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（3）塔楼式干混砂浆生产线生产线的材料流动基本上是属于重力性质的，即原材料筒仓和称量、混合和包装设备依次上下垂直架设（图3-4）。
这样的工艺线一则可以縮小建筑面积，二则节省投资后的运营成本。
每条生产线的生产能力髙达200t/h，设备的全自动计算机控制系统具有完美的配料和称重功能、常用配方的记录和统计显示数据库、客户/后勤服务组件，设备的投资较大。
不论哪种工艺，预拌砂浆生产的基本流程如下：
①砂预处理包括采石场、破碎、干燥、（碾磨）、筛分、储存。
若有河砂，则只须干燥、筛分，有条件的地方可直接采购成品砂送入砂储仓。
②胶结料，填料以及添加剂送入相应的储仓。
③根据配方进行配料计量。
④各种原材料投入混合机进行搅拌混合。
⑤成品砂浆送入成品储仓进行产品包装或散装。
⑥产品运送至工地。
散装预拌砂浆必须采用散装筒仓或专用散装运输车辆运送，以防发生离析现象，影响工程施工质量。
⑦预拌砂浆投入砂浆流动罐搅拌机按比例加水混和。
3.2砂预处理系统（干燥、筛分、输送）
配制预拌砂浆主要成分是砂，其比例占用量达70%左右，砂的含水率变化围大，而用于预拌砂浆的砂的含水率只能控制在0.2%至0.5%之间，且须贮存在密封容器，否则将严重影响成品预拌砂浆的贮存时间，为此对市场采购的原始砂必须进行砂的含水率测定、干燥、筛分、输送。
3.2.1原砂的干燥
（1）不同烘干机的比较
原砂的干燥是采用烘干机实现的，常见筒式烘干机有两种：
一种是采用现有单筒烘干机（类似于水泥厂、沥青拌和站，见图3-5），对湿骨料进行烘干，工作时骨料在一端进料，另一端出料；
第二种是采用双筒烘干机（见图3-6），对湿骨料进行烘干，工作时骨料在同一端进料、出料，安装及维护困难，这二种筒式烘干机存在以下的缺点：
①热效率低。
传统单筒烘干机热效率为35%，双筒烘干机热效率为60%，单筒烘干机截面常出现空洞而引起的热交换面积小，单位容积蒸发强度低的缺陷。
②出料温度高。
必须长时间仓贮和加装风冷系统骨料才能进入正常生产。
③烘干筒工作时能耗高，单筒烘干机采用常规的齿轮、齿圈传动，需经常维护，配套的传动功率和引风机功率较大。
④设备占用空间大，土建成本高。
⑤设备制造时耗材多，工作时骨料落差大，叶片容易磨损。
由于传统筒式烘干机存在上述缺点，使烘干机未能发挥出节能、维护方便等应有的优越性，所以它实际上还不能满足预拌砂浆骨料烘干的需要。
鉴于此，近年引进国外技术，开发出一种新型三筒烘干机（见图3-7），广泛应用于干粉砂浆行业，这是一种环保节能、高效的烘干设备，解决干拌砂浆骨料烘干的需求，其热效率可达75%以上，是单筒烘干机效率的210%，是双筒烘干机效率的125%。
图3-5单筒烘干机原理图图3-6双筒烘干机原理图
1-底座2-托轮3-万向联轴器4-减速箱5-电动机式6-滚道7-筒
8-中筒9-外筒10-导料板11-数字式测温仪12-出料嘴13-控制系统
图3-7三筒烘干机结构示意图
（2）三筒烘干机工作原理
根据图3-4所示，电动机5通过减速箱4和万向联轴器3带动托轮2转动，然后通过磨擦力带动滚道6，使烘干机筒身转动；
热风和湿骨料进入筒7，通过螺旋型导料板10，将骨料推向前方，即进入筒7和中筒8的空腔。
同样原理通过中筒8上的螺旋型导料板将骨料推向中筒8和外筒9的空腔，同理外筒9上导料板将烘干的骨料，通过出料嘴12排出烘干机。
