CN104162933A - 一种利用再生资源制造高性能装饰板材的自动化生产线 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用再生资源制造高性能装饰板材的自动化生产线，其特征在于以再生回收骨料为主要原材料，还可以是碎玻璃、废弃陶瓷碎片、石材磨宵、边角料、矿山尾料、废弃混凝土渣、铸造砂、粉煤灰等废弃料，按设定的自动化流水线将初清粉碎的细粉原料制备成多种颜色的浇制材料，按照特定图案的配料方案，适当的色粉、助剂、纤维及水在此时会根据配方来添加进行综合搅拌，以一定几何位置把这些着色的材料以三维阵列的形式装入一储料器内，把这种按几何位量排列的带颜色的混合料用浇注、挤压或喷射方法转移入模子振实模子中的混合料并让它们凝固，从模子中取出浇制结构件，继之表面打光和密封。本发明的根本是利用废弃材料作为产品的基材，达到“城市矿产”资源化有效利用。

Description

一种利用再生资源制造高性能装饰板材的自动化生产线

技术领域：

本发明涉及一种制造人造建筑板材技术领域，特别是涉及一种利用再生资源制造高性能装饰板材的自动化生产线。

背景技术：

目前，人造石材的主料大多是利用石头和树脂，存在问题是成本太高，而且产品使用树脂，不环保；天然石材开采面临资源枯竭，开采困难，破坏环境。另一方面，城市建筑垃圾已构成危害，每年侵占大量的耕地，污染环境，形成永久性危害。

发明内容：

为解决上述问题，本发明提出了一种利用再生资源制造高性能装饰板材的自动化生产线。该技术以再生回收骨料为主要原材料，也可以为碎玻璃、废弃陶瓷碎片、石材磨宵、边角料、矿山尾料、废弃混凝土渣、铸造砂、粉煤灰。还可利用废弃的建筑垃圾、工业废渣，煤渣、煤岩石、炉渣、粉煤灰、建材非金属固体垃圾等废材料，其中再生回收骨料可占其总材料的比例最高可达75％。所述材料通过调整分子结构和物理元素含量，生成可任意调节的配方，把各种不同类型材料进行配制，使得能够用物理方法，在常温下将各种无机元素分子紧密结合在一起的免烧制砖技术。该技术可广泛应用于各大煤矿的三产、大型砖厂、小型砖厂、有固体废料排除的单位、有国家允许使用原料资源(如：河卵石、河沙、不破坏环境的废石料)的各类企业。

本发明的技术方案是：一种可连续生产的利用再生资源包括回收骨料，废弃混凝土，碎玻璃，陶瓷废片，石材磨宵或窑炉废渣等为主要原料，尽量避免渣土、沥青块、装修垃圾、塑料、生活垃圾等混入制造高性能装饰板材的自动化生产线，它包括初清机械、原料粉碎系统、传送系统、控制系统、搅拌系统、浇注系统、洗灌系统、抛光装置和振动装置。该设备能够显著提高石材线条的生产效率、降低生产成本、减少加工生产过程中的破损率，产品质量有极大保障这种质的提高，与现有技术世界上没有成功生产的石材线条连续生产线设备，本设备可以说填补了国内外空白。本发明除其独特的配方外，其严格的自动化生产流程是其产品成功的关键因素。混凝土与纤维加水后极易团聚在一起，本发明利用搅拌技巧、流变学及强聚合电解等技术，解决了团聚问题。在成型处理阶段，利用了控制混凝土的初凝时间，使多色的混凝土变为可控、可喷涂、可浇筑，让数控为可能。经细粉碎的原料与水泥以气动传送的方式，从原料储存区输送到立式的筒仓里。气动传送的方式，可以完全密封，对于现场操作人员的健康影响可以降低到最小。经配方调配，将适量的物料经传输带送到搅拌器。适当的色粉、助剂、纤维及水在此时会根据配方来添加进行综合搅拌。搅拌完全的泥浆经加压后进行浇筑。

浇筑完成的模具，将经由模具输送带，送到堆叠式的初始养护区做养护。这些动作都是经由机械手来运作，这套自动化的智能机械手装置将完整的记录各模具的养护时间、温度、湿度。每一个模具堆叠架是独立的，可以单独的控制温度和湿度。在不同的养护时间段，适当的养护温度和湿度的调整将有助于产品硬度的提升。这些独立的养护堆叠架让每一个产品的养护过程都独立的受到适当的温度、湿度调节，以增加其性能。

