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石棉瓦彩瓦生产技术

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发表时间:2017-04-11 15:21作者:张林旭  赵子华

  随着大家对建筑装饰审美要求的提高,各种色彩石棉瓦的市场需求量越来越大,但是目前彩色瓦的生产方式有两种,第一种是成品瓦采用涂装深加工工艺生产。

  第二种是料层全断面上色,也就是生产料浆全部采用彩色料浆生产,到目前为止彩瓦还没有表面彩料层在制板机上生产的工艺,前两种彩瓦生产工艺成本都大大高于长网喷浆法生产彩瓦工艺

   研发人员经过多年研究和探索,开发出长网喷浆法生产彩瓦工艺及设备;彻底结束了抄取法、流浆法不能生产生产彩色瓦的历史,采用长网喷浆法可以生产各种表面彩色石棉瓦。



彩瓦生产技术

长网法生产彩色石棉瓦

目 录

前言                                                              

第一章 长网喷浆法工艺原理                                        

第一节 喷浆法工艺原理简述                                                  

第二节 基本原理                                                      

第三节 长网喷浆法优点                                                      

第四节 长网喷浆法缺点              

第二章、长网喷浆法彩色板生产工艺简介

第一节、长网喷浆法彩色板工艺和及流程概述

第二节、工艺流程简图如下:

第三节、素色清回水罐

第四节、彩色和素色制浆设备

第五节、彩色和素色料浆分控

第六节、制彩色料坯

第三章、三成形网长网法制板机的多用途功能

第四章:长网喷浆法核心技术设备试验,本试验同样适应彩色瓦的生产

第一节:试验设备

第二节  清水试验

第三节:料浆浓度为10%试验

第四节:料浆浓度为20%时料层成型各项试验总结

第五章:长网喷浆法研发总结

前  言

随着大家对建筑装饰审美要求的提高,各种色彩石棉瓦的市场需求量越来越大,但是目前彩色瓦的生产方式有两种,第一种是成品瓦采用涂装深加工工艺生产,第二种是料层全断面上色,也就是生产料浆全部采用彩色料浆生产,到目前为止彩瓦还没有表面彩料层在制板机上生产的工艺,前两种彩瓦生产工艺成本都大大高于长网喷浆法。

武汉建材工业设计研究院在八十年代曾用三网箱抄取法中试生产彩色中波瓦和彩色半波板;在试验过程中3#网箱料坯表面彩色层挂料完毕后,伏辊抬起,毛毯和网轮脱离开,此时网箱内的料浆水分很快排入地坑,造成连续生产仍有问题无法解决;因此到至今,彩色瓦仍然不能在抄取法制板机上生产表面彩色料层;流浆法工艺根本就无法生产表面彩色波瓦。

研发人员经过多年研究和探索,开发出长网喷浆法生产彩瓦工艺及设备;彻底结束了抄取法、流浆法不能生产彩色瓦的历史,采用长网喷浆法可以生产各种彩色石棉瓦。

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


第一章、长网喷浆法工艺原理

第一节、喷浆法工艺原理简述

喷浆法工艺: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组,根据产能的需要可多组串联使用。

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。

喷浆法的最大优点之一是动压供浆,如果切断喷浆机供浆,喷浆机将无料浆流出,可以实现抄取法和流浆法无法实现的多种生产功能,例如彩色瓦的生产。

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、长网喷浆法优点

第一条、物理力学性能指标易保证,物理力学性能指标取决于配方和纤维在料层中排列方式,在配方一定的情况下,长网喷浆法在毛毯速度 60~100m/min 内,纤维在料层中呈二维杂乱排列分布且料层厚薄均匀,并可实时调控纤维的排方向,即纤维在料层中的排列可控。

第二条、表面质量易保证,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3×3×3mm以上的渣滓,在料坯上料和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。

第三条、单机产能高,从以下三点方面来叙述

1.挂料面积方面,单成型网有效的挂料面积是四网箱抄取法(网轮直径φ1000mm)的3倍多,多级串联后是是四网箱抄取法(网轮直径φ1000mm)的9-10倍,是流浆法的3-5倍。

2. 产品产量还取决于以下四要素:料层宽度、料层厚度、料层成型方式、毛毯速度,长网喷浆法同时具备了这四种要素,经试验可知长网喷浆法料层幅宽可达 5600mm,料层幅宽至少可达三幅(三张石棉瓦板坯的宽度),料层厚度和《成形网滤浆机》的安装台数有关,一般安装台数为 3~ 5 台,毛毯速度最高可达100m/min。

3. 制板机产能大幅提高后,其它配套设备也大幅提高产能,如制浆、皮带输送、成型机、自动控制方面。

第四条、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%。

成型网的目数可达 100~ 160 目,在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。

第五条、易操作,各工艺参数在线数字显示和控制,每个工段的料浆都是由密闭的管道输送,可以大量运用现有的自动控制技术。

第六条、长网喷浆法生产的板材容重和用途容易调整,料坯中的料层可以采用不同的材料,而抄取法和流浆法很难做到。

第七条、毛毯高速运行,运行设备的自重轻及阻力小,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,纤维呈二维网状可控排列。

第八条、有效降低配方成本,料浆被强制喷于成型网上,原材料的选择范围很宽,能使用价格相对低的原材料,特别是四级以下的石棉生产。

第九条、喷浆机喷浆浓度范围宽,喷浆机喷浆浓度范围: 6~ 16%,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。

