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局部增強型硅鈣板

局部增強型硅鈣板生產工藝及設備

核心提示:長網法作為第三代硅酸鈣板生產工藝,其優點之一是在封閉空間動壓狀態下生產料層;在生產過程中如果切斷噴漿機供漿,噴漿口將瞬間無料漿流出,可在料坯中部分料層實現不同配方材料增強功能,以拓寬硅鈣板品種性能如(硅藻泥板、相變儲能板,可大幅降低運輸和施工破損,提高其附加值。

制造硅酸鈣板當前主流生產工藝為園網抄取法和流漿法,可這二種工藝的產品不能實現料坯的同一斷面上使用不同的材料來改變板坯的結構以加強制品的特定部位強度及密度。

園網抄取法和流漿法生產工藝,在一定配方狀況時,想大幅度提高產品性能很難,生產高層次產品不太容易,欲做到施工和運輸為零破損更不可能,而且無石棉板的單機大產能低成本的生產難度很大,更無法生產單張硅鈣板內部的復合材料結構,也無法生產表層彩色的彩板;因此,目前采用的兩種生產工藝生產的硅酸鈣板、纖維水泥產品和使用方面確實需要改進或提高。

長網實業研發人員長期立于生產一線、面向客戶和市場的思維取向,研發出硅酸鈣板、纖維水泥板第三代生產工藝———《長網噴漿法》(以下簡稱“長網法”);長網法生產工藝徹底解決了上述各種問題,可以在同一板坯內分層分部位使用不同的配方生產,讓產品品種更加豐富,以加大硅酸鈣板的使用范圍。

《長網噴漿法》工藝原理已申請專利,專利號:ZL201220465650.X,如下圖:

長網法硅酸板生產專利圖五

一章、長網法工藝原理

一節、長網法工藝原理簡述

長網法工藝是對料漿進行加壓并使之均勻的分布于成型網上形成初料層。

設置料漿加壓機和噴漿機組成一個單元,根據產能的需要可多單元串聯使用。

料漿加壓機對料漿產生初期的料漿壓力,并再次對料漿進行均勻混合,有效的分散纖維,防止料漿中的纖維結團,加壓機給噴漿機提供動態多管同速、同流量料漿,并實現漿速監測功能,為漿速手動/自動跟蹤網速和毛毯速度,提供反饋數據。

噴漿機沿著成型網的橫幅全寬方向均勻、穩定的分布料漿,確保壓力均布、速度均布、流量均勻、濃度均布以及纖維定向的可控性和均布性;按照工藝要求,提供和保持穩定的漿速和網速之間的比例關系。

長網法的**優點之一是動壓供漿,在動壓狀態下生產料層;因此生產過程中如果切斷噴漿機供漿,噴漿機將瞬間無料漿流出,可以實現抄取法和流漿法無法實現的多種產品品種生產功能,下面將逐一介紹。

第二節、基本原理,

如圖一為長網噴漿法工藝原理圖,泵式儲漿池把料漿送到高位料漿箱內,料漿經加壓機構變成動壓料漿由進漿管 30 進入到噴漿機 31 內,經由噴漿機的鴨嘴動壓流到成型網 27 上,成型網 27 上的料漿經過自然脫水定型和真空箱 34 的二次脫水,形成了含水量一定的“初料層”附著在成型網27上,在網籠 10 隨毛毯運轉時,“初料層”通過伏輥 6 的壓力進一步排出一部分水,并在空氣壓差的作用下連續地吸附到毛毯3上;此后網籠 10 繼續旋轉帶動成型網 27 繼續運動,經清洗管 22 清洗成型網后進入下一個循環,從而周而復始地形成連續的“初料層”。毛毯 3 上的料層經過真空箱 5 脫水,脫水后的料層纏繞到成型筒 1 上,達到一定的料坯厚度時從成型筒 1 上扯下,經下道工序生產出需要的產品,在生產過程中,料漿過濾后的水匯集到接水盤 16 內,再從排水口 21 排到地坑內。




第三節、長網法優點

長網法的優點從質量、產量、操控、產品品種、成本等方面闡述如下:

1.長網法工藝在生產環節采用一切可能的先進技術手段把人為因素影響降低到最小或無,實現單條生產線高產能、產品品質穩定、低成本,高自動化、可控的生產目標。

2.長網法工藝流程為從高位料漿箱到噴漿機噴漿口間屬于料漿全充滿封閉空間的動態微壓輸送,長網法工藝所帶來的優勢體現在以下幾方面:

