氯氧镁水泥问世近130余年(1867年由法国人索瑞尔发明),由于该材料具有突出的防火(公安部A 160-2004标准定为不燃材料)和隔热保温、耐腐蚀性能以及优质的抗冲击、抗折和抗压强度,已为世人所接受。美、俄、德、英、日、奥地利等国家都建有以该材料为原料的防火刨花板、地板、通风管道和墙体材料生产企业,有报道该材料所形成的建筑制品与水泥制品相比,其耐磨性提高3倍,抗冲击性提高1~5倍,抗冻性提高2~4倍。
该材料的自身优势为:一是气硬性胶凝材料,生产制造过程无需烧结和蒸养,在生产和使用中具有节能功能,同时还具有代木、节木的作用与功能。二是材料组成中可加入40%以上的工业废渣和农业剩余物。三是原料价格低廉,该材料在生产过程中不排放废气,不排放废水,制品无挥发性甲醛和有机溶剂的毒害,制品可回收再生利用,是一种新型的绿色生态建材。
但是氯氧镁水泥的配制有严格和科学的要求,而且稳定氯氧镁水泥的相结构,决不是粗放型操作能解决的。否则材料会产生由于促凝剂———氯化镁的过剩和残余,而产生返卤、泛霜、变形,但这决不是氯氧镁水泥的本质,大量的研究和实践已证明,采取如下的措施,完全可以克服。一要明确氯氧镁水泥的相结构,采取科学动态的配制配比。二要稳定氯氧镁水泥的相结构,必须外加有效的稳定剂。三要有合理的工艺制度,特别是养护制度,切不能造成水化不完全或过早、过结晶现象。四要有合格稳定的原材料,特别要明确过烧氧化镁、欠烧氧化镁、活性氧化镁的含量与促凝剂的量化反应关系。五是产品结构要合理,氯氧镁水泥不是万能的,有自身的缺陷,要扬长避短。
氯氧镁水泥防火板(通称氧化镁防火板)的生产尽管时间不短,但还是年轻的行业,距规模化、机械化、自动化的产业化目标还有较大的差距,笔者认为还应强化如下工作。
原料储存与预均化
这个问题应该说整个行业都意识到了,但几乎都没有付诸实际行动,问题表现集中的是轻烧氧化镁原料的储存与预均化,其原因是轻烧氧化镁是由菱镁矿石M g C O3在750℃~850℃下煅烧而成,所采用的煅烧工艺几乎都是反射窑,为避免煅烧过程的漏料,其矿石大多为直径15c m ~25c m 的块体,烧成时间仅为2小时,难免不产生表面过烧而中间生烧,尤其在烧成后放料进入焖炉区时,无遮拦控制的放料以至于未经煅烧预热段的矿石也进入到焖炉区,这样生料就可能还要多些,如果不经分拣和磨料时的预均化,必然会造成轻烧M g O 粉由于矿石成分的波动、烧成的波动,导致活性M g O 含量、烧失量、细度的差异都较大,装袋后进入氧化镁防火板生产企业,如果不进行预均化处理是无法稳定生产的。
轻烧M g O 粉的预均化是在筒式料仓里进行的。筒式料仓最好由金属制成,也可采用防渗、防潮处理的混凝土料仓,轻烧粉可用空压泵或者斗式提升机输入罐内,进行2~3次的反复倒料,通过螺旋送料器和计量称将轻烧粉准确计量入搅拌机。料仓是准压力容器,选用时应考虑设置除尘器、音叉料位计、气动激振破拱器等设施。储备料仓对于防止轻烧粉因受潮而降低活性也起了关键性作用。对于其他原料也应在料仓里储备,这对于文明生产,减少粉尘作业都有重要的作用。
卤液池中的M g C l2、外加剂和水可通过机械搅拌或气激搅拌溶解各物质,然后通过离心泵和液体流量计对卤液计量,加入到搅拌机中。
关于搅拌混合
氧化镁防火板的反应组合物能否充分地搅拌均匀涉及到反应物的界面能否充分结合,不至造成局部反应过激。局部反应不完全,会造成板材强度不均的变形和返卤现象。目前不少企业沿用的就是砂浆搅拌机,这种单轴搅拌易形成涡流和死角,不能形成充分碰撞、冲击、翻涌、摩擦达到充分混合均匀的目的,建议采用双轴桨叶混合机,该机由卧式筒体内两根搅拌轴等速反向旋转,搅拌轴上特殊布置的桨叶确保物料径向、环向、轴向三向运动,形成复合循环,使混合的物料在极短的时间内达到均匀混合的效果。若混合物含有短纤维,为使纤维分布均匀还可在轴上加上飞刀进行辅助混合,搅拌机的容量可计算确定。
