长网技术

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局部增强型硅钙板

局部增强型硅钙板生产工艺及设备

核心提示:长网法作为第三代硅酸钙板生产工艺,其优点之一是在封闭空间动压状态下生产料层;在生产过程中如果切断喷浆机供浆,喷浆口将瞬间无料浆流出,可在料坯中部分料层实现不同配方材料增强功能,以拓宽硅钙板品种性能如(硅藻泥板、相变储能板,可大幅降低运输和施工破损,提高其附加值。

制造硅酸钙板当前主流生产工艺为园网抄取法和流浆法,可这二种工艺的产品不能实现料坯的同一断面上使用不同的材料来改变板坯的结构以加强制品的特定部位强度及密度。

园网抄取法和流浆法生产工艺,在一定配方状况时,想大幅度提高产品性能很难,生产高层次产品不太容易,欲做到施工和运输为零破损更不可能,而且无石棉板的单机大产能低成本的生产难度很大,更无法生产单张硅钙板内部的复合材料结构,也无法生产表层彩色的彩板;因此,目前采用的两种生产工艺生产的硅酸钙板、纤维水泥产品和使用方面确实需要改进或提高。

长网实业研发人员长期立于生产一线、面向客户和市场的思维取向,研发出硅酸钙板、纤维水泥板第三代生产工艺———《长网喷浆法》(以下简称“长网法”);长网法生产工艺彻底解决了上述各种问题,可以在同一板坯内分层分部位使用不同的配方生产,让产品品种更加丰富,以加大硅酸钙板的使用范围。

《长网喷浆法》工艺原理已申请专利,专利号:ZL201220465650.X,如下图:

第一章、长网法工艺原理

第一节、长网法工艺原理简述

长网法工艺是对料浆进行加压并使之均匀的分布于成型网上形成初料层。

设置料浆加压机和喷浆机组成一个单元,根据产能的需要可多单元串联使用。

料浆加压机对料浆产生初期的料浆压力,并再次对料浆进行均匀混合,有效的分散纤维,防止料浆中的纤维结团,加压机给喷浆机提供动态多管同速、同流量料浆,并实现浆速监测功能,为浆速手动/自动跟踪网速和毛毯速度,提供反馈数据。

喷浆机沿着成型网的横幅全宽方向均匀、稳定的分布料浆,确保压力均布、速度均布、流量均匀、浓度均布以及纤维定向的可控性和均布性;按照工艺要求,提供和保持稳定的浆速和网速之间的比例关系。

长网法的最大优点之一是动压供浆,在动压状态下生产料层;因此生产过程中如果切断喷浆机供浆,喷浆机将瞬间无料浆流出,可以实现抄取法和流浆法无法实现的多种产品品种生产功能,下面将逐一介绍。

第二节、基本原理,

如图一为长网喷浆法工艺原理图,泵式储浆池把料浆送到高位料浆箱内,料浆经加压机构变成动压料浆由进浆管 30 进入到喷浆机 31 内,经由喷浆机的鸭嘴动压流到成型网 27 上,成型网 27 上的料浆经过自然脱水定型和真空箱 34 的二次脱水,形成了含水量一定的“初料层”附着在成型网27上,在网笼 10 随毛毯运转时,“初料层”通过伏辊 6 的压力进一步排出一部分水,并在空气压差的作用下连续地吸附到毛毯3上;此后网笼 10 继续旋转带动成型网 27 继续运动,经清洗管 22 清洗成型网后进入下一个循环,从而周而复始地形成连续的“初料层”。毛毯 3 上的料层经过真空箱 5 脱水,脱水后的料层缠绕到成型筒 1 上,达到一定的料坯厚度时从成型筒 1 上扯下,经下道工序生产出需要的产品,在生产过程中,料浆过滤后的水汇集到接水盘 16 内,再从排水口 21 排到地坑内。




第三节、长网法优点

长网法的优点从质量、产量、操控、产品品种、成本等方面阐述如下:

1.长网法工艺在生产环节采用一切可能的先进技术手段把人为因素影响降低到最小或无,实现单条生产线高产能、产品品质稳定、低成本,高自动化、可控的生产目标。

2.长网法工艺流程为从高位料浆箱到喷浆机喷浆口间属于料浆全充满封闭空间的动态微压输送,长网法工艺所带来的优势体现在以下几方面:

