振動鋼絲鋪料法生產(chǎn)GRC 平板的研究

溫玉泉 諶 萌 趙令軍 席凱原

(1 成都新木通風(fēng)凈化有限公司，四川 成都 610513；2 江西建材廠，江西 南昌 330001；3 江西省機(jī)械工業(yè)設(shè)計研究院，江西 南昌 330046)

0 前言

鎂鋁硅酸鹽水泥(專利號：ZL02133685.7)發(fā)明后,應(yīng)用已成熟的單純輥壓設(shè)備只能用玻纖布生產(chǎn)FSC 板。玻纖布的價格比短切玻纖的價格貴。利潤最大化的法則（MR＝MC，即邊際收益等于邊際成本）的驅(qū)動，激發(fā)我們不得不研究和解決短切玻纖束三維均化在水泥基材中生產(chǎn)MAC／GRC 平板的問題。

要生產(chǎn)均化程度較高的GRC 平板，要增加一些限制措施，這樣設(shè)備的復(fù)雜程度就高，價格昂貴，且維修費(fèi)大。要實(shí)現(xiàn)GRC 平板生產(chǎn)線的大產(chǎn)能，民營企業(yè)一般是很難承受的。只有在單純的輥壓設(shè)備中采用振動鋼絲鋪料法才能達(dá)到這一目的。

本文介紹采用振動鋼絲松解短切玻纖束，并與水泥料漿均勻混合后，通過輥壓設(shè)備壓實(shí)生產(chǎn)GRC 平板的工藝方法。

1 振動松解原理

要把束狀短切玻纖松解、分離，只有在玻纖束受外界強(qiáng)迫力振動時，經(jīng)過多次存在著頻率差異和振幅差異的振動才能實(shí)現(xiàn)。

1.1 頻率差異

玻纖束接觸振動鋼絲時，受到周期性外界強(qiáng)迫力的作用，開始向基頻、倍頻的受迫振動過渡。玻纖束是由更小的玻纖束和單根玻纖單元聚集而成。由于玻纖束中各組成部分的固有頻率以及相互的內(nèi)摩擦力，阻礙著這種過渡，出現(xiàn)了阻尼振動。剛接觸振動鋼絲時，阻尼振動是暫態(tài)，受迫振動是穩(wěn)態(tài)。玻纖束中各組成部分對周期性的外界強(qiáng)迫力的響應(yīng)不是同步的。這種響應(yīng)的不同步拉開了振動的初相位，而玻纖束中各組成部分不同的固有頻率,使玻纖束中各組成部分出現(xiàn)了頻率差異。頻率差異的出現(xiàn)，削減了玻纖束中各組成部分的內(nèi)摩擦力，使玻纖束松動。

1.2 振幅差異

振幅差異首先是由于振動鋼絲的振幅變化，振動鋼絲是由外界周期性的撞擊產(chǎn)生的。二次撞擊之間還沒有來得及向受迫振動過渡，振幅就在衰減。振幅變化的振動鋼絲自然使玻纖束中各組成部分出現(xiàn)振幅差異，同樣由于玻纖束中各組成部分離振源的距離不同產(chǎn)生的響應(yīng)不同，玻纖束中各組成部分的間距就要加大，造成脫落。

1.3 多級振動

頻率差異削弱了玻纖束中各組成部分的內(nèi)摩擦力，振幅差異分離了玻纖束中各組成部分之間的距離。玻纖束從上向下掉落過程中，要經(jīng)過多次與振動鋼絲的碰撞。在二次碰撞之間，存在著一個外界強(qiáng)迫力的取消過程，正在振動的玻纖束出現(xiàn)的阻尼振動中最先響應(yīng)的是質(zhì)量小的單根玻纖。玻纖束經(jīng)過多次與振動鋼絲碰撞后，玻纖束也就完全松解并脫落分離開，最后出現(xiàn)的是散狀的單根玻纖。

圖1 經(jīng)向鋼絲和緯向鋼絲間距示意

圖2 圓筒送料器構(gòu)成示意

2 振動鋼絲送料裝置和輥壓設(shè)備

2.1 振動鋼絲送料裝置

振動鋼絲送料裝置由振動鋼絲箱、給料器、圓筒送料器和振動混合器四部分組成，這一裝置是振動鋼絲鋪料法生產(chǎn)線的核心技術(shù)。

2.1.1 振動鋼絲箱

振動鋼絲箱由箱體和空間二維正交分布的振動鋼絲構(gòu)成。經(jīng)向和緯向在垂直面投影的間距應(yīng)大于玻纖束的長度；經(jīng)向和緯向鋼絲的平行線間距應(yīng)小于玻纖束的長度，每一排平行的經(jīng)向和緯向的間距互相錯開（見圖1）。

2.1.2 給料器

給料器可采用圓盤加料機(jī)，圓盤加料機(jī)出料口由螺旋推進(jìn)器和變徑天圓地方管道連接，天圓地方的方形寬度與制板的板坯寬度相匹配。

2.1.3 圓筒送料器

圓筒送料器由箱體和一個轉(zhuǎn)動的圓筒構(gòu)成（見圖2）。當(dāng)玻纖均勻落在圓筒上后，料漿也落在圓筒上。轉(zhuǎn)速越快，玻纖和水泥料漿的均化程度越高；但轉(zhuǎn)速過高，則玻纖和水泥料漿由于離心力的作用很難附著在圓筒上，一般計算圓筒半徑R 和角速度采用如下公式?jīng)Q定：