(1) .實現漿速監控功能,為漿速手動/自動跟蹤網速和毛毯速度比例控制,提供反饋數據。

(2) .料漿沿著成型網的橫幅全寬方向均勻、穩定的分布料漿,確保壓力均布、速度均布、流量均勻、濃度均布以及纖維雜亂定向的可控性和均布性。

(3) .長網法按照工藝要求,提供和保持穩定的漿速和網速之間的比例關系。

(4) .設置可調量清水注入機構,所加清水流量無級可調,以確保料層厚度均勻。

3.長網法生產的產品表面質量穩定,體現在以下幾方面:

(1) .制品表明光滑,進入噴漿機的料漿經過渣料分離設備或料漿再加工,料漿中無3×3×3 mm以上的渣滓,料坯形成初層的方法同抄取法,且較小的物料保留較多使得制品表面光滑平直。

(2) .長網法生產的產品厚度均勻性上超過抄取法和流漿法。

4.長網法生產的產品物理力學性能質量穩定,體現在以下幾方面

(1) .其一為配方可使用價格較低的原材料,其二為纖維在料層中排列方式及是否可控,長網法在毛毯速度 30~ 100m/min 內,噴漿機噴漿口漿速自動跟蹤網速和毛毯速度,毛毯、成型網可在 30m/min 至 100m/min之間任一速度內運行,纖維在料層中呈雜亂可控排列分布且料層厚薄均勻。

(2) .長網法工藝生產的板材物理性能指標容易保證,每一個初料層可以實現不同的配方的材料。

(3) .長網法生產的板材容重和用途容易調整;如生產不同密度不同用途的輕質板材和外墻板,能提高產品檔次,如市場需要的輕質(密度在0.95以下)的高強板材,用于隔音、防火、吊頂和外墻用的無石棉纖維增強水泥板和硅酸鈣板(密度在1.5以上)的高強板材。

(4) .長網法可以有針對性的對同一張板材在不同的區域使用不同的材料調整其強度密度。

5.長網法單機產能優勢大,體現在以下幾方面:

(1) .長網法的毛毯實際運行速度可達100米/分鐘。

(2) .經實驗噴漿濃度可達25%而不影響纖維分散,噴漿工藝濃度范圍: 6~ 30%,漿的傳送全過程采用強制密閉的方法,不和大氣壓接觸,因此不產生二次絮聚和離析現象,而抄取法和流漿法濃度在10%左右,因料漿處于靜壓狀態,易產生沉淀和料漿中的水料分離現象。

(3) .長網法料層幅寬至少是硅酸鈣板和纖維水泥板寬度1220mm的三倍,單位時間內使用的原材料是抄取法和流漿法的數倍。

(4) .料坯厚度與成形網濾漿機的安裝臺數有關,一般安裝臺數為1~ 5臺,單位時間內的成坯料層厚度是抄取法和流漿法的數倍。

(5) .長網法可對料漿采用真空濾水方式,毛毯負載大幅下降,自動控制為行業內最高,主機產量不受人為因素影響。

6.長網法操作易控,體現在以下幾方面:

(1) .噴漿法工藝參數在線數字顯示和自動/手動控制。

(2) .關掉流量調節閥,噴漿口瞬間將無料漿噴出。

(3) .生產表面彩板體現在多級串聯的長網法單元。

(4) .長網法工藝對操作工人的技術素質和責任能力要比抄取法和流漿法低,操作上手很快。

(5) .長網法無需具有特別經驗型的師傅控制產量和質量。

7.長網法有效降低配方成本,體現在以下幾方面:

(1) .原材料的選擇范圍很寬,能使用價格相對低的原材料;長網法工藝實現纖維(各種有機和無機纖維)基材(水泥、硅質和鈣質材料)增強制品的大規?;a,使單機產能大幅度提升、成本有效下降、操控直觀線性強。

