SBS改性瀝青生產工藝流程及產品質量控制

周安錦

（海南路橋瀝青改性技術服務有限公司，海南 海口 571924）

1 改性瀝青成套設備簡介

工廠引進由山東大山路橋工程有限公司設計和制造的DE-ME系列改性瀝青生產成套設備，進行廠房化組裝，每小時SBS改性瀝青產量達40 t，可同時滿足4個4000型瀝青攪拌站生產量需求，設備主機膠體磨采用國外最先進美國DALWORTH和德國SIEFER產品技術，同時具備高速剪切與研磨功能，SBS改性劑不需在混入瀝青后再溶脹，SBS改性劑混入瀝青后可馬上通過膠體磨剪切磨細，設備生產過程采用工藝先進的自動化控制流程。

2 生產裝置配置基本要求

2.1 改性劑、穩定劑的稱重計量和與瀝青的配伍性

SBS、穩定劑稱重系統應可自動計量，保障與瀝青的配伍性，用電子稱稱重的SBS料倉2個，輸送速度和加入總量按與瀝青的配比，依據瀝青的瞬時流速和總量采用星型喂料器變頻控制電子稱減重計量，穩定劑料倉0.5m?，輸送速度和加入總量按與瀝青的配比，依據瀝青的瞬時流速采用星型喂料器變頻控制電子稱減重計量；控制電腦分別顯示和記錄瞬時、累計流量并具備輸出打印功能。

2.2 瀝青和助溶劑的計量和泵送

高溫瀝青泵由變頻器控制，瀝青流量采用流量計計量并顯示瞬時流量和總量，生產速度可調，批次生產總量可設定，助溶劑的計量和泵送采用自動可變頻控制，依據瀝青的瞬時流速和總量采用變頻控制助溶劑泵流量計量瞬時流量和總量，控制電腦分別顯示和記錄瞬時、累計流量并具備輸出打印功能。

2.3 控制系統

設備的控制系統采用最先進的控制方案，可自動化和手動控制操作生產，各種大功率電機電壓、電流，生產過程中涉及的生產速度、瀝青和助溶劑瞬時流量和累積量、改性劑和穩定劑瞬時重量和累積量，各溫度、壓力、液位、發育罐的攪拌時間等參數均在控制界面顯示和在工控機儲存數據，并具備歷史查詢和打印輸出功能。

3 設備生產工藝流程

3.1 生產工藝流程圖

生產工藝流程見圖1。

3.2 設備整機生產流程

（1）生產前的準備工作

開始生產前：做好設備預熱和運行前的準備和檢查。檢查控制系統、瀝青泵、攪拌器、膠體磨、各液位儀表、溫度儀表、壓力儀表、電流表等是否達到正常生產要求。a.確定生產何種改性瀝青（改性瀝青工藝配方）；b.進入參數設置畫面，先設定該批次基質瀝青總量、生產速度、混料罐調節液位以及SBS、穩定劑等添加物料配比，各溫度、壓力、液位、攪拌時間等工藝要求參數；c.再設定好相應管線；d.最后啟動系統升溫，到達生產條件時報警提醒。