骨料配送舱为本发明自行设计的特殊装置。其作用为运送从中央依配方配置好的骨料到每条生产线的搅拌器中。配好的骨料从上方进料配送舱，配送舱挂在天车上，来回的穿梭在各生产线的搅拌器上。当抵达指定的搅拌器后，下方开口式阀门将被打开，进而将骨料注入搅拌器中而完成配送的工序。本套生产线使用行星式搅拌机来搅拌色粉、助剂。行星式搅拌机的优点为搅拌均匀、消泡效果佳、对纤维的伤害较小。

本发明自行研发设计的泥浆分流舱可以同时浇筑4种以上不同颜色的泥浆。利用对阀门及压力的控制来控制流量，可以产生多种不同的效果。

本发明的积极效果是：

该自动化设备能够显著提高石材线条的生产效率、降低生产成本节能环保、减少加工生产过程中的破损率，产品质量有极大保障这种质的提高，与现有技术世界上没有成功生产的石材链条连续生产线设备，本自动化设备可以说填补了国内外空白。

附图说明

图1生产示意流程图

图2自动化生产线

图3作用说明图

图4骨料配送舱

图5行星式搅拌机

图6行星式搅拌机的底部

具体的实施方式：

依照图1、图2、图3可看出

(1)回收骨料细粉碎处理

以再生回收骨料为主要原材料，其来源还可以为碎玻璃、废弃陶瓷碎片、石材磨宵、边角料、矿山尾料、废弃混凝土渣、铸造砂、粉煤灰等。根据不同的产品及要求，其再生回收骨料可占其总材料的比例最高可达75％。其他主要材料为白色及灰色硅酸盐水泥、色粉和化学助剂。因其复杂性，必须要有严格的控管，从而保障产品的品质。废料的回收，必须要有严格的分类筛选与清洗，才能确保品质。

主要工艺为：

进料->初筛分->清洗->风干->破碎->经分选筛分->一、二、三级破碎->多层筛分->按细度分级原料。

对于不同的产品，不同的原料，甚至不同的粉碎细度，都将影响配方的调配，所以在粉碎的过程中，本发明有严格的要求标准。在微细粉粉碎过程，本发明目前采用的是美国JET PULVERIZER本发明的气流粉碎机，而国内中国科学院物理研究所研发的高氏旋流磨(GX磨)，根据粉碎细度的不同，每小时产能最高能达300吨，能耗低，足可提供类似要求。粉碎作用力来自气流，物料在气流中相互碰撞、摩擦和剪切作用下被粉碎，因而只要是干硬的物料都适用，特别适用于非金属矿料，废砖瓦、玻璃、陶瓷碎料。即便是难磨的石英砂，高氏旋流磨也能胜任，只需要在磨腔内加强腔体的耐磨性能即可。气流粉碎机的一显著特点就是粉磨工艺过程皆在一个气流通道内完成，过程控制和操作简单，粉尘泄漏的控制容易，环保性好。

(2)生产流程

本发明除其独特的配方外，其严格的自动化生产流程是其产品成功的关键因素。混凝土与纤维加水后极易团聚在一起，本发明利用搅拌技巧、流变学及强聚合电解技术等技术，解决了团聚问题。在成型处理阶段，利用了控制混凝土的初凝时间，使染色的混凝土变为可控、可喷涂、可浇筑，让数字化地质变为可能。

经细粉碎的原料与水泥以气动传送的方式，从原料储存区输送到立式的筒仓里。气动传送的方式，可以完全密封，对于现场操作人员的健康影响可以降低到最小。经配方调配，将适量的物料经传输带送到搅拌器。适当的色粉、助剂、纤维及水在此时会根据配方来添加进行综合搅拌。搅拌完全的泥浆经加压后进行浇筑。

浇筑完成的模具，将经由模具输送带，送到堆叠式的初始养护区做养护。这些动作都是经由机械手来运作，这套自动化的智能机械手装置将完整的记录各模具的养护时间、温度、湿度。每一个模具堆叠架是独立的，可以单独的控制温度和湿度。在不同的养护时间段，适当的养护温度和湿度的调整将有助于产品硬度的提升。这些独立的养护堆叠架让每一个产品的养护过程都独立的受到适当的温度、湿度调节，以增加其性能。

