近幾年以來(lái),國(guó)家提出了要統(tǒng)籌建材生產(chǎn)節(jié)能與建筑節(jié)能,加快發(fā)展新型墻材,充分利用各種工業(yè)廢棄物,大力發(fā)展環(huán)保型的新型墻材產(chǎn)品,加快淘汰實(shí)心粘土磚(據(jù)統(tǒng)計(jì)全國(guó)每年生產(chǎn)黏土磚耗用黏土的資源達(dá)10多億立方米,約相當(dāng)于毀田50萬(wàn)畝),將逐步提高新型墻材的生產(chǎn)和應(yīng)用比例。
工業(yè)灰渣混凝土空心隔墻條板,是利用礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)而遺棄的尾礦,金屬物和非金屬物提取而產(chǎn)生的水渣、爐渣、磷渣、粉煤灰等固體廢料制造而成,具有輕質(zhì)、薄體、強(qiáng)度高、抗震、抗沖擊、吊掛力強(qiáng)、隔熱、隔音、防火、防水、易切割、可任意開(kāi)槽,無(wú)須批灰、干法作業(yè)、環(huán)保等其他墻體材料無(wú)法比擬的綜合優(yōu)勢(shì)。同時(shí),提高了建筑安裝速度,降低了建筑成本,增加了使用面積,將帶動(dòng)建筑業(yè)從落后的濕法施工向先進(jìn)的干法施工邁進(jìn)。
針對(duì)我國(guó)目前工業(yè)灰渣混凝土空心隔墻條板生產(chǎn)過(guò)程存在生產(chǎn)工藝落后,工藝裝備水平低的現(xiàn)象,公司提出并研制開(kāi)發(fā)工業(yè)灰渣混凝土空心隔墻條板自動(dòng)化生產(chǎn)線,自動(dòng)完成膠凝材料(普通硅酸鹽水泥)、集料(工業(yè)灰渣)及水等原料的配比、強(qiáng)制攪拌、擠壓成形、托板輸送及保濕養(yǎng)護(hù)等生產(chǎn)過(guò)程,提升新型墻材生產(chǎn)技術(shù)裝備水平。
圖1 空心隔墻條板外形
如圖1所示空心隔墻條板外形,板孔即能減重,同時(shí)水電管線可以直接置于板孔內(nèi),其自動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程包括:將爐渣、粉煤灰、水渣、尾礦(灰渣總摻量在40%以上)等按級(jí)配要求進(jìn)行配料并攪拌,隨后自動(dòng)送入進(jìn)行擠壓,擠壓成型后自動(dòng)輸送并進(jìn)行同步自動(dòng)切割,余料及不合格品返回重新擠壓,成品進(jìn)行自動(dòng)堆碼,并用小車將其送入初凝養(yǎng)護(hù)室完成充分水化反應(yīng)及干燥,干燥后的墻板再由小車送到托板與墻板分離處進(jìn)行托板與墻板的分離,分離后的托板經(jīng)清洗后送入擠壓工序和進(jìn)行疊碼待用,分離后的墻板則進(jìn)行自動(dòng)成品疊碼,疊碼后經(jīng)打包送入庫(kù)房,從而完成整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。生產(chǎn)流程如圖2所示。
該生產(chǎn)線是在充分吸收國(guó)內(nèi)外墻材生產(chǎn)先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上研制的成套設(shè)備,國(guó)外此類生產(chǎn)線一般將輸送料倉(cāng)置于中間,主線和碼垛位于兩邊。通過(guò)A、B布局方案論證,本生產(chǎn)線將主生產(chǎn)線置于中間,輸送料倉(cāng)與碼垛位于兩邊,如圖3(b)所示,這樣可以減少了提板位移,降低了能耗。
圖2 生產(chǎn)流程圖
圖3 結(jié)構(gòu)布局
1)墻板物料級(jí)配。墻板物料由爐渣、水渣、粉煤灰、礦尾砂、建筑廢棄物、水和水泥等多種成份組成,其作用各不相同,它們之間的配比直接關(guān)系到墻板成形的各項(xiàng)性能指標(biāo)的穩(wěn)定性、可靠性和生產(chǎn)成本高低,研發(fā)中應(yīng)用經(jīng)長(zhǎng)期實(shí)踐總結(jié)的物料配比關(guān)系,進(jìn)行自動(dòng)計(jì)量配料、連續(xù)攪拌輸送,從而既保證了自動(dòng)化和連續(xù)化生產(chǎn)的需要,又使得產(chǎn)品具有單位面積重量輕,強(qiáng)度高,抗沖擊性好的品質(zhì)。