（2）SBS改性瀝青的連續生產過程

圖1 改性瀝青生產工藝流程圖

通過自動化工控機的參數設定生產量、生產速度和配比和各工藝參數，工控機自動調節實現自動化生產。基質瀝青的升溫：將130℃基質瀝青通過快速升溫罐和換熱器升溫到生產所需溫度（175℃～185℃）。瀝青、改性劑SBS、助溶劑、穩定劑的計量和混合：如選定混合罐、發育罐，將自動開啟閥門和瀝青泵向生產混合罐中泵入瀝青，經過瀝青流量計計量自動調節瀝青泵轉速達到設定生產速度值，當瀝青液位到達混合罐的約一半液位時，自動依次開啟混合罐的攪拌電機、開啟星形喂料器電機、SBS、穩定劑等上料器電機、向混合罐加入改性劑SBS、穩定劑等助劑，經過電子稱重計量自動調節星形喂料器轉速達到設定添加比例；如生產配方需加入助溶劑,開啟相關閥門經過流量計計量自動調節助溶劑泵轉速達到設定生產速度值。過膠體磨研磨：自動開啟閥門通向膠體磨、通向發育罐，開啟膠體磨（同時啟動膠體磨潤滑泵與水冷泵）、開啟瀝青泵；自動調節瀝青泵轉速，對混料罐液位進行PID調節，使液位穩定在設定值，即開始連續生產；當發育罐中瀝青液位到達1/3時自動開啟發育罐的攪拌電機，當發育罐中瀝青液位到達最大或設定的生產量時，自動依次停瀝青泵和膠體磨、混合罐的攪拌電機、星形喂料器電機、上料器電機、關閉相應閥門；改性瀝青的發育：手動選擇相應發育罐及瀝青管路，液位到達一定值后開啟發育攪拌，該成品發育罐達到設定生產量，開始計時攪拌時間，攪拌時間到達時報警停止攪拌，高位報警時關閉相應并停止生產泵、膠體磨、發育罐閥門。如發育罐中的改性瀝青溫度低于要求，以智能儀表控制罐內溫度；在170℃以上保溫攪拌發育2～3 h，經檢驗合格后即可開啟閥門、開啟瀝青泵發出成品，成品發出后關閉攪拌器電機、瀝青泵和閥門。

3.3 自動化生產流程

設定原料瀝青進料速度、批次質量、添加料比例及總量、最佳保持液位以及瀝青密度系數，設置相關控制參數，相應管線啟動閥門自動打開。

系統溫度到達工藝溫度，人員盤機沒問題后，點擊界面自動生產按鈕，系統進入自動生產過程。

（1）快速升溫罐基質瀝青泵啟動，升溫罐瀝青液位達到液位上限自動停止泵送，下限時自動啟動瀝青泵補充瀝青，頂裝浮球液位計為液位高限極限位置，浮球動作后基質泵必停，防止液位計失效后溢罐事故發生。升溫罐燃燒器依據設置高低限溫度進行自動啟停及大小火切換，比如設置低限為100℃，中限150℃，高限200℃，當檢測瀝青溫度小于低限時燃燒器自動大火燃燒，達中限后自動轉為小火，達高限后停止燃燒器，溫度降低一定限度后自動啟動燃燒器。升溫罐內液位低于低位時，燃燒器不能啟動，同時自動開啟瀝青泵補充瀝青，防止干燒引起的瀝青老化及其他事故。

（2）開啟混料罐瀝青泵，瀝青經換熱器進入混料罐，變頻自動調節頻率，使瀝青流速達設定值并保持，當混料罐液位達一定值，混料攪拌自動啟動；液位繼續上升到某一定值，自動啟動SBS加料系統。依據稱重數據單位時間的減少量，以一定合理間隔計算加料速度，依據基質瀝青流速及設定物料配比，自動調節喂料器喂料速度，保持恒定的實時配比。同理進行穩定劑添加及配比，達總量后自動停止添加。

（3）當混料罐液位達設定的最佳攪拌液位時，先自動開啟膠體磨的潤滑系統，延時開啟磨機，磨機啟動完畢自動開啟生產泵進行過磨生產；自動調節生產泵頻率，使罐內液位保持最佳攪拌液位并維持恒定，連續生產過程趨于穩定。該過程中系統監測各現場傳感器數據，如有異常系統自動選擇報警、臨時停止相關執行器或系統停機等操作。

（4）連續生產過程中，SBS添加流程為系統自動進行兩料倉交替稱重交替下料，系統自動積算改性劑添加前瀝青量及批次生產結束前的沖洗瀝青量，從而計算出中間的SBS配比，調節喂料變頻進行實時配伍，依據生產工藝要求，SBS、穩定劑等添加劑將先于瀝青完成添加。