湿法浇筑处理-本发明采用湿法浇筑成型法。湿法浇筑法其优点为维护容易，成型样式限制小，易掌控，无粉尘，对于操作人员比较不会对其健康有影响，对于机械的损耗较小。预拌法甚至可以增加约6％的强度，对于颜色的掌控及纹理都较容易。尤其像在飘逸纹理方面，湿法浇筑似乎是唯一的选择。

成型处理-本发明具有36国专利的多色浇筑成型法，基本上有喷浆法、倾倒法、以及挤压法三种。喷浆法多用在如仿花岗岩纹理的产品中，其利用控制各色浆不同的压力和流量，来产生各种点状式的纹理。倾倒法多用于单色和仿大理石的纹理中，其利用各色浆不同的流量、浓度来产生流态或块状式的纹理。挤压法则用在块状式的纹理或特殊模具的应用中。

密实处理-本发明独到的密实处理，对于产品的硬度，产生极为关键的作用。其混搭着消泡处理技术，将其密度达到最佳化，进而使其提升了产品的硬度。

养护处理-本发明以水泥基为粘合剂，如同其他的混凝土制品一样，需要一定的养护过程。与一般的混凝土不同的是，本发明精心设计的混凝土养护过程，在不同的时段，利用控制温度及湿度的变化，来加固其硬度，加湿养护温度最高约为54℃，产品的养护温度将随着养护时间而有所调整，加湿用水也是可循环利用的。其特别设计的模具，具有独立的控温养护功能。其堆叠的方式，大大的减少了空间的使用。利用自动化的控制，让每一块养护的产品都能准确、一致地达到均衡的养护效果，进而提升其品质及一致性。生产过程中有二次养护期，依据产品的不同，所需时间也有变异。脱模时间从数小时到最高24小时，后期养护时间约3-7天左右。本发明本着低碳生产诉求，在第二次养护期尽量采用室温养护方式，其养护方法可以修改为加温养护以缩短养护时间。不同的产品，甚至可以利用调整配方来缩短养护的时间。如果可能，电力的供应尽量采用可再生资源的电力资源如太阳能或风力发电。在养护堆放期间，因产品本身重量的关系，对地面会有相当大的承重压力，建议厂房生产线设在一楼。

循环水系统-本发明采用硅藻过滤循环密封式的用水系统，完全将水资源再利用，不排放工业废水。其系统前期有一污泥脱水过滤袋，将污水里的固体颗粒留在袋子内。污水接着进入硅藻过滤器，经过滤后，水便进入了清水池而重新使用。本发明析材不排出发挥性有机化合物(VOCs)。使用的密封剂也是低VOC的水溶性密封剂。

抛光处理-本发明的产品，硬度最高可达到莫氏硬度7度或更高，一般磨头将无法满足要求。本发明采用带有金刚石的磨头，最高硬度可负荷莫氏硬度10度的板材；最大抛光面积可抛2米×3米的大板材的抛光机来满足我们的需求。

依照图4可看出，骨料配送--骨料配送舱为本发明自行设计的特殊装置。其作用为运送从中央依配方配置好的骨料到每条生产线的搅拌器中。配好的骨料从上方进料配送舱，配送舱挂在天车上，来回的穿梭在各生产线的搅拌器上。当抵达指定的搅拌器后，下方开口式阀门将被打开，进而将骨料注入搅拌器中而完成配送的工序。

依照图5、图6可看出，行星式搅拌---行星式搅拌机来搅拌色粉、助剂。行星式搅拌机的优点为搅拌均匀、消泡效果佳、对纤维的伤害较小。

本发明自行研发设计的泥浆分流舱可以同时浇筑4种不同颜色的泥浆。利用对阀门及压力的控制来控制流量，可以产生多种不同的效果。

模具堆叠--模具及模具堆叠养护设备，模具脱模设备皆为本发明自行研发的装置。特制的模具里预留了蒸汽传送管道，将模具堆叠在模具堆叠养护架里，养护架在电脑的控制下，可以将蒸汽传送到个个在模具里做初级养护的产品。初级养护完成后，产品经脱模而被放入了二级立式养护架中，空模具被送入模具清洗区域做清理维护。

Claims (13)