圖4 成型擠壓機(jī)構(gòu)圖
2)成型擠壓機(jī)構(gòu)
成型擠壓機(jī)構(gòu)也稱之為主機(jī),由進(jìn)料斗、過(guò)渡板、震動(dòng)板、調(diào)節(jié)腿、震動(dòng)裝置、邊模、攪刀、下壓輥機(jī)構(gòu)等組成。它是整條生產(chǎn)線的心臟,其利用螺旋向前輸送物料的功能,將配比好的物料不斷向前擠壓輸送,每一根螺旋棒都通過(guò)變頻調(diào)速控制其所需擠壓力度,再根據(jù)振搗原理利用滑板將物料夯實(shí),同時(shí)滑板既對(duì)成型條板產(chǎn)生適當(dāng)阻力,又使其有適當(dāng)?shù)幕瑒?dòng)速度,從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)不斷成形新墻板的過(guò)程。
圖5 螺旋擠壓振搗成型裝置
螺旋擠壓:墻板是靠攪刀螺旋旋轉(zhuǎn)將原料向前推進(jìn),同時(shí)再?gòu)淖笥液蜕舷率┘诱饎?dòng)力將原料擠壓振搗成型的。螺旋擠壓:6把攪刀從內(nèi)向外編號(hào),每把攪刀都由單獨(dú)頻率控制電機(jī)驅(qū)動(dòng),編號(hào)和旋轉(zhuǎn)方向如圖5所示,左右旋各3把,對(duì)稱分布有利于構(gòu)件力的平衡,以6孔墻板(圖1)的成型為例,攪刀承擔(dān)墻板對(duì)應(yīng)部位的供料任務(wù),邊孔外側(cè)有多余凸棱和凹棱部分,6把攪刀的轉(zhuǎn)速根據(jù)板面的疏密情況進(jìn)行調(diào)整,墻板斷面面積與其推料量的比例在理論上相同,根據(jù)斷面面積計(jì)算推料量大小確定其轉(zhuǎn)速。1號(hào)和6號(hào)攪刀由于處于邊模位置,要求推料多,所以速度高于2、3、4、5號(hào)攪刀。振搗成型:裝置中設(shè)計(jì)安裝了垂直振動(dòng)器和水平振動(dòng)器,螺旋輸送絞刀在轉(zhuǎn)動(dòng)擠壓原料的同時(shí),振動(dòng)器使原料均勻分散,使成形后的輕質(zhì)空心墻板內(nèi)部密度均勻,墻板在干燥定形后,內(nèi)部應(yīng)力分布均勻,避免了墻板因內(nèi)部應(yīng)力分布不均而出現(xiàn)變形、開(kāi)裂的情況發(fā)生。
3)輕質(zhì)空心墻板毛板分切裝置同步送板輥。單塊的輕質(zhì)空心墻板墊板從生產(chǎn)線的一端一塊緊挨一塊,擺放到生產(chǎn)線輸送架的輸送輥上,由后端的墊板推動(dòng)前方的墊板移動(dòng)。由于托著分切后的輕質(zhì)空心墻板的墊板在離開(kāi)切斷裝置時(shí),會(huì)在輸送輥上瞬間快速運(yùn)動(dòng),與其前端的墊板產(chǎn)生碰撞,導(dǎo)致空心墻板出現(xiàn)缺角、毛邊現(xiàn)象,影響產(chǎn)品質(zhì)量的問(wèn)題。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題將輕質(zhì)空心墻板線上毛板分切裝置下方的多個(gè)輸送輥用鏈條進(jìn)行連接,再將最前端的輸送輥與剎車盤用鏈條連接。通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪推動(dòng)剎車盤的轉(zhuǎn)動(dòng)臂,轉(zhuǎn)動(dòng)臂帶動(dòng)制動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)并在水平向移動(dòng),推動(dòng)剎車盤的制動(dòng)盤和聯(lián)動(dòng)盤貼合壓力,從而調(diào)節(jié)剎車盤的阻力。剎車盤的阻力通過(guò)制動(dòng)鏈輪傳到輸送輥上,在多根輸送輥鏈條連接后,它們同時(shí)受到剎車盤上傳來(lái)的阻力作用,這個(gè)阻力經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)后正好可以抵消墊板在分切裝置下短暫停止后受到的前沖張力,保證同步輸送墊板,提高產(chǎn)品質(zhì)量。