（5）批次瀝青質量到達，進混料罐基質泵自動停止或切入循環狀態。生產過程中添加料已先于瀝青完成，以保證預留瀝青進行管線沖洗。混料罐剩余瀝青泵送完成后，停止混料攪拌并自動停止磨前生產泵，然后停止磨機，關閉相關閥門，批次生產過程完成。

（6）發育攪拌依據內部固定液位自動啟停且能人工干預啟停，同時發育具有液位變送器及浮球液位計雙重控制，防止溢罐事故發生，發育攪拌時間在達到設定液位時開始計時，到設定攪拌時間后報警提示。此自動過程中全程可人工解除故障報警干預操作，防止一些不確定因素造成的自動暫停等中斷生產的情況發生。

（7）生產中系統跟蹤并記錄主要電機的電流變化及各泵處壓力，進行故障響應，比如，檢測磨機電流達到額定電流值，系統將提示磨機進入滿負荷狀態，當電流超過額定電流10%，系統進行聲光報警，若一定時間內無人員響應，則系統進入暫停狀態。保護相關設備，并生成趨勢曲線圖，有助于分析改進工藝。同時記錄其他有用數據，比如發育攪拌時間，發育攪拌開啟組合方式，生產過程中的溫度等，生成批次報表。該報表可進行歷史查詢及打印，方便用戶存檔。打印操作可由事件觸發，或時間點觸發，可進行人工選擇打印。

4 SBS改性瀝青產品質量控制[1,2]

（1）按現行規范對每批次入庫的基質瀝青、SBS改性劑等主要改性瀝青原材料進行試驗檢測，確定原材料各項指標符合規范標準，保證原材料質量。

（2）設備生產過程安排專人實時監控各部位瀝青溫度，記錄各部位溫度，如實際瀝青溫度與生產工藝所需溫度出現偏差，及時通過調整鍋爐設定溫度和相關部位導熱油閥門開度的辦法解決，定期對基質瀝青罐、混料罐及發育罐等關鍵部位的溫控傳感器進行標定，減少顯示溫度與實際溫度的誤差值，確保實際溫度符合生產工藝要求。

（3）定期校正瀝青流量計、SBS改性劑等原材料稱重傳感器，確保原材料計量的精確度，保證生產過程原材料添加量符合設計配合比要求。

（4）批次生產過程需實時監控電腦顯示的基質瀝青流量、SBS改性劑和穩定劑計量，根據顯示數值計算各材料當前滲配量，如出現偏差，應及時更改相關變頻器數值來調整電機轉速，增加或減少對應原材料落料量，使各原材料實時以配合比設計量同時進入混料罐，各原材料在研磨前在混料罐內瞬時即可充分均勻攪拌，保證SBS改性劑和基質瀝青通過膠體磨時能均勻剪切、研磨，提供改性瀝青產品質量穩定性和生產效率。

（5）嚴格記錄改性瀝青生產發育時間，每批次過磨后的改性瀝青應在發育罐內發育3 h，具體以批次抽樣試驗結果為準。

（6）對每批次經發育后的改性瀝青各項性能指標進行試驗檢測，檢測針入度、軟化點、延度等各項關鍵指標是否符合要求，滿足性能要求的產品方可出廠。如出現性能指標不符合規范要求產品，及時組織相關操作、試驗人員，根據試驗結果分析產品問題產生原因，采取延長發育時間或回罐再加工等辦法給予解決，直至產品試驗合格才可出廠。

5 結語

綜上所述,對于具體的SBS改性瀝青生產工藝來說,除了要加強對于原材料的控制和把關之外,還應該重點針對相應的生產設備和溫度進行嚴格的控制,如此才能夠更好的保障其生產效果和生產價值的提升。

[1]姚青梅.改性瀝青在公路建設中的推廣應用[J].青海交通科技,2010(S):214-215.

[2]駱獻輝,鄭國軍.SBS改性瀝青質量影響因素探討[J].石化技術,2007(2):5-6.