第十条、单位产品内的电耗和工资等成本低于抄取法和流浆法,单机产能较大各项成本摊销相对大幅度下降。

第四节、长网喷浆法缺点

长网喷浆法和园网抄取法、流浆法相比,要重新认识改变抄取法和流浆法已固化的技术观点。

说明:详细内容请参考《石棉瓦长网法——工艺及设备》

第二章、长网喷浆法彩色板生产工艺简介

本编核心提示:长网喷浆法工艺(专利号:ZL201220465650.X),是生产石棉瓦的第三代工艺;利用长网喷浆法独特的先进工艺特点,其制板机可以生产各种彩色料坯或素面料坯,彩色料层的厚度可根据需要进行调节,调节范围是0.5mm到料坯厚度,根据客户需求和成本需求进行灵活调控。

第一节、长网喷浆法彩色板工艺和及流程概述

长网喷浆法工艺属于创造性和颠覆性的新技术,完全不同于使用了60年的圆网抄取法和30年的流浆法,它集成了两种工艺的全部优点,剔除了全部的缺点,对原材料的使用范围非常宽,涵盖了所有的硅酸钙板、纤维水泥板及波瓦的品种,并在实现纤维(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上做出了重大的突破;使单机产能大幅度提升、成本有效下降、操控直观线性为大规模自动化生产奠定了基础。

第二节、工艺流程简图如下:

图二为彩色石棉瓦工艺流程简图:


以下对图二工艺流程简述:

第三节、清回水罐

1 设置清回水罐及其输送通道。

2 生产过程中的彩色料浆回水直接进彩色制浆机。

第四节、彩色和素色制浆设备

1 设置独立的彩色和素色制浆设备。

2 设置独立的彩色和素色送浆泵。

第五节、彩色和素色料浆分控

以三成形网长网法制板机为例,如下图:

1、设置两种容量的泵式储浆池及料浆处理或再加工设备,一种用来储存彩色料浆,另一种用来储存素色料浆。

2、彩浆和素浆的设备设置:分别设置1台素浆和1台彩浆高位料浆箱,三台喷浆机可以同时喷出素浆,也可以同时喷出彩浆;也可以单台喷出彩浆,根据产量要求,灵活编组。

3、彩浆从料浆加压机加入。

第六节、制彩色料坯

1、长网喷浆法采用成型筒卷坯圈数进行彩色料坯的生产

圆网抄取法和流浆法生产过程中途需要兑大量的清水,从而造成料层厚度误差较大,使得采用圈数检测料坯厚度误差较大。

长网喷浆法独特的生产工艺使得采用成型筒计圈数,可实现料坯厚度控制。

长网喷浆法采用成型筒卷坯圈数检测料坯厚度成为现实,因为长网喷浆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,因此在生产彩色料坯时,成型筒的第1~ 2圈为彩色料坯,当第2圈过后,自动关掉料浆加压机的彩色料浆阀;依次类推,一张接一张的彩色料坯从成型筒上扯下。

3、长网法制板机的彩色料浆回水通道和素色料浆回水通道时不同的,分别由两台泵送到彩色料浆打浆机和素浆回水罐。

4、因为设备加工误差原因,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、三成形网长网法制板机的多用途功能

三成形网长网法制板机可以生产彩色石棉瓦等,产品品种调整容易。

以下为生产线五个基本型号类型,彩色石棉瓦的生产产量和普通素板瓦的一致:

1、GS500ZS一型、日(22h)产0.5万张,规格:1800×745×6mm。

2、GS500ZS二型、日(22h)产0.9万张,规格:1800×745×6mm。

3、GS500ZS三型、日(22h)产1.35万张,规格:1800×745×6mm。

4、GS500ZS四型、日(22h)产2.0万张,规格:1800×745×6mm。

第四章:长网喷浆法核心技术设备试验,本试验同样适应彩色石棉瓦的生产

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2.2~7.5 kw

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

石棉:水泥∶石粉∶玻纤∶纸浆 = 1kg∶10kg∶4kg∶0.2kg∶0.2kg。

2、料浆浓度

按照料浆浓度为10%时的玻纤、纸浆、石棉、石粉、水泥加入量进行试验。

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。

在石棉瓦生产过程中,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;而在硅酸钙板生产过程中,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。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、配方比例

石棉:水泥∶石粉∶玻纤∶纸浆 = 1kg∶10kg∶4kg∶0.2kg∶0.2kg。

2、料浆浓度

按照料浆浓度为20%时的玻纤、纸浆、石棉、石粉、水泥加入量进行试验。

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

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。

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

横断面着网点一致

达到要求

2

料层成型速度

快速成型

达到要求

3

成型网各转速下料层中的纤维排列

二维混乱排列

达到要求

4

料层厚度均匀

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,可为石棉瓦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

石棉瓦多少年来一直采用园网抄取法和流浆法两种生产工艺,这两种生产工艺都存在车速低、挂料不均、回水浓度高、自动化程度低、人为因素影响产量和质量、主要依靠操作工人的经验保持生产的正常化,而且一直不能向单机大产能低成本方向发展,和国外同行差距较大等,更不能连续生产彩色石棉瓦;在这种状况下,长网喷浆法生产工艺、制板主机及配套技术应运而生,以实现纤维增强制品大规模化生产,实现规模经济。

长网喷浆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,因此喷浆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。

长网喷浆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。

长网喷浆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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