三筒烘干机是对单筒烘干机的技术创新后推出的结构先进的新产品，能够有效利用热能，且热效率高。
烘干机筒体部分由3个同轴水平放置的中外筒套叠组成，这就使筒体的截面得到充分的利用。
其筒体外形总长约为与之相当的单筒的30~35%，从而大幅度减少占地面积和厂房建筑面积。
该机的支承装置，是在外筒上轮带与托轮支承，由电动机直接带动托轮，通过托轮与轮带摩擦，使筒体转动。
该机总体结构紧凑、合理、简单，为便于磨损件的检修更换，在中间设计成轴向剖分式，用螺栓固定连接。
该机工作时，热气流在排风机抽吸下，进烘干机筒，湿料进入筒的外表壁先预烘干，随着筒体旋转进入筒与热气流会合，被扬料板扬起与热气流进行充分的热交换，同时向前移动，同样物料依次进入中、外筒后，物料被扬料板扬起，并均匀地撒在中、外筒壁上，随着筒体慢速回转，物料在环形空间能经历较长的滞留时间，最后沿着外筒壁和筒二的导向卸料板流向中出口端，通过卸料阀卸出，废气则曲卸料罩上部拔气管道抽入除尘器。
从上述物料的干燥过程看出，物料在被热气直接烘干的同时，又被中、筒间接烘干。
从干燥机原理上来看是非常合理科学的，低温段的外筒对高温段的筒有保温隔热作用，并使设备的总散热面积相对于单筒烘干机减少了50~60%，物料终水分确保以下，是干混砂浆生产线较常见的选择。
筒体自我保温热效率高达70%以上，较传统单筒烘干机提高热效率35~45个百分点。
燃料可适应煤、油、气,能够烘粒径20mm以下的物料、粒料和粉状物料。
三筒烘干机比普通单筒烘干机减少占地面积50%左右，土建投资降低50%左右，电耗降低50%左右。
产量提高80%，单位容积蒸发强度达160~280kg/m3，吨料标准煤耗一般为6~10kg。
出气温度低，故降尘设备使用寿命高。
图3-8三筒烘干机原理图
（3）三筒烘干机技术参数和技术优势
ⅰ技术参数
技术参数见表3-1。
表3-1三筒烘干机技术参数
规格型号
时产（t/h）
功率（kw）
煤耗（每吨干砂/标煤）
热效率（%）
ST15
15
11
10～12kg
>
75%
ST25
25
ST35
35
22
ST45
45
30
ST55
55
33
ST65
65
37
ⅱ技术优势
①由于采用了彼此镶嵌的组合式结构，筒和中筒被外筒所包围，这样便形成了一个自我保温结构筒体，使散热面积大大减少，而热交换面积大大增加，而且外筒的散热面积处于低温区，为了进一步提高烘干机的热效率，减少散热损失，还可以在外筒的外表面加一层保温材料，用白铁皮或0.2mm不锈钢板包起来，由于采用了三筒式结构，在筒和中筒的外表加设扬料板，这样不但增加了筒体的热容量，同时使物料在筒的分散度进一步提高，增加了物料的热交换面积，大大提高了蒸发强度，进一步提高了烘干效率，更符合物料的干燥机理，热量得到了充分利用，降低了排出废气和干物料温度，从而进一步提高了热效率，提高了干物料产量，降低了能耗。
②由于采用了三筒式结构，使筒体的长度大大缩短，从而减少了机体的占地面积，一般减少三分之二到二分之一，降低了土建投资费用。
③简化了传动系统，去掉了大小齿轮传动和笨重的传动系统，采用行星减速和电动机直联的减速电机，直接驱动托轮和轮带，从而降低了造价，提高了传动效率，降低了噪音。
④由于采用了三筒式结构，降低了物料在筒的落差，从而降低了噪音和筒体的磨损。
⑤由于与传统的单筒回转烘干机工艺流程相同，所以可趋代替单筒和双筒回转烘干机。
3.2.2尾矿废石机制砂