(1) .实现浆速监控功能,为浆速手动/自动跟踪网速和毛毯速度比例控制,提供反馈数据。

(2) .料浆沿着成型网的横幅全宽方向均匀、稳定的分布料浆,确保压力均布、速度均布、流量均匀、浓度均布以及纤维杂乱定向的可控性和均布性。

(3) .长网法按照工艺要求,提供和保持稳定的浆速和网速之间的比例关系。

(4) .设置可调量清水注入机构,所加清水流量无级可调,以确保料层厚度均匀。

3.长网法生产的产品表面质量稳定,体现在以下几方面:

(1) .制品表明光滑,进入喷浆机的料浆经过渣料分离设备或料浆再加工,料浆中无3×3×3 mm以上的渣滓,料坯形成初层的方法同抄取法,且较小的物料保留较多使得制品表面光滑平直。

(2) .长网法生产的产品厚度均匀性上超过抄取法和流浆法。

4.长网法生产的产品物理力学性能质量稳定,体现在以下几方面

(1) .其一为配方可使用价格较低的原材料,其二为纤维在料层中排列方式及是否可控,长网法在毛毯速度 30~ 100m/min 内,喷浆机喷浆口浆速自动跟踪网速和毛毯速度,毛毯、成型网可在 30m/min 至 100m/min之间任一速度内运行,纤维在料层中呈杂乱可控排列分布且料层厚薄均匀。

(2) .长网法工艺生产的板材物理性能指标容易保证,每一个初料层可以实现不同的配方的材料

(3) .长网法生产的板材容重和用途容易调整;如生产不同密度不同用途的轻质板材和外墙板,能提高产品档次,如市场需要的轻质(密度在0.95以下)的高强板材,用于隔音、防火、吊顶和外墙用的无石棉纤维增强水泥板和硅酸钙板(密度在1.5以上)的高强板材。

(4) .长网法可以有针对性的对同一张板材在不同的区域使用不同的材料调整其强度密度。

5.长网法单机产能优势大,体现在以下几方面:

(1) .长网法的毛毯实际运行速度可达100米/分钟。

(2) .经实验喷浆浓度可达25%而不影响纤维分散,喷浆工艺浓度范围: 6~ 30%,浆的传送全过程采用强制密闭的方法,不和大气压接触,因此不产生二次絮聚和离析现象,而抄取法和流浆法浓度在10%左右,因料浆处于静压状态,易产生沉淀和料浆中的水料分离现象。

(3) .长网法料层幅宽至少是硅酸钙板和纤维水泥板宽度1220mm的三倍,单位时间内使用的原材料是抄取法和流浆法的数倍。

(4) .料坯厚度与成形网滤浆机的安装台数有关,一般安装台数为1~ 5台,单位时间内的成坯料层厚度是抄取法和流浆法的数倍。

(5) .长网法可对料浆采用真空滤水方式,毛毯负载大幅下降,自动控制为行业内最高,主机产量不受人为因素影响。

6.长网法操作易控,体现在以下几方面:

(1) .喷浆法工艺参数在线数字显示和自动/手动控制。

(2) .关掉流量调节阀,喷浆口瞬间将无料浆喷出。

(3) .生产表面彩板体现在多级串联的长网法单元。

(4) .长网法工艺对操作工人的技术素质和责任能力要比抄取法和流浆法低,操作上手很快。

(5) .长网法无需具有特别经验型的师傅控制产量和质量。

7.长网法有效降低配方成本,体现在以下几方面:

(1) .原材料的选择范围很宽,能使用价格相对低的原材料;长网法工艺实现纤维(各种有机和无机纤维)基材(水泥、硅质和钙质材料)增强制品的大规模化生产,使单机产能大幅度提升、成本有效下降、操控直观线性强。