搅拌机设在成型机的上方工作台为好,一般设置两台,可以满足间歇式搅拌、连续式出料的要求,进入搅拌机的各物料都必须经过计量称计量加入,通过P C L 自动控制操作,做到规范化生产。
机械化操作
当今氧化镁防火板生产企业的生产工艺绝大部分为人工抬模板上成型台,人工除尘垢涂脱模剂,人工截坯及抬成型架,人工将板坯上架养护,整个程序无异于手工作坊。笔者认为规范生产的氧化镁防火板的成型应在辊台上进行。成型辊台生产线可分为模板处理辊台、成型辊台、板坯截割辊台、加速辊台和板坯入成型架辊台,然后叠板在养护车上进入养护房。
在模板处理辊台上应通过吸板机将模板自动装放在辊台上,此段辊台应设置滚式除尘垢清理器和滚涂脱模剂装置,经处理好的模板供成型用。
氧化镁防火板的成型是将坯料浇注在模板上,根据板材的用途不同,可裹覆两层或多层增强玻璃纤维布,然后辊压定厚成型。针对当前国内的成型机所出现的不足,笔者试做如下分析:
1.氧化镁板根据用途不一定会出现多层纤维布增强,而目前的成型机多是一台驱动电机通过齿轮进行联动,这种原理对于成型薄板的阻力不大的情况下尚可进行,对于成型阻力较大的厚板时,就会造成进模板、成型辅料与出板坯的速度不同步,造成模板与成型错叠及成型板坯的脱节现象,尽管可调节各成型辊的传动速比加以控制,这给生产带来了很大的不便,笔者认为均用调速电机驱动每一成型辊筒才是合理的。
2.现有的成型辅料多是人工将料浆对铺在成型辊筒的前沿,强行滚压成型,这样必然会造成板材的密实度不一致,导致板材变形。应该在成型机上设置下料斗,进行定量下料并在成型辊筒前设一匀平辊进行初步匀平控厚后再进入辊压成型。下料斗的出口是一对拨料辊,通过调节拨料辊的间距和转速达到定量下料的目的。
3.板坯的切割是氧化镁防火板成型的瓶颈之一,它不仅影响生产量而且影响质量,由于增强的玻纤布是连续缠裹,而模板是一块块撑托(长度一般是2600m m ),必须将其玻纤布割断,成型过程板并未硬化,玻纤布又有足够的抗拉强度,而且在连续的运行中,切割又不能伤及模板,这是有相当难度的。现行各企业是在成型线的两侧各站一人进行手工切割,这种方式既浪费人力又影响生产量,应该尽快改变。笔者建议采用在线连续数控切割,以达到规范生产的目的。
4.成型板的生产率与成型速度:成型机是氧化镁防火板的核心设备,正确地选用成型机是以生产率和成型速度来考核的,可通过计算确定。
5.氧化镁防火板的成型养护与整形成型完毕的板材在成型辊台的尾端进入养护支撑框架,由抓板机连同框架堆叠在养护车上,堆垛高度一般为10~15层,养护车的备用数,可以通过计算确定。
养护车通过过渡车装置,用液压顶推机将其送入养护房,养护房是隧道式,养护车连续推入,连续推出,实现连续养护,对于冬季生产,养护房有供热装置使温度维持在25℃~35℃,夏季生产养护房有排风降温装置,使其板材硬化放热温度不超过60℃,避免反应温度过高和反应过速会产生热膨胀应力及晶体生长应力,从而造成结晶结构网的破坏,致使板材产生裂纹和酥脆现象,因此氧化镁防火板的生产必须设有养护调湿设施,这样才能保证不受气候影响连续生产。
经过养护硬化的氧化镁防火板随同养护车出养护房再通过过渡装置进入卸板区,卸板区也是由卸板辊台组成,通过卸板机将成品板送入辊台进行纵横锯边整形,锯边机的效率可通过计算确定。
模板也通过卸板机将其送入成型辊台供成型用,成型撑托架继续叠垛在养护车上,通过重辊台传送提供给循环养护成型用。
纵横整形锯边后的氧化镁防火板通过液压升降机将板材承接成垛,由叉车叉送到二次静养护3~5天,然后通过打包机捆包。
这样整条氧化镁防火板生产线就形成了循环连续生产,生产线各工段均通过P L C 自动控制连锁,力求使氧化镁防火板的生产实现规范化。