我国现行开展城市禁止现场搅拌砂浆工作，新建的预拌砂浆企业大部分都是采用长江砂或者河砂，加以用煤或者油、天然气来烘干而制成的预拌砂浆，其最大的弊端是：
①天然砂是我国不可再生的资源性材料，对天然砂的依赖和过量开采，破坏了长江和河道的生态环境。
②天然砂需要用煤、油来进行烘干，而烘干过程所释放的二氧化碳和烟尘仍影响大气环境，生产过程中还产生了煤、油能源消耗浪费的问题。
③城市在烟尘控制区要新建预拌砂浆生产企业，必然受到地方政府GDP能耗上升的压力和环境污染的担忧，所以一般不予核准环评手续。
④当前推动城市禁止现场搅拌砂浆工作的难点，预拌砂浆价格偏高，天然砂的烘干成本是主要原因。
根据测算：
其中烘干每吨天然砂就需8.5千克标准煤，那么一个20万吨的砂浆企业每年消耗煤炭近2000吨，企业年增费用近200万。
所以选择以矿山废石通过机制砂来代替天然砂成为干粉砂浆的骨料；
以水泥作为砂浆强度的胶凝材料；
用矿山废石制砂中的细粉料来代替粉煤灰，改变干粉砂浆的稠和、包浆性能；
通过选用合理的保水增稠添加剂来调节高品质砂浆及施工性能；
这就从根本改变了原有砂浆的生产工艺，实现预拌干粉砂浆历史上颠覆传统，舍弃烘干，实现资源综合利用，实现100％散装运作，无污染、零排放，更节能、更环保的目标，这是低碳经济在预拌砂浆行业的时代呼唤，也是各级散装水泥管理部门推动这项事业与时俱进的客观要求。
（1）当地矿山废石（尾矿）的现状，满足干粉砂浆骨料的确定
①选择机制砂首先是当地大环境的需要，也就是说长江砂和河沙资源缺乏的城市，其次当地有充足的尾矿废石资源。
②一般当地有充足的水泥生产业和符合条件的的废石来源，水泥生产大量石灰石的开采也带来了尾矿的形成，平时都作为废石用于填埋铺路，综合二次利用既符合国家的政策，又带动了当地老百姓的致富，所以也是一项变废为宝的民生工程。
③机制砂无论在物理性能还是化学性能上都能媲美天然砂，形成的级配要比自然砂合理，关键是制作机制砂颗粒要满足干粉砂浆骨料的要求，要使机制砂同样达圆润粒状，减少片状和棱角的机制砂，使得预拌砂浆的施工性能不受影响。
④尾矿的选用要满足规格颗粒的粒径，既要控制表面水份，使制成的机制砂含水率必须达到技术规程要求，又要去除软质泥土，控制砂浆水灰比大而带来的水化收缩。
⑤制砂的岩石一般有花岗岩、天然河卵石、安山岩、流纹岩、闪长岩、砂岩、石灰岩，制成的砂按岩石的种类不同，有不同的强度。
（2）适合砂浆细砂料制砂设备的选择
①机制砂矿山设备的主要品种有：
颚式破碎机，立轴反击破碎机，滚式破碎机，圆锥破碎机，可逆反击式破碎机，立轴冲击式破碎机等，这些制砂设备各有不同特点和不同的用途。
②由于干粉砂浆用的是细砂，细度模数一般在1.6—2.2左右，JYS立轴冲击式破碎机，其设备是由矿山设备制造企业吸取了国外同类先进巴马克技术研制的具有国际先进水平高效低能耗设备，该设备在其他各种矿石、耐火材料金刚砂、玻璃原料等高硬、特硬物料的中、细砂领域得到普遍的使用。
③JYS立轴冲击式破碎机的工作原理：
物料由进料斗进入破碎机，经分料器将物料分成两部分，一部分由分料器中间进入高速旋转的叶轮中，在叶轮被迅速加速，可达数百倍重力加速度，从叶轮三个均布的流道抛射出去，首先同由分料器四周落下的另一部分物料冲击破碎，然后一起冲击到涡支腔物料衬层上，被物料衬层反弹，斜向上冲击到涡动腔的顶部，又改变其运动方向，偏转向下运动，从叶轮流道发射出来的物料形成连续的物料幕。
这样一块物料在涡动破碎腔受到两次以至多次机率撞击、磨擦和研磨破碎作用，被破碎的物料由下部排料口排出，和循环筛分系统形成闭路。