(2) .回水浓度特低,物料损失小;回水浓度比流浆法的0.6%还要低,达到了0.3%,大大低于抄取法的1.5%。

(3) .无棉硅酸钙板的单机高产能生产。

(4) .单位产品内的电耗和工资等成本低于抄取法和流浆法,单机产能大各项成本摊销相对大幅度下降。

(5) .长网法工艺适应国产毛毯和各种原材料等。

(6) .专用真空脱水机脱水时,成型网能有效的阻隔微小原材料的脱离,较难被真空抽走行成回水,增加利用率。

第三节、长网法缺点

长网法缺点,喷浆法和园网抄取法、流浆法相比,要重新认识改变固有的技术观点。

说明:详细技术请参阅《硅酸钙板长网法》

第二章、长网法生产局部增强型硅钙板工艺简介

第一节、长网法生产局部增强型硅钙板工艺及流程概述

长网法是对抄取法和流浆法的颠覆性的新工艺,建立起一种全新的工艺原理模型,完全不同于使用了60年的园网抄取法和30年的流浆法,它集成了两种工艺的全部优点,剔除其全部的缺点,对原材料的使用范围非常宽,涵盖了所有的硅酸钙板、纤维水泥板的品种,还能生产一些特殊产品。

在不同的断面使用不同的材料,使用不同的工艺参数制造板坯,达到结构型板材的制板目的。

第二节、局部增强型硅钙板的用途及特点

1、在板坯的垂直断面上制成不同材质不同密度的板层组合成一块完整的板坯,适应不同的使用环境及不同的受力要求。如下图

 2、在板坯的水平断面上制成不同材质不同密度的板块组合成一块完整的板坯,适应不同的使用环境及不同的受力要求。如下图

3、以上两条只是为了说明方式及可行性,其实还有多种组合方式可供选取,做厚板时还可为降低成本在特定层加入填充料。

注:上图的彩色块只是为了说明而提供的,其实不是界线分明的分层或者分块。

第三节、工艺流程简图如下:

图二为料坯中不同材料结构生产工艺流程简图:

以下对图二工艺流程简述:

第四节、清回水罐及原料堆场

1 设置清回水罐及其输送通道。

2 特殊原料和常规原料分设堆场。

第五节、特殊料浆和常规料浆制浆设备

1 设置独立的特殊料浆制浆设备。

2 设置独立的常规料浆制浆设备。

第六节、局部增强型硅钙板的料浆分控

以三成形网长网法制板机为例,如下图:

1、配置两种容量的泵式储浆池及料浆处理或再加工设备,一种用来储存特殊原料料浆,另一种用来储存常规原料料浆。

2、特殊料浆和常规料浆的设备配置:分别设置1台特殊料浆和1台常规料浆高位料浆箱;三台喷浆机可以同时喷出特殊料浆,也可以同时喷出常规料浆;也可以单台喷出特殊料浆,根据产品性能要求,灵活编组,编组方式不再详述。

3、料坯中不同部位、不同料层可以实现不同的配方生产。

第七节、局部增强型硅钙板生产工艺

1、长网法采用成型筒卷坯圈数进行坯料坯中不同材料结构的生产

长网法采用成型筒卷坯圈数检测料坯厚度成为现实,因为长网法的喷浆浓度就是制浆浓度,中途不在另加兑浆清水,所以在浆速或喷浆流量一定时料层厚度均匀,那么成型筒扯下的料坯厚度也会均匀;因此长网喷浆法工艺以成型筒记圈数为主、料坯厚度测量为辅的生产方式可以达到生产要求。

2、图三中A点和B点或C点无论毛毯速度多大和料层厚度多大,A点和B点或C点的距离不变,那么A和B或C点两点的距离为定长,因此在同张料坯内含不同材料时,根据成型筒的圈数进行自动控制特殊料浆喷出和关闭;同样也可以实现局部部位采用特殊原料;具体不再祥述,专业生产技术人员很容易明白。

3、因为设备加工误差等原因,料层在横幅内的厚度均匀性可能存有误差,因此喷浆机内采用复式布浆并在混合室内进行扩散和混合,每根供浆管分别可加清水,水流量无级可调,以确保各断面料层厚度均匀。

第三章、长网法制板机的特殊用途及功能

第一节、长网法生产线的特殊用途

三成形网长网法制板机可以生产特殊部位增强的硅酸钙板、纤维水泥板,还可以生产超大幅面的板材,产品品种调整容易。

以下为生产线三个基本型号类型,特殊部位增强的硅酸钙板的生产产量和普通板一致:

1. 局部增强型硅酸钙板有棉/无棉硅酸钙板生产线类型:年产500万平方米,规格:2440×1220×6mm。

2. 局部增强型硅酸钙板有棉/无棉硅酸钙板生产线类型:年产800万平方米,规格:2440×1220×6mm。

3. 超大幅面增强型硅酸钙板有棉/无棉硅酸钙板生产线类型:年产500万平方米,规格根据客户需求调整幅宽和成型筒直径和长度。

第二节、长网法生产线的功能之一

本资料只介绍长网法生产局部增强型硅钙板,之二资料在其它方面介绍。

长网法生产时,容易实现特殊部位或整张板进行特殊材料处理,可以大幅提高产品以下性能。

1、更优良的防火性能、防水性能、强度和韧性、尺寸稳定性、隔热隔音性能、使用寿命。

  2、更好的螺钉拔出力。

3、易实现国标中的各项指标要求。

说明:具体不再介绍,专业技术人员很容易明白,如有疑问一定回复。

第四章:长网喷浆法核心技术设备试验,本试验同样适应局部增强型硅酸钙板的生产。

第一节:试验设备

1、试验用制浆机:一台,电机功率7.5kw 2、料浆加压机:一台,电机功率2.2~7.5kw 3、成形网真空滤浆机一台,由电机(0.75kw)通过皮带传动直接拖动真空滤浆机的圆网笼,包含高压离心通风机一台,电机功率3kw 4、控制柜一台,包含PLC:FX2N-48MT /FX2N-4AD/ FX2N-4DA等,触摸屏DOP-B05S100一台,变频器FR-A740-15K-CHT二台,分别驱动真空滤浆机、料浆加压机

5、试验设备,布置图如下:

第二节   清水试验

1、试验结果非常成功

序号

试验项目

试验要求

试验结果

1

喷浆口水流量

流量均匀

达到要求

2

横断面着网点

网点一致

达到要求

3

喷浆口水流量和流量调节阀的线性关系

喷浆口水流量和流量调节阀的增减线性关系

达到要求

4

喷浆口水流量和流量调节阀的线性关系

喷浆口水流量和加压机转速的线性增减关系

达到要求

5

喷浆口水速和成形网之间关系

水速自动跟踪网速

达到要求,网速50~100m/min

2、试验存在问题及改进

试验非常成功,达到设计要求但喷浆口上下唇板表面粗糙度偏低,如果达到 ,效果会更好;或者采用不锈钢板等。

3、喷浆口出水照片

4、试验设备运行时间

试验设备运行时间4小时。在试验运行时间内,没有动用任何工具拆卸设备和检查设备等。

5、试验最终结果

试验设备运行正常,无任何故障;工艺试验达到要求。

第三节:料浆浓度为10%试验

1、配方比例

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

2、料浆浓度

按照料浆浓度为10%时的水泥、石英粉、石灰、纸浆加入量进行试验。

3、料浆浓度为10%时的试验项目

序号

试验项目

试验要求

试验结果

1

喷浆口浆流量

横断面流量均匀

达到要求

2

喷浆口水流量和流量调节阀的线性关系

喷浆口水流量和流量调节阀的增减线性关系

达到要求

3

喷浆口水流量和流量调节阀的线性关系

喷浆口水流量和加压机转速的线性增减关系

达到要求

4、喷浆浓度为10%时喷浆口试验照片

5、试验设备各管道、喷浆口堵塞试验

为解决喷浆口的堵塞问题,长网法制板线中,连续式送浆机内设置金属物沉淀浆槽,因此料浆中的金属物无论如何是不能到喷浆机内的。

硅酸钙板生产过程中,因生产线上有磨浆机进行料浆加工,所以一般不存在体积超过4mm×4mm×4mm的渣渣。

因此在试验过程中,从料浆加压机进口有意放入一些渣渣,如木块、故意打结的玻纤团,体积为8mm×8mm×8mm,并对数量进行记录;所有的渣渣都从喷浆口出来,喷浆口无堵塞现象发生。但是在实际生产过程中,以防万一,一旦料浆中的渣渣超大而不能从喷浆口出来,为此喷浆机设置自动翻转机构,渣渣照样从喷浆口出来,从而不中断生产。