1.一种利用再生资源制造高性能装饰板材的自动化生产线，包括洗灌设备、搅拌设备、压制成型设备，浇注设备、及履带式输送装置，其特征在于：在搅拌设备与压制成型设备之间还设置有压片装置，所述搅拌设备通过输送装置与压片装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种利用再生资源制造高性能装饰板材的自动化生产线，其特征在于：所述搅拌设备包括主搅拌设备和辅搅拌设备，辅搅拌设备与主搅拌设备依次从上至下分层设置或间隔并排设置，辅搅拌设备的出料口与所述主搅拌设备连通，辅搅拌设备至少包括一个辅搅拌机，所述辅搅拌机连接有物料输入口和黏结剂输入口，主搅拌设备为卧式搅拌机，卧式搅拌机连接有物料输入口和黏结剂输入口。

3.根据权利要求2所述的一种利用再生资源制造高性能装饰板材的自动化生产线，其特征在于：辅搅拌设备为两个辅搅拌机，所述两个辅搅拌机分别为卧式搅拌机或者分别为立式搅拌机或者一个为立式搅拌机另一个为卧式搅拌机。

4.根据权利要求2所述的一一种利用再生资源制造高性能装饰板材的自动化生产线，其特征在于：辅搅拌设备为三个辅搅拌机，所述三个辅搅拌机分别为卧式搅拌机或者分别为立式搅拌机或者至少一个或两个为卧式搅拌机，其它为立式搅拌机。

5.根据权利要求3或4所述的一种利用再生资源制造高性能装饰板材的自动化生产线，其特征在于：立式搅拌机包括固定架、安装在固定架下方的搅拌盘、连接搅拌盘下方的多个搅拌爪以及安装在搅拌爪下方的盛料盆，所述搅拌盘通过主轴固定在所述固定架上，在所述固定架上安装有用于带动主轴及搅拌盘旋转的主驱动电机，所述搅拌爪通过转轴固定在所述搅拌盘上，在所述搅拌盘上设置有带动转轴及搅拌爪转动的次驱动电机；所述揽拌爪包括搅拌架以及垂直安装在搅拌架上的四个搅拌筒，所述四个搅拌筒垂直所述盛料盆及搅拌盘，所述搅拌架通过转轴与所述次驱动电机连接。

6.根据权利要求2、3或4所述的一种利用再生资源制造高性能装饰板材的自动化生产线，其特征在于：所述卧式搅拌机包括箱体、间隔平行固定在箱体内的一对水平轴、间隔环绕在所述水平轴上的多根混料杆以及设置在每个混料杆端部的搅拌刀，所述箱体的外部分别安装有带动所述水平轴转动的驱动电机，所述水平轴的转速为2-20转/分钟，所述箱体的上部设置有进料口，所述箱体的下部设置有卸料口；在每个水平轴上设置有5-10个混料杆，所述混料杆垂直所述水平轴设置。

7.根据权利要求1所述的一种利用再生资源制造高性能装饰板材的自动化生产线，其特征在于：所述压片装置包括机架、传送带、设置在机架上的混合物料输入口，所述混合物料输入口下方、传送带上方对应设置有初级辊压装置，沿初级辊压的物料传送方向设置有辊压物料的次级辊压装置。

8.根据权利要求7所述的一种利用再生资源制造高性能装饰板材的自动化生产线，其特征在于：所述初级辊压装置包括固定于机架的主辊及并排间隔固定在主辊侧面的挤压板，次级辊压装置包括至少一个压辊，压辊位于传送带上方，所述主辊与挤压板之间的间距大于压辊与传送带之间的间距。

9.根据权利要求8所述的一种利用再生资源制造高性能装饰板材的自动化生产线，其特征在于：所述主辊与挤压板之间的距离为5-12cm。

10.根据权利要求7所述的一种利用再生资源制造高性能装饰板材的自动化生产线，其特征在于：所述初级辊压装置包括构成相对转动的第一主辊和第二主辊，第一主辊与第二主辊并排间隔固定在所述机架上，次级辊压装置包括至少一个压辊，所述压辊位于传送带上方，第一主辊与第二主辊之间的间距大于压辊与传送带之间的间距。

11.根据权利要求10所述的一种利用再生资源制造高性能装饰板材的自动化生产线备，其特征在于：所述第一主辊与所述第二主辊之间的距离为5-12cm。

12.根据权利要求8、9、10或11所述的一种人造石英石板材的生产设备，其特征在于：所述次级辊压装置包括两个压辊，所述两个压辊间隔设置在所述传送带上方，后一压辊与传送带之间的间距低于前一压辊与传送带之间的间距。

13.根据权利要求7-11任一权利要求所述的一种人造石英石板材的生产设备，其特征在于：所述传送带下部设置有用于支撑传送带的底板。