④JYS立轴冲击式破碎机工作特点是结构简单合理、运行成本低；
石打石、石打铁高效节能、破碎效率高；
具有细碎、粗磨功能；
通过非破碎物料能力强，受物料水份影响小，进料含水量可达8%；
可破碎中硬、特硬物料（如刚玉、烧结铝钒土等），产品呈立方体；
操作维修、安装方便；
粉尘污染少；
操作、维修方便，安装方便等特点。
（3）机制砂工艺流程及厂房整体布局
①生产工艺流程是：
尾矿石输送上料——制砂机制砂——筛分机筛选——分级进筒仓——外加剂混合砂配料计量——混合机材料混合——进散装成品仓或散装发放
②机制砂工艺流程生产线是传统生产线的升级产品，其组成部件大多与传统生产线相同，主要是废弃了烘干系统，关键部件是为适应机制砂生产线而特别设计、改进的。
工厂的格局以积木式串行布置，同时外围全部用彩钢板密闭围护，进一步隔离了噪音。
③由于机制砂与天然砂外形不同，振动筛及分级筛的筛网采用美国杜邦公司制造的非金属材料，其耐磨性是金属筛网的三倍。
减少了维修更换的频次。
④整个生产工艺全过程采用密闭设计，避免敞开式物料传送而带来的粉尘外溢，全部按密闭提升和罐式进料，并采用多级收尘配置，加强各粉尘点的扬尘控制，车间部粉尘排放量达到环保监测的要求。
3.2.3干砂的筛分系统
筛分操作按物料含水分的不同可分为干法筛分和湿法筛分两种。
砂浆企业一般采用干法筛分。
国外干粉砂浆行业通常有专业烘砂的企业为之配套，对于粘湿的砂子进行干法筛分比较困难，也常采用湿法筛分。
在筛面上喷水将细粒级及泥质冲洗下去，或将筛面和物料都浸在水中进行筛分。
按筛分用途不同，主要可分为独立筛分和辅助筛分两类。
筛分后所得的产品即为成品的筛分称为独立筛分；
与粉碎、干燥作业配合的筛分称为辅助筛分。
干粉砂浆生产中，需要将物料于5mm的颗粒除去，有时还需要将物料分为若干级别的产品，常采用独立筛分。
干粉砂浆生产中常需要把物料分成若干粒级，通常使用一系列筛孔不同的筛面按一定的排列次序（筛序）进行筛分。
（1）筛分机械分类
筛分机类型按筛面的运动方式可分为如下四类：
①固定筛：
筛面固定，构造简单，动力小或不需要动力，可用作破碎作业的预先筛分。
有固定格筛和滚轴筛等。
②回转筛：
由筛网或筛板制成筒形面作回转运动的筛机。
有圆筒筛、圆锥筛、角柱筛和角锥筛等。
③摇动筛：
依靠曲抦连杆机构，传动机可使筛面产生往复运动。
有单箱摇动筛和双筛箱摇动筛等。
④振动筛：
依靠激振器使筛而产生振动的筛机。
按传动方式可分为机械振动筛和电磁振动筛两类。
根据筛面运动轨迹不同，又可分为圆振动筛和直线振动筛两类。
目前砂浆行业大多使用摇动筛、振动筛或回转筛，目前使用较多的是回转筛。
（2）回转筛的工作原理、类型及性能特点
回转筛是一种具有作回转运动筒形筛面的筛机。
回转筛按筛面形状的不同（图3-5），可分为圆筒筛、圆锥筛、多角筒筛（或称角柱筛）和角锥筛四种，一般锥筛水平安装，筒筛呈稍微倾斜安装，筒体倾角为5°
~11°
。
（a）（b）（c）（d）
（a）圆筒筛；
（b）圆锥筛；
（c）角柱筛；
（d）角锥筛图
3-9回转筛的类型
1—中心轴；
2—六角面面；
3—进料口；
4—机壳；
5—机壳开盖；
6—机架；
7—料斗
图3-10角锥筛
角锥筛以六角形筛面较多，常称为六角筛（图3-10）。
其工作原理为：
电机经减速器带动筛机的中心轴1,从而使筛面2作等速旋转，物料由进料口3加入，在筒由于摩擦力作用被带至一定高度，然后因中力作用沿筛面向下滚动，随之又被带起，物料在筒的运动轨迹为螺旋形。
