《关于加快和推进我国菱镁产业健康稳定和可持续发展的指导意见》课题研究报告3

《关于加快和推进我国菱镁产业健康稳定和可持续发展的指导意见》课题研究报告

第四篇  我国菱镁制品生产装备现状及发展方向

【摘　要】本篇就菱镁防火板(装饰板)、墙体材料等主要产品的生产装备情况、工艺水平、存在的问题及发展方向等进行了介绍和分析。目前我国菱镁产品生产装备的机械化、自动化水平尚待进一步提高。
【关键词】生产装备现状存在问题发展方向

　　生产装备是为工艺服务的载体，是任何一个行业产业化发展的重要组成部分。目前在我国菱镁产品生产过程中，实现机械化、自动化程度较好，比较成熟的主要是防火板、墙体材料、框架结构包装箱等适宜使用机械生产的产品，另有一些产品则不适宜使用机械化生产，而是根据需要使用模具生产，例如工艺品、农用大棚架等。由于产量占菱镁产品比例较高，所以我们对防火板和墙体材料的生产装备重点进行了调研和分析，希望在
此基础上以点带面，分析和提出我国菱镁产业制品生产装备的发展方向。

　　章　菱镁防火板生产装备

　　防火板是菱镁建材的重要产品项目之一，在菱镁制品产量中所占比率达到40％左右，而且出口量也在日益增加，因此其设备现状在菱镁行业的整体装备水平当中具有一定的代表性，分析其目前的状况对反映行业整体装备水平是有帮助的。