(2) .回水濃度特低,物料損失??;回水濃度比流漿法的0.6%還要低,達到了0.3%,大大低于抄取法的1.5%。

(3) .無棉硅酸鈣板的單機高產能生產。

(4) .單位產品內的電耗和工資等成本低于抄取法和流漿法,單機產能大各項成本攤銷相對大幅度下降。

(5) .長網法工藝適應國產毛毯和各種原材料等。

(6) .專用真空脫水機脫水時,成型網能有效的阻隔微小原材料的脫離,較難被真空抽走行成回水,增加利用率。

第四節、長網法缺點

長網法缺點,噴漿法和園網抄取法、流漿法相比,要重新認識改變固有的技術觀點。

說明:詳細技術請參閱《硅酸鈣板長網法》

第二章、長網法生產局部增強型硅鈣板工藝簡介

一節、長網法生產局部增強型硅鈣板工藝及流程概述

長網法是對抄取法和流漿法的顛覆性的新工藝,建立起一種全新的工藝原理模型,完全不同于使用了60年的園網抄取法和30年的流漿法,它集成了兩種工藝的全部優點,剔除其全部的缺點,對原材料的使用范圍非常寬,涵蓋了所有的硅酸鈣板、纖維水泥板的品種,還能生產一些特殊產品。

在不同的斷面使用不同的材料,使用不同的工藝參數制造板坯,達到結構型板材的制板目的。

第二節、局部增強型硅鈣板的用途及特點

1、在板坯的垂直斷面上制成不同材質不同密度的板層組合成一塊完整的板坯,適應不同的使用環境及不同的受力要求。如下圖

 2、在板坯的水平斷面上制成不同材質不同密度的板塊組合成一塊完整的板坯,適應不同的使用環境及不同的受力要求。如下圖

3、以上兩條只是為了說明方式及可行性,其實還有多種組合方式可供選取,做厚板時還可為降低成本在特定層加入填充料。

注:上圖的彩色塊只是為了說明而提供的,其實不是界線分明的分層或者分塊。

第三節、工藝流程簡圖如下:

圖二為料坯中不同材料結構生產工藝流程簡圖:

以下對圖二工藝流程簡述:

第四節、清回水罐及原料堆場

1 設置清回水罐及其輸送通道。

2 特殊原料和常規原料分設堆場。

第五節、特殊料漿和常規料漿制漿設備

1 設置獨立的特殊料漿制漿設備。

2 設置獨立的常規料漿制漿設備。

第六節、局部增強型硅鈣板的料漿分控

以三成形網長網法制板機為例,如下圖:

1、配置兩種容量的泵式儲漿池及料漿處理或再加工設備,一種用來儲存特殊原料料漿,另一種用來儲存常規原料料漿。

2、特殊料漿和常規料漿的設備配置:分別設置1臺特殊料漿和1臺常規料漿高位料漿箱;三臺噴漿機可以同時噴出特殊料漿,也可以同時噴出常規料漿;也可以單臺噴出特殊料漿,根據產品性能要求,靈活編組,編組方式不再詳述。

3、料坯中不同部位、不同料層可以實現不同的配方生產。

第七節、局部增強型硅鈣板生產工藝

1、長網法采用成型筒卷坯圈數進行坯料坯中不同材料結構的生產

長網法采用成型筒卷坯圈數檢測料坯厚度成為現實,因為長網法的噴漿濃度就是制漿濃度,中途不在另加兌漿清水,所以在漿速或噴漿流量一定時料層厚度均勻,那么成型筒扯下的料坯厚度也會均勻;因此長網噴漿法工藝以成型筒記圈數為主、料坯厚度測量為輔的生產方式可以達到生產要求。

2、圖三中A點和B點或C點無論毛毯速度多大和料層厚度多大,A點和B點或C點的距離不變,那么A和B或C點兩點的距離為定長,因此在同張料坯內含不同材料時,根據成型筒的圈數進行自動控制特殊料漿噴出和關閉;同樣也可以實現局部部位采用特殊原料;具體不再祥述,專業生產技術人員很容易明白。

3、因為設備加工誤差等原因,料層在橫幅內的厚度均勻性可能存有誤差,因此噴漿機內采用復式布漿并在混合室內進行擴散和混合,每根供漿管分別可加清水,水流量無級可調,以確保各斷面料層厚度均勻。

第三章、長網法制板機的特殊用途及功能

一節、長網法生產線的特殊用途

三成形網長網法制板機可以生產特殊部位增強的硅酸鈣板、纖維水泥板,還可以生產超大幅面的板材,產品品種調整容易。

以下為生產線三個基本型號類型,特殊部位增強的硅酸鈣板的生產產量和普通板一致:

1. 局部增強型硅酸鈣板有棉/無棉硅酸鈣板生產線類型:年產500萬平方米,規格:2440×1220×6mm。

2. 局部增強型硅酸鈣板有棉/無棉硅酸鈣板生產線類型:年產800萬平方米,規格:2440×1220×6mm。

3. 超大幅面增強型硅酸鈣板有棉/無棉硅酸鈣板生產線類型:年產500萬平方米,規格根據客戶需求調整幅寬和成型筒直徑和長度。

第二節、長網法生產線的功能之一

本資料只介紹長網法生產局部增強型硅鈣板,之二資料在其它方面介紹。

長網法生產時,容易實現特殊部位或整張板進行特殊材料處理,可以大幅提高產品以下性能。

1、更優良的防火性能、防水性能、強度和韌性、尺寸穩定性、隔熱隔音性能、使用壽命。

  2、更好的螺釘拔出力。

3、易實現國標中的各項指標要求。

說明:具體不再介紹,專業技術人員很容易明白,如有疑問一定回復。

第四章:長網噴漿法核心技術設備試驗,本試驗同樣適應局部增強型硅酸鈣板的生產。

一節:試驗設備

1、試驗用制漿機:一臺,電機功率7.5kw 2、料漿加壓機:一臺,電機功率2.2~7.5kw 3、成形網真空濾漿機一臺,由電機(0.75kw)通過皮帶傳動直接拖動真空濾漿機的圓網籠,包含高壓離心通風機一臺,電機功率3kw 4、控制柜一臺,包含PLC:FX2N-48MT /FX2N-4AD/ FX2N-4DA等,觸摸屏DOP-B05S100一臺,變頻器FR-A740-15K-CHT二臺,分別驅動真空濾漿機、料漿加壓機

5、試驗設備,布置圖如下:

第二節   清水試驗

1、試驗結果非常成功

序號

試驗項目

試驗要求

試驗結果

1

噴漿口水流量

流量均勻

達到要求

2

橫斷面著網點

網點一致

達到要求

3

噴漿口水流量和流量調節閥的線性關系

噴漿口水流量和流量調節閥的增減線性關系

達到要求

4

噴漿口水流量和流量調節閥的線性關系

噴漿口水流量和加壓機轉速的線性增減關系

達到要求

5

噴漿口水速和成形網之間關系

水速自動跟蹤網速

達到要求,網速50~100m/min

2、試驗存在問題及改進

試驗非常成功,達到設計要求但噴漿口上下唇板表面粗糙度偏低,如果達到 ,效果會更好;或者采用不銹鋼板等。

3、噴漿口出水照片

4、試驗設備運行時間

試驗設備運行時間4小時。在試驗運行時間內,沒有動用任何工具拆卸設備和檢查設備等。

5、試驗最終結果

試驗設備運行正常,無任何故障;工藝試驗達到要求。

第三節:料漿濃度為10%試驗

1、配方比例

水泥∶石英粉∶石灰:紙漿 = 100kg∶300kg∶300kg∶150kg。

2、料漿濃度

按照料漿濃度為10%時的水泥、石英粉、石灰、紙漿加入量進行試驗。

3、料漿濃度為10%時的試驗項目

序號

試驗項目

試驗要求

試驗結果

1

噴漿口漿流量

橫斷面流量均勻

達到要求

2

噴漿口水流量和流量調節閥的線性關系

噴漿口水流量和流量調節閥的增減線性關系

達到要求

3

噴漿口水流量和流量調節閥的線性關系

噴漿口水流量和加壓機轉速的線性增減關系

達到要求

4、噴漿濃度為10%時噴漿口試驗照片

5、試驗設備各管道、噴漿口堵塞試驗

為解決噴漿口的堵塞問題,長網法制板線中,連續式送漿機內設置金屬物沉淀漿槽,因此料漿中的金屬物無論如何是不能到噴漿機內的。

硅酸鈣板生產過程中,因生產線上有磨漿機進行料漿加工,所以一般不存在體積超過4mm×4mm×4mm的渣渣。

因此在試驗過程中,從料漿加壓機進口有意放入一些渣渣,如木塊、故意打結的玻纖團,體積為8mm×8mm×8mm,并對數量進行記錄;所有的渣渣都從噴漿口出來,噴漿口無堵塞現象發生。但是在實際生產過程中,以防萬一,一旦料漿中的渣渣太大而不能從噴漿口出來,為此噴漿機設置自動翻轉機構,渣渣照樣從噴漿口出來,從而不中斷生產。