對于股份制企業(yè)而言，股權(quán)激勵是可以實(shí)現(xiàn)股東及員工利益持恒，促使組織管理人員更加高效關(guān)注組織發(fā)展，有效的約束及激勵制度的安排，來提升自身的核心競爭力，這一點(diǎn)在眾多國內(nèi)外商業(yè)銀行中得到了良好的驗(yàn)證。而筆者通過對農(nóng)村商業(yè)銀行的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在吸引銀行領(lǐng)域中高端人才、激勵員工工作積極性、正視經(jīng)營者自身短視行為及完善相應(yīng)的治理機(jī)制等層面，農(nóng)村商業(yè)銀行均處于方案設(shè)計階段，在實(shí)踐中沒有具體的策略進(jìn)行執(zhí)行，難以發(fā)揮自身效果。

式中：m—薄料層的重量；

ω—圓筒角速度；

f—附著力；

g—重力加速度。

2.1.4 振動混合器

振動混合器由整體振動的箱體和存在橫向鋼絲連兩檔板作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的部件構(gòu)成（見圖3）。橫向鋼絲旋轉(zhuǎn)方向和圓筒送料器旋轉(zhuǎn)方向相同，這樣由于兩圓筒相近部分運(yùn)動方向正好相反，可使二維亂向分布在水泥中的玻纖與鋼絲碰撞變?yōu)槿S分布，同時也使玻纖更加深入料漿中提高均化程度。

2.2 輥壓設(shè)備

輥壓設(shè)備見圖4。

由圖可知：

函數(shù)是單調(diào)遞減，應(yīng)變是由應(yīng)力產(chǎn)生的，證明板坯是受壓。

對上式微分得：

假設(shè)板坯壓縮是在比例極限范圍內(nèi)進(jìn)行，設(shè)板坯的彈性模量為E，則

假設(shè)τ 是與運(yùn)行方向相反的切應(yīng)力，則有：

這一切應(yīng)力是由設(shè)備運(yùn)行速度V 并與運(yùn)行方向相反的速度增量產(chǎn)生的，速度增量為：

圖3 振動混合器構(gòu)成示意

圖4 輥壓設(shè)備構(gòu)成示意

所以要提高生產(chǎn)線的產(chǎn)能,須加大軋輥半徑,使軋輥與板坯的接觸面加大,還應(yīng)該采用多級輥壓。

3 工藝流程

工藝流程見圖5。

3.1 上料

上料由振動鋼絲送料裝置完成。

3.2 壓平

可由加有均布載荷的聚酯塑料薄膜壓平,薄膜固定在生產(chǎn)線上,這樣薄膜與板坯之間存在著滑動摩擦,從而使板坯表面平整。

3.3 輥壓

圖5 工藝流程

板坯進(jìn)入輥壓設(shè)備時,由于板坯中存在一定量的空氣,在大氣壓力下很容易附著在上軋輥上,這樣板坯表面必須附著一層薄膜隔離。如果采用鎂鋁硅酸鹽水泥生產(chǎn)GRC,由于板坯下面有塑料托板,則可在進(jìn)入軋輥前,面上覆蓋一層與板坯尺寸相同的聚酯塑料薄膜,并與板坯同時進(jìn)入軋輥;如果采用硫鋁酸鹽水泥,由于板坯下面是毛布,水份可在輥壓時從毛布下擠出,但板坯面層還得加一層循環(huán)使用的聚酯塑料薄膜。

3.4 劃斷

采用鎂鋁硅酸鹽水泥生產(chǎn)GRC 平板,在塑料托板之間劃斷,過最后一對控厚軋輥后移出生產(chǎn)線。采用硫鋁酸鹽水泥生產(chǎn)GRC 平板,板坯由毛布輸送到另一條輸送帶上劃斷,再由真空吸板機(jī)移出生產(chǎn)線。

3.5 養(yǎng)護(hù)

根據(jù)不同的水泥基材品種采用不用的養(yǎng)護(hù)方法,玻纖在存在氫氧根離子的水中耐高溫性能差,一般不采用蒸汽養(yǎng)護(hù)尤其是蒸壓養(yǎng)護(hù)。

3.6 修整

修整包括切邊、打磨等，所有的邊角余料粉碎后均可作為晶種重新利用。

4 設(shè)備優(yōu)勢

筆者采用φ406的鋼管設(shè)計制作過生產(chǎn)3000mm×1800mm的FSC 板軋輥，一對軋輥的費(fèi)用不足8 千元，可每小時輥壓120 張F(tuán)SC 板。按這樣計算，一條年產(chǎn)量300萬㎡以上的GRC 生產(chǎn)線，也只需要30萬元左右。若采用φ660 或更大管徑的鋼管制作軋輥，采用多臺振動鋼絲送料裝置和延長接板段與多臺真空吸板機(jī)，那產(chǎn)能就更大了。而高速切割噴射法設(shè)備要提高大的產(chǎn)能，不要說技術(shù)上很難滿足要求，就是設(shè)備的造價也不菲。

5 結(jié)語

我國一條GRC 生產(chǎn)線生產(chǎn)規(guī)模只有20萬㎡，德國300萬㎡，而日本甚至達(dá)到600萬㎡。我國只有在生產(chǎn)GRC 平板工藝上實(shí)現(xiàn)大的突破，才能使生產(chǎn)線的產(chǎn)量大幅度提高。