　　一、防火板生产工艺流程简介

　　各企业在生产技术方面均略有不同，大致的生产流程如图4-1：

　　二、现有设备状况

　　菱镁防火板技术始于六十年代，其生产设备发展大致分为三个阶段：地膜生产、机械式手动生产、自动化流水线生产。我国目前的菱镁防火板设备基本处于机械式手动设备向自动化流水线的过渡中。
　　1．人工地膜生产
　　人工地膜生产技术大致操作步骤是，将模具放在平整的地面，然后人工将料浆在模板上抹平、晾干，脱模、切割后即可打包出售。但由于产量低、需要的操作工人多、成品质量和外观差，现在已经逐渐退出市场，故不做详细介绍。
　　2．机械式手动设备
　　这种设备适合中小型企业使用，设备投资大概在30～60万元左右，是现在行业内的主流设备，日产400～1000张，每个台班需要工人20～30人不等。但无法生产12mm以上厚度的板材，原因是它的托架为单层，很难铺码平整，因此产品也就很难做平整，一旦板材在养护时底模不平，成型后就再也不能平整了。幅面也不宜做的太大，一般不超过1220×2440mm。机械式手动设备主要工序由以下几个部分组成：
　　(1)叉车上料：由又车把各种原料送到生产平台上，等待装入搅拌机。
　　(2)搅拌机配料：搅拌机的类型主要分为翻斗式单轴柜式搅拌机、立式单轴搅拌机两种，多以水泥行业搅拌机代替，也有专门研发的专用搅拌机，效率相对更高些。
　　将融化好的氯化镁溶液注入到翻斗式单轴搅拌机内，再由人工加入轻烧氧化镁，进行打浆，然后翻倒入立式搅拌机内。由于立式搅拌机的料口限制，得由人工倒入木屑和珍珠岩等填充物。由于立式搅拌机的放料口在下面，很难漏料，所以先放入干料，待料浆搅拌好后由溜槽放在压辊根部。一般安装两组放料设备。
　　(3)产品成型：根据厂家及客户的不同要求会有不同的工艺步骤。其中大部分步骤，如涂脱模剂、湿板切割等大多均由人工来操作。
　　其操作过程是，先由人工把准备好的模板放在生产线上匀速前进，上脱模剂，然后铺玻纤布，由2人从溜槽把料浆放至大对辊的根部，同时另外一名工人也在不停连续铺布，这样生产线向前匀速滚动，两个大对辊定尺滚动，板材就成型了。再由2名工人在两块模板的结合处用壁纸刀将布割断。与此同时，接合板的人把托架放至生产线上，待湿板走到托架上时再由4～6人一起抬起托架放在一边进行码垛，然后将码好垛的湿板送去进行养护，待养护好后(一般需要6～12小时)，开始进行板模分离，把半成品的板材进行干养护，干燥后进行成品切割。
　　(4)四边切割锯：四边切割锯一般是由一条长的顺链条或钢丝绳纵向拉动轨道车，轨道两边安装固定锯片，由链条拉动板车向前行走，边走边锯顺边，当纵向据完后，停在原地不动，此时，横锯启动切割横边，锯完后再由纵向链条把板车拉出，由人工卸下成品板，装上毛坯板，如此重复工作。后把切完的板材由人工将粉尘清理干净打包出厂。
　　3．PLC控制自动化流水线
　　自动化流水线比较适合大中型企业使用，设备投资在100～300万元不等，产量高，8小时可产2000张以上，需要工人2～6人。
　　自动化流水线是由PLC控制，由于这种生产线是根据菱镁材料的工艺特点进行研发的，所以解决了很多机械式手动设备出现的一些因技术不过关所造成的问题。达到在各个环节上实现PLC控制。改变了只能生产薄板的缺陷，现在可以生产的板材厚度可以达到120mm。成品板材长度也从过去的1220×2440mm增加到1220×6000mm，并且在精度、平整度及成品率方面有了大幅度提高。
　　自动化流水线相比机械式手动设备，需要工人手工制作的地方很少，可以完成人工无法完成的动作，速度也更快，产量大、产品质量的稳定性高。
　　自动化流水线逐渐取代机械式手动设备已经成为发展趋势，一些新加入菱镁行业和或行业内的后起之秀已经开始使用此种流水线，原来生产线上要20～30人所完成的工作，现在只需2～6人就可以完成。
　　自动化流水线全程PLC控制，独立设备较少。其生产过程大致可以分为以下几个部分：
　　(1)上料部分：原料在料仓混合后自动计量、称重，经螺旋输送到料斗。此处需要1个工人把分别计量后的几种原料倒入料斗中，待料斗爬升至搅拌平台后进入下一个生产步骤搅拌。
　　(2)搅拌部分：自动化流水线采用的是根据轻烧氧化镁特性而研发的可自动清洗的双开门大叶片高效搅拌机。这是因为自动化流水线必须与菱镁专用搅拌机匹配，常用的水泥砂浆搅拌机搅拌不均匀容易产生生料，而且速度较慢，无法与流水线配合使用。
　　(3)成型部分：成型部分全部过程均由机械完成，无需人工操作，速度可根据生产需要与上料系统、搅拌系统配合调整。
　　成型部分的流程是，机器手将模板放在生产线上随线行走，行走过程中自动涂脱模剂。然后由机械自动铺玻纤布，放料系统将搅拌均匀的料倒至模板上，根据所需成品板厚度自动辊压成型后铺一层玻纤布，继续二次辊压，进入湿板切割。
　　(4)湿板切割部分：成型后的连续湿板在此步骤被切割成所需的成品板长度。湿板切割全程自动，精确度要求非常高，是保证成品率的一个重要步骤，彻底解决了过去产品坡边所造成废板的难题。
　　(5)入窑养护部分：由升降机自动完成入窑养护也是自动化设备重要的步骤之一。由组合养护架车循环将成品湿板装架后入窑，该部分对制造技术要求相当高。升降机将托板拍子组合在了一起，使其长期保持相当的精度，令板材初凝、定型在平面误差极小的环境中完成，这样更有利于生产厚板过程中使其板面保持平整。另外由于该部分采用自动装架，无需人工抬板，从而大大减少人为因素对板材造成的损坏。
　　(6)板模分离及码垛部分：成品板经过干燥成型后(一般需要6～12小时)，需要板、模分离，该部分也是自动完成。其流程是：成品板从养护架车被卸至生产线行走，期间设备将成品板与模具自动分开，由机器手将分离开的成品板与模板分别码垛，成品板移至下一步骤(切割)，模板经自动清洗后移至生产线起始位置留待下次生产使用。
　　(7)成品板切割部分：成品板切割是后一步，该部分由循环锯根据所设定尺寸自动切割，切割好的成品即可移至成品库房，等待出库。
　　机械式手动设备与自动化流水线设备简要对比表见4-1：