濃度為10%試驗時,設備運行時間4小時。在試驗運行時間內,沒有動用任何工具拆卸設備等。

6、試驗最終結果

試驗設備運行正常,無任何故障;工藝試驗達到要求,從料漿進入加壓開始的所有設備,無任何堵塞現象發生。

第四節:料漿濃度為20%試驗,而且玻纖含量是正常配方的三倍

1、配方比

水泥∶石英粉∶石灰:紙漿 = 100kg∶300kg∶300kg∶150kg。

2、料漿濃度

按照料漿濃度為10%時的水泥、石英粉、石灰、紙漿加入量進行試驗。

3、料漿濃度為20%時的試驗項目


序號

試驗項目

試驗要求

試驗結果

1

噴漿口漿流量及均勻度

橫斷面流量均勻

達到要求

2

噴漿流量和流量調節閥的線性關系

噴漿口水流量和流量調節閥的增減線性關系

達到要求

3

加壓與流量和流量調節閥的線性關系

噴漿口水流量和加壓機轉速的線性增減關系

達到要求

4、噴漿濃度為20%時噴漿口試驗照片

5、試驗設備各管道、噴漿口堵塞試驗

為解決噴漿口的堵塞問題,長網法制板線中,連續式送漿機內設置金屬物沉淀漿槽,因此料漿中的金屬物無論如何是不能到噴漿機內的。

在硅鈣板生產過程中,因生產線上有磨漿機進行料漿加工,所以一般不存在體積超過4mm×4mm×4mm的渣渣;而在石棉瓦生產過程中,因無磨漿機,但是為長網噴漿法專門設計了一臺料漿篩,除渣效果為只允許2mm×2mm×2mm的渣渣通過(指的異物)。

因此在試驗過程中,從料漿加壓機進口有意放入一些渣渣,如木塊、故意打結的玻纖團,體積為8mm×8mm×8mm,并對數量進行記錄;所有的渣渣都從噴漿口出來,噴漿口無堵塞現象發生。但是在實際生產過程中,以防萬一,一旦料漿中的渣渣超大而不能從噴漿口出來,為此噴漿機設置自動翻轉機構,渣渣照樣從噴漿口出來,從而不中斷生產。

濃度為20%試驗時,設備運行時間:4小時。在試驗運行時間內,沒有動用任何工具拆卸設備等。

[說明]以上試驗二和試驗三是噴漿機在脫開成型網濾漿機的試驗,為避免料漿濃度不穩定從而脫開,因為成型網需要水洗掉上邊的料層。

第四節:料漿濃度為20%時料層成型各項試驗總結

1、料層成型試驗項目

序號

試驗項目

試驗要求

試驗結果

1

料漿橫斷面著網點平行度

橫斷面著網點一致

達到要求

2

小料層成型速度

快速成型

達到要求

3

成型網不同速下料層中的纖維排列

二維混亂排列

達到要求

4

小料層厚度均勻度

可控

達到要求

5

漿速跟蹤網速方式,網速50~100m/min

自動/手段按照比例跟蹤

達到要求

2、料漿濃度

料漿濃度為20%時,除玻纖長度不能超過40mm外,其它各項試驗都達到要求。

3、工藝理論

驗證了長網噴漿法工藝理論正確無誤,各項指標全部達到設計要求,一臺噴漿機的產量相當于網籠直徑為Ф1000mm四網箱的產量,可為硅酸鈣板和硅酸鈣板自動化大規模生產提供技術和設備。

第五章:長網噴漿法研發總結

長網法工藝是在長期實踐經驗和理論知識豐富積累的基礎上,加之目前的抄取法和流漿法存在的諸多問題,單靠管理、操作和經驗已經無法解決,可選途徑只有從工藝上來徹底解決,因此長網法工藝在此情況下誕生。

長網噴漿法工藝生產模型的建立必須符合以下國情:國產毛毯,石棉纖維在五級棉或以下,或者不用石棉纖維,回水濃度很低,操作人員文化素質為初中并工作責任心一般等等,為此噴漿法工藝是最適合中國國情的一種高產能、高產品品質、高穩定性、高自動化、對操作人員文化素質要求不高的生產工藝。

長網法工藝從清回水罐到回料機間的所有設備:制漿系統設備、噴漿法制板機及配套設備、皮帶輸送系統、堆垛或成型系統自成一高可靠性、高質量、高產量、易操作的系統,充分體現出它的第三代工藝各個方面的優勢。

長網法工藝是對圓網抄取法和流漿法工藝的改進與提升突破,屬行業新技術;無論改造或新建生產線可大幅度降低投資,大幅度下降生產成本、大幅度減少用工量、大幅度提高產品品質、可大幅度提高企業的利潤率為生產型企業在市場競爭中提供有利條件。

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