这样一边进行筛分，一边沿倾斜的筛面逐渐移向卸料端。
细粒通过筛孔落入料斗7，粗料由筛筒的卸料端排出。
多角筛与圆筒筛相比，由于物料在筛面上有一定的翻动，产生轻微的抖动或振动，故筛分效率较高。
回转筛的优点是：
转动均匀缓慢，冲击和振动小，工作平稳，不需特殊基础，可以安装在楼面上或料仓下面，易于密闭收尘，维修方便，使用寿命较长。
其主要缺点是：
筛面利用率低，工作面积仅为整个筛面的1/6左右；
设备庞大，金属用量多；
筛孔容易堵塞，筛分效率低，动力消耗大；
不适于筛分含水量较大的物料。
（3）振动筛的工作原理、类型及性能特点
振动筛是依靠激振器使筛面产生高频率振动进行筛分的机械。
各种振动筛结抅上的共同特点是筛箱用弹性支承并带有激振器。
筛箱在激振器的作用下，产生圆形（及椭圆形）或直线轨迹的高频振动。
振动的目的在于使是筛面上颗粒不致卡主筛孔，使物料层松散，细粒更有机会透过料层通过筛落下，使物料沿着筛面向前移动同时进行筛分。
振动的条件应以不致使料粒弹跳出筛面为限。
因此，振动筛一般处于处于小振幅、高频率状态下工作。
振幅大致在0.5~5mm为，振动频率约为600~3000min-1，有时可达3600min-1。
有些振动筛由于筛面没有给予物抖向前动的分力，安装倾角要比摇动筛大，通常在8°
~40°
之间，以使物料能再筛分中向前移动。
1、吸尘罩2、振动电机3、筛体4、橡胶弹簧5、料斗6、底托
图3-11振动筛结构示意图
振动筛与其他筛分机比较具有很高的生产能力和筛分效率，筛分效率高达为60~90%，最高可达98%；
即使对于粘湿物料，其工作指标也比其它类型的筛机为高；
这种高效率的运动对提高细筛的筛分效率特别有利，因此使用围比其它筛机广，筛孔尺寸0.25~100mm,不仅可用于粗、中、细颗粒的筛分，而且还可用于脱水和脱泥等分离作业；
单位质的筛分能力大，动力消耗耗小，结构简単，橾作、调整、维修都方便。
激振器激振的方法有使用不平衡重旋转、偏心轴旋转产生的机械力以及电磁的间歇吸力等。
因此，振动筛按驱动方式可'
分为机械振动筛和电磁振动筛两类。
机械振动筛有偏心振动筛、惯性振动筛、自定中心振动筛和共振筛等；
电磁振动筛有电振筛和概率筛等。
（4）干粉砂浆常用分级筛分机及特点
干砂分级筛分机有圆形筛、投影式筛分机和传统的水平式筛分机。
①圆形筛（图3-12）这种设备筛余率大，但废料排放不方便，产量较低。
占用空间较大，应用较少。
②投影式筛分机（图3-13）这种筛分机采用概率筛分原理通过合理选择筛网孔径和筛面倾角，使难筛物料迅速过筛。
与传统的水平筛分机相比，具有投资低、体积小、工作可靠等优点。
即使在过载的情况下，筛网由于倾斜设置不会被撕裂，同时根据需要筛网可配制二层、三层、四层，配套于小型、中型干混砂浆生产工艺。
③水平式筛分机（图3-14）这种传统机型占地面积大，造价高，产量较低，应用较少。
（5）影响筛分效率的因素分析
影响筛分效率和生产能力的因素很多，主要有三个方面：
ⅰ物料性质的影响
1颗粒的形状球形颗粒容易通过方孔和圆孔筛，条状、片状以及多角形物料难于通过方孔和圆孔筛，但较易通过长方形孔筛。
2物料的堆积密度过筛能力与物料的堆积密度成正比，但在堆积密度较小情况下，尤其是轻质物料，由于微粒的飘扬，上述正比关系便不易保持。
3物料的粒度组成含易筛粒多的物料容易筛分，含难筛粒多的物料则较难筛分。