　　三、目前菱镁防火板机械装备存在的问题

　　如上所述，菱镁防火板的加工设备按照自动化程度可分为两种，一种是现在比较常见的机械式手动设备，另外一种是近些年出现的自动化流水线。由于过去一些年设备制造和设计技术水平比较落后，导致现在90％以上的产品都是出自机械式的手动设备。此种设备需要的操作工人很多，产品的规格范围小，设备生产成本较低，造价一般都在5万～10万之间，对菱镁原材料和工艺要求的适应性差，影响了产品的质量稳定性。
　　机械式手动设备主要是将其它行业(如水泥、木材人造板等)功能不同的几个设备组合摆放在一起，以达到产出成品板的目的。部分设备并没有针对菱镁材料的特性而专门研发。由于菱镁材料粘稠度高、比重轻、固化快等，与其它行业的材料存在材性上的不同，因此设备兼用性差，导致原料性能发挥不充分，无法取得佳效果，成品质量的稳定性自然也就无法保证。
　　近几年由于国内外市场对菱镁防火板需求量不断增加、生产成本不断提高等原因，机械式手动设备的产品已经无法满足企业发展的需要，自动化流水线开始逐渐被企业接受并进入市场。但由于处于初始阶段，也有一些经验不足的设备制造商，对菱镁材料的材性不了解或了解的很少，对工艺要求陌生，从而使不成熟的自动化设备进入了市场，造成了设备市场的混乱，致使消费者对设备的性能优劣无法甄别，有的甚至错误地认为自动化流水线技术不够成熟，还不适合投资，从而影响了自动化设备的正常应用和推广。

　　第二章　轻质墙体板生产装备及其它装备

　　菱镁轻质墙体板分为轻质隔墙板和外墙保温板，凭借其优秀的防火、质轻、隔音、保温等特性，受到了市场的欢迎，是代替粘土砖的新型墙体材料之一。

　　一、目前轻质墙体板生产方式主要有三种：

　　1．平式模具生产
　　这种生产方式是用一块平板，四周固定挡板，然后上脱模剂，把剪切好的玻纤布平铺在模具底部，铺料刮平，再用人工铺面布再刮平，待养护成型后打开挡板，取出板材，进行干养护即可。
　　此种生产无需其他设备，只需搅拌机及模具，生产需24～30人左右，日产量低仅200张左右。
　　2．平模传送带
　　此种生产方式与前者基本相同，不同之处是把模具放至传送带上进行传送运行，其他工作由人工来完成，此种生产方式需用20人，日产300张墙板，生产环境相对较好。
　　3．成组立模：
　　成组立模工艺与平模工艺、挤出工艺统称为墙板生产三大主要工艺。目前菱镁轻质隔墙板的生产多使用成组立模设备，而采用挤出工艺方式生产的企业还比较少。
　　成组立模工艺与其它工艺相比，具备以下特点：
　　(1)成型精度高。生产的墙板几何精度，尤其是表面平整度和厚度精度是其他工艺所无法比拟的。墙板安装后，直接批档即可，无需抹灰。墙板高精度带来的效益是节材节能，节约劳动力成本，综合效率高，综合成本低。
　　(2)材料适应广泛。立模的模腔成型方式，使其对成型墙板材料的使用范围非常宽泛，水泥、石膏、菱镁等材料均可使用，且对材料的流动度、塌落度并不敏感。工艺性好，便于质量控制和工业化生产；
　　(3)成型墙板结构具有多样性。由于墙板技术要求的不同，使用范围的不同，其结构构造形式差别较大：如外墙板、内墙板；匀质板、复合夹芯板；圆孔板、方孔板；承重板、非承重板等。其断面形式与建筑物结构主体的联接方式均不相同，而立模工艺则可方便的满足不同墙板的不同需求。
　　(4)结构紧凑，节约空间。成组立模的成型模腔由于采用了直立的集约式安装形式，所以单位面积的有效生产效率高，因此占地面积小，节省空间。与其它工艺相比，可节约车间使用面积。

　　二、大型自动化墙体板生产设备

　　现在的大型自动化墙体板生产设备，也是用平模的生产方式，是通过机器手把成垛的模具按顺序放至生产线上，再由自动设备进行涂脱模剂、铺布、上料、自动上轻质夹层板，再自动铺料浆刮平、铺布、再刮平。由机器手升降机进行码垛装车，入窑进行养护。自动入窑后，机器手拆垛上线、开模、码垛。把模具清理合模码垛，准备下一轮生产使用。
　　整条生产线完全由PLC控制，机器手自动完成，每分钟可生产轻质隔声墙体板4～6张，这种设备，产量大、用人少，节能效果很明显，产品的质量也有保证。

　　三、菱镁制品生产装备的发展方向与趋势

　　虽然现在一些菱镁制品设备的自动化技术已经较为成熟，但仍存在一些发展空间。无论是哪种产品，它的未来设备都应当是从原材料生产到进入制品厂、出产品，整个产业链中都应当是自动化、流水线式作业，整个生产流程中没有员工用体力工作，所有生产动作均有操作人家控制计算机完成。
　　整个生产环节注重的不仅仅是高速高效，还需要在生产环境方面有所控制，保证生产车间没有粉尘、废水排放等问题出现。