешивание, как правило, осуществляется в лопастных смесителях циклического действия. Для сохранения температуры материала смесители обогреваются с помощью «тепловой рубашки», в которой циркулирует пар или нагретая жидкость. Управление затвором смесителя осуществляется дистанционно или автоматически.

Бункера готовой асфальтобетонной смеси предназначены для хранения ее в течение некоторого времени, что обеспечивает равномерную и непрерывную работу АБЗ при уменьшенном количестве транспортных средств, доставляющих готовую смесь к местам укладки. Вместимость бункеров приблизительно равна часовой производительности АБЗ. Для загрузки бункеров в большинстве случаев применяют скиповые подъемники, иногда ленточные, скребковые или пластинчатые транспортеры и шнековые конвейеры.

Битумохранилище предназначено для хранения запаса битума, его предварительного нагрева и подачи в битумонагревательные установки. Битумохранилище ямного типа обычно представляет из себя заглубленную бетонную емкость, в которой имеются регистры для разогрева битума до температуры 90 ˚С. Чтобы не греть весь битум и экономить топливо, часто используют специальный нагревательно-перекачивающий агрегат, который представляет из себя самоходную тележку типа мостового крана, перемещающуюся над емкостью с битумом. На тележке подвешены трубчатые регистры, которые опущены в битум и разогревают лишь часть всего объема битумохранилища. Установленные на тележке насосы перекачивают битум из зоны нагрева.

В отличие от донных паровых регистров, размещенных вблизи дна битумохранилища и ремонтируемых только после полного опорожнения битумохранилища, обслуживание и ремонт нагревательно-перекачивающих агрегатов проводят в любое время после подъема регистров из битумохранилища.

Битумонагревательная установка является нагревательным устройством непрерывного действия и предназначена для обезвоживания битума и его последующего нагрева до требуемой температуры. Установка состоит из котла, разделенного на два отсека — в первом находится предварительно обезвоженный битум, а во втором — выпаренный и нагретый до рабочей температуры. Установка оборудована системой подогрева и подачи топлива (мазута), дутьевым вентилятором, битумными шестеренчатыми насосами и трубопроводами с арматурой управления.

Емкости хранения мазута предназначены для приема и хранения топлива. Мазут хранится в емкостях подогретый при помощи паровых регистров или электронагревателей. Из емкостей хранения его обычно перекачивают в расходный топливный бак, где его подогревают до 90-105 ˚С и подают к форсункам, пропуская через фильтры для очистки от механических примесей.