浓度为10%试验时,设备运行时间4小时。在试验运行时间内,没有动用任何工具拆卸设备等。

6、试验最终结果

试验设备运行正常,无任何故障;工艺试验达到要求,从料浆进入加压开始的所有设备,无任何堵塞现象发生。

第四节:料浆浓度为20%试验,而且玻纤含量是正常配方的三倍

1、配方比

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

2、料浆浓度

按照料浆浓度为10%时的水泥、石英粉、石灰、纸浆加入量进行试验。

3、料浆浓度为20%时的试验项目


序号

试验项目

试验要求

试验结果

1

喷浆口浆流量及均匀度

横断面流量均匀

达到要求

2

喷浆流量和流量调节阀的线性关系

喷浆口水流量和流量调节阀的增减线性关系

达到要求

3

加压与流量和流量调节阀的线性关系

喷浆口水流量和加压机转速的线性增减关系

达到要求

4、喷浆浓度为20%时喷浆口试验照片

5、试验设备各管道、喷浆口堵塞试验

为解决喷浆口的堵塞问题,长网法制板线中,连续式送浆机内设置金属物沉淀浆槽,因此料浆中的金属物无论如何是不能到喷浆机内的。

在硅钙板生产过程中,因生产线上有磨浆机进行料浆加工,所以一般不存在体积超过4mm×4mm×4mm的渣渣;而在石棉瓦生产过程中,因无磨浆机,但是为长网喷浆法专门设计了一台料浆筛,除渣效果为最大允许2mm×2mm×2mm的渣渣通过(指的异物)。

因此在试验过程中,从料浆加压机进口有意放入一些渣渣,如木块、故意打结的玻纤团,体积为8mm×8mm×8mm,并对数量进行记录;所有的渣渣都从喷浆口出来,喷浆口无堵塞现象发生。但是在实际生产过程中,以防万一,一旦料浆中的渣渣超大而不能从喷浆口出来,为此喷浆机设置自动翻转机构,渣渣照样从喷浆口出来,从而不中断生产。

浓度为20%试验时,设备运行时间:4小时。在试验运行时间内,没有动用任何工具拆卸设备等。

[说明]以上试验二和试验三是喷浆机在脱开成型网滤浆机的试验,为避免料浆浓度不稳定从而脱开,因为成型网需要水洗掉上边的料层。

第四节:料浆浓度为20%时料层成型各项试验总结

1、料层成型试验项目

序号

试验项目

试验要求

试验结果

1

料浆横断面着网点平行度

横断面着网点一致

达到要求

2

小料层成型速度

快速成型

达到要求

3

成型网不同速下料层中的纤维排列

二维混乱排列

达到要求

4

小料层厚度均匀度

可控

达到要求

5

浆速跟踪网速方式,网速50~100m/min

自动/手段按照比例跟踪

达到要求

2、料浆浓度

料浆浓度为20%时,除玻纤长度不能超过40mm外,其它各项试验都达到要求。

3、工艺理论

验证了长网喷浆法工艺理论正确无误,各项指标全部达到设计要求,一台喷浆机的产量相当于网笼直径为Ф1000mm四网箱的产量,可为硅酸钙板和硅酸钙板自动化大规模生产提供技术和设备。

第五章:长网喷浆法研发总结

长网法工艺是在长期实践经验和理论知识丰富积累的基础上,加之目前的抄取法和流浆法存在的诸多问题,单靠管理、操作和经验已经无法解决,唯一的途径只有从工艺上来彻底解决,因此长网法工艺在此情况下诞生。

长网喷浆法工艺生产模型的建立必须符合以下国情:国产毛毯,石棉纤维在五级棉或以下,或者不用石棉纤维,回水浓度很低,操作人员文化素质为初中并工作责任心一般等等,为此喷浆法工艺是最适合中国国情的一种高产能、高产品品质、高稳定性、高自动化、对操作人员文化素质要求不高的生产工艺。

长网法工艺从清回水罐到回料机间的所有设备:制浆系统设备、喷浆法制板机及配套设备、皮带输送系统、堆垛或成型系统自成一高可靠性、高质量、高产量、易操作的系统,充分体现出它的第三代工艺各个方面的优势。

长网法工艺是对圆网抄取法和流浆法工艺颠覆性的创新和突破,属行业领军技术;无论改造或新建生产线可大幅度降低投资,大幅度下降生产成本、大幅度减少用工量、大幅度提高产品品质、可大幅度提高企业的利润率为生产型企业在市场竞争中提供有利条件。

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