机制砂石石粉含量的双向智能精准控制技术研究

邓飞 刘娟红

1. 中国水利水电第九工程局有限公司，贵州省 550081

2. 2.北京科技大学，北京市 100083

摘要：在机制砂石生产过程中，需要控制砂石骨料中的石粉含量。论文通过对砂石石粉含量的双向智能精准控制工艺过程进行阐述，通过该工艺控制，将石粉含量偏差控制在±2%，提高了成品砂石骨料的质量稳定性，提高了混凝土成品的质量稳定性。

关键词：机制砂石；石粉；含量控制

Study on bi-directional intelligent precise control technology for the content of machine-made aggregate powder

Wang Jun，Hu Zhongkuo，Qin Xinhai，Yan Zhangguo，Wu Shao-yuan，Zhang Changjing，Deng Fei，Yang Shengjun，Deng Bing，Yang Zhiming，Lu Haibo

(Sinohydro Bureau 9 Co．，Ltd．，Guiyang 550081，China)

Abstract: It is necessary to control the content of stone powder in aggregate during the production of machine-made sand and stone. In this paper, the bi-directional intelligent precise control process of the content of sand and stone powder is described. Through this process control, the deviation of the content of stone powder is controlled to ± 2% , and the quality stability of the finished sand and stone aggregate is improved, the quality stability of the finished concrete is improved.

Key words:Machine-made sand and stone；stone powder；content control

1 技术研究现状

在机制砂石生产过程中，需要控制砂石骨料中的石粉含量。现有石粉含量控制方式为，在制砂过程中将石粉从砂石骨料中单向剔除，得到纯净的砂石。在后期混凝土生产配置过程中，再将制粉系统生产的石粉添加到纯净砂石中，以得到所需石粉含量的砂石骨料。现有的砂石生产系统不能根据不同混凝土的生产需求，自动调整砂石骨料中的石粉含量，导致砂石骨料或混凝土生产成本增加，且混凝土质量波动较大。

2 机制砂石石粉含量的双向智能精准控制

2.1 机制砂石石粉含量的双向智能精准控制工艺过程

本文设计了一种机制砂石石粉含量的双向智能精准控制方法，通过对砂石粉含量的在线监测，将监测成果传递至CPU数据处理中心；CPU数据处理中心根据生产过程中各种成品砂石粉含量变化情况和砂石骨料粉含量标准值之间进行对比，当偏差值大于设计充许偏差范围时，通过CPU数据处里系统通PLC控制系统向生产系统传递系统工程参数调节指令；系统自动调节系统生产参数，从而实现人工砂石粉双向智能化精准调节。如图1所示。该方法包括以下步骤：

步骤一、通过破碎机和制砂机进行制砂，破碎机制得的砂石骨料直接进入下一工序，制砂机制得的砂石骨料经气力石粉分离装置后进入下一工序；

步骤二、通过混合器对破碎机和制砂机制得的砂石骨料进行均化处理；

步骤三、对均化处理后的砂石骨料进行石粉含量在线检测，并将相关信息传输给CPU，CPU将数据分析、比对结果发送给PLC，PLC向石粉添加装置或/和气力石粉分离装置发送相关指令；其中石粉含量在线检测方法如图2所示，包括以下步骤：

（1）定量采集均化处理后的砂石骨料样品；

（2）将样品投入搅拌桶中，向搅拌桶内加入定量水，并搅拌一段时间；

（3）对搅拌桶中的悬浮物浓度进行在线检测；

（4）CPU计算得到砂石骨料中的石粉含量。

步骤四、制得石粉含量偏差在±2%范围内的砂石骨料。

图1 机制砂石石粉含量的双向智能精准控制工艺流程

图2 石粉含量在线检测流程图

2.2 机制砂石石粉含量的双向智能精准控制技术的工作原理

在砂石骨料生产过程中，通过混合器对破碎机和制砂机生产的砂石骨料进行均化处理，并定期在线检测均化处理后砂石骨料中的石粉含量，如果石粉含量在正常范围内，则气力石粉分离装置和石粉添加装置保持原工作状态不变。

当石粉含量偏高时，若吸粉机关闭，则PLC启动吸粉机；若吸粉机在运行，则PLC提高吸粉机的风机频率，以提高单位时间内的吸粉量，从而降低砂石骨料中的石粉含量。

当石粉含量偏低时，PLC降低吸粉机的风机频率，以降低单位时间内的吸粉量，从而提高砂石骨料中的石粉含量。若吸粉机停止运行，砂石骨料中的石粉含量仍然偏低，则PLC启动变频式螺旋给料机和皮带秤，在单位时间内将石粉储存罐中的石粉定量投加到混合器中，单位时间内的石粉投加量可以通过调整变频式螺旋给料机的频率进行实时调节。

当石粉储存罐内的石粉料位偏低时，PLC提高制砂机的频率，以提高制砂机的主轴转速，从而使砂石骨料中石粉含量提高，然后通过吸粉机将多余的石粉抽吸补充到石粉储存罐中。当石粉储存罐内的石粉料位达到一定高度后，制砂机的频率和转速回归到正常范围内。

3 结语

通过机制砂石石粉含量的双向智能精准控制技术的实施，在砂石骨料生产过程中，对砂石骨料中的石粉含量进行双向控制，将石粉含量偏差控制在±2%，提高了成品砂石骨料的质量稳定性，降低了混凝土生产过程中凝胶材料的使用量，降低了因成品砂石骨料中石粉含量波动大导致的混凝土废料产生概率，提高了混凝土成品的质量稳定性；石粉储存罐中的石粉含量可以通过PLC控制制砂机的频率进行调节，减少了制粉系统的设备投资，提高了砂石生产原料的利用率；根据混凝土生产需要，通过PLC设置成品砂石骨料中石粉的含量范围，即可自动生产制得所需石粉含量范围内的成品砂石骨料，自动化程度高，实用性强。

参考文献:

［1］孙轲. 重庆地区铁路工程机制砂质量控制措施[J]. 中国铁路,2019,(08):25-30.

［2］刘文萍. 机制砂的浅析与质量控制[J]. 山西交通科技,2008,(03):16-20.