直径为1~1.5倍筛孔尺寸的颗粒极易卡在筛孔中，影响细颗粒通过筛孔。
直径大于1.5倍筛孔尺寸的颗粒形成的料层，对颗粒的过筛影响并不大。
因此，把粒度为1~1.5倍筛孔尺寸的颗粒称为阻碍粒。
物料含难筛粒和阻碍粒愈多，则筛分效率愈低。
通常认为物料中最大颗粒不应大干筛孔尺寸的2.5~4倍，当物料中筛下粒级含量较少时，可采用筛孔较大的辅助筛网预先排出过粗的粒级，然后对含有大量细级别的物料进行最终筛分，以提高筛分能力。
4物料的含水量和含泥量干法筛分时如果物料含有水分，筛分效率和筛分能力都会降低，特别是在细筛网上筛分时，水分的影响更大。
因为物料表面的水分使细粒互相粘结成团，并附着在大颗粒上，这种粘性物料将堵塞筛孔。
另外，附着在筛丝上的水分，因表面力作用，可能形成水膜，把筛孔掩盖起来，也会阻碍物料的分层和通过。
应当指出，影响筛分过程的并不是物料所含的全部水分，而只是表面水分，化合水分和吸附水分对筛分并无影响，因此吸水性好的物料允许水分含量可高一些（见图3-15）。
图3-15物料含水量与筛分效率的关系
ⅱ筛面结构参数取运动性质的影响
①筛孔形状
不同筛孔形状时物料的通过能力相差较大。
一般采用方形筛孔，筛的开孔率较大，筛分效率较高。
在选择筛孔型式时，应与物料的形状相适应。
对于块状物料应采用正方形筛孔；
当筛分粒度较小且水分较高的物料宜采用圆孔，以避免方形孔的四角发生颗粒粘连堵塞，而对于条状、片状物料如机制砂应采用长方形筛孔。
②筛面开孔率
筛孔面积与筛面面积之比称作开孔率。
开孔率大的筛，筛分效率和生产能力都较大，但会降低筛面强度和使用寿命。
③筛面尺寸及倾角
筛面的宽度主要影响生产力，筛面长度则影响筛分效率。
筛面宽度越大，料层厚度越薄；
长度越大，筛分时间越长。
料层厚度减小和筛分时间加长都有助于提高筛分效率。
但是筛面过长，筛分效率提高不多，而筛机构造笨重。
筛面的长宽比应在适当的围，筛面长宽比过大，筛面上料层厚，细粒难于接近筛面通过筛孔；
筛面长宽比过小虽可减小筛面料层厚度，但颗粒在筛面上停留时间短，物料通过筛孔的机会减少，这两种情况都会使筛分效率降低，故筛面长宽比通常取2.5~3。
将筛子倾斜安装可以提高送料速度，便于排出物料。
如果倾角过小，生产能力减小；
反之倾角过大，物料沿筛面运动速度过高，物料筛分时间缩短，筛分效率降低。
因此，筛子倾角要选择合适。
固定筛的倾角一般为40°
~45°
、振动筛的倾角一般为0°
~25°
④筛面运动特性
筛面与物料的相对运动按相对运动方向可分为两种类型；
一是颗粒主要垂直筛面运动，如震动筛，另一是颗粒主要平行筛面运动，如筒形筛，摇动筛等。
颗粒作垂直筛面运动，物料堵塞筛孔的现象减轻，物料层的松散度增大，离析速度也大，颗粒通过筛孔的概率增大，筛分效率得以提髙。
各类筛中固定筛的筛分效率最低；
回转筛由于筛孔容易堵塞，筛分效率也不高，物料在摇动筛上主要是沿筛面滑动，而且摇动频率比振动筛的频率小，所以筛分效率也较振动筛低，物料在振动筛M上以接近干垂直筛孔的方向被抖动，而且振动频率高，所以筛分效率最高。
各种筛机的筛分效率见表3-2。
表3-2各种筛分设备筛分效率
类型
固定筛
回转筛
摇动筛
震动筛
筛分效率（％）
50~60
60
70~80
90以上
筛面的运动频率和振动幅度影响到颗粒在筛面上运动速度和细砂的通过率，
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