4)堆碼裝置。堆碼裝置能精確定位,將成型后的條板4~5張進(jìn)行自動(dòng)堆碼,以便進(jìn)入初凝養(yǎng)護(hù),能避免由于定位誤差,使剛成型好、強(qiáng)度尚差的條板損壞的情況發(fā)生。并設(shè)置在線檢測(cè),堆碼裝置將尺寸、強(qiáng)度、光潔度達(dá)不到規(guī)定要求的產(chǎn)品倒入廢料倉(cāng),重新送回料斗進(jìn)行擠壓,因而它是保證墻板質(zhì)量的關(guān)鍵。
5)鋼托板提取裝置,采用磁吸附取代真空吸附??紤]到工作環(huán)境中鋼托板上常留有顆粒性物品,會(huì)造成真空吸附效果不理想,確定采用磁吸附完成鋼托板的提取。通過(guò)全系統(tǒng)的控制,當(dāng)滿足吸附條件時(shí),系統(tǒng)發(fā)出吸附指令,運(yùn)用蝸輪蝸桿副來(lái)控制磁體的開(kāi)路或短路,從而控制磁場(chǎng)力的有無(wú),采用磁吸附方式避免了真空吸附存在的缺陷,它不受顆粒物品的影響,結(jié)構(gòu)緊湊,能耗小。
圖6 同步送板輥示意圖
6)進(jìn)行了系統(tǒng)集成,采用總線控制,自主研發(fā)了8路光耦中繼板,改變了使用普通繼電器作中繼板結(jié)構(gòu)龐大,且布線過(guò)多系統(tǒng)穩(wěn)定性降低的情況;PLC全自動(dòng)控制,通過(guò)生產(chǎn)線生產(chǎn)工藝研究,完成了控制系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā),使整個(gè)墻板生產(chǎn)過(guò)程按預(yù)定程序進(jìn)行,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)配料連續(xù)供給、螺旋擠壓輸送、滑板振搗成型、同步切割、精確定位自動(dòng)堆碼、廢板和余料回送、托板墻板分離、托板清洗及托板按需供給或托板堆碼的整條生產(chǎn)線成套設(shè)備的控制方案;采用上位機(jī)增強(qiáng)系統(tǒng)功能,使通訊、數(shù)據(jù)管理、監(jiān)控能在豐富的界面展現(xiàn),具有強(qiáng)大的人機(jī)交互功能。
工業(yè)灰渣混凝土空心隔墻條板自動(dòng)化生產(chǎn)線,首先完成物料級(jí)配、攪拌、成型,切割、堆碼、墻板在鋼模板的支撐下被送入養(yǎng)護(hù)棚,使墻板在溫度和濕度適宜的條件下自然凝固和脫水的過(guò)程,養(yǎng)護(hù)時(shí)間約12小時(shí),然后脫模、打包、自然養(yǎng)護(hù)27天后檢驗(yàn)出廠。整條生產(chǎn)線由58個(gè)部件和113個(gè)傳感器構(gòu)成,每個(gè)部件在操作臺(tái)、
圖7 生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)圖
【】【】操作箱和傳感器等的配合下井然有序地完成任務(wù)。
該工業(yè)灰渣混凝土空心隔墻條板自動(dòng)化生產(chǎn)線自動(dòng)完成物料級(jí)配、攪拌、成型、切割、堆碼、養(yǎng)護(hù)、脫模、打包等工藝生產(chǎn)過(guò)程,出板速度每分鐘2.4米,小時(shí)產(chǎn)量83.5平方米,單班年產(chǎn)量15萬(wàn)平方米,生產(chǎn)出的墻板各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合國(guó)標(biāo)要求,其中抗彎抗壓強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果為自重的5.7倍遠(yuǎn)大于1倍的國(guó)標(biāo)要求。該隔墻條板自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備的研制成功,一改傳統(tǒng)手工或半機(jī)械墻板生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)模式,真正實(shí)現(xiàn)了規(guī)?;a(chǎn)下的高效率生產(chǎn)格局。
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