编者按:晏辉,建筑材料高级工程师,从事石材生产、技术管理27年,对石材加工工艺有丰富的经验。在《石材》等杂志发表论文300余篇,参加多项广东省地方标准和国家标准编制。
目录
概述
1、大板补胶设备、生产工艺
1.1立体真空补胶线
1.1.1立体真空补胶线类型
1.1.2立体真空补胶线烘干系统
1.1.3立体真空补胶线粗磨系统
1.1.4立体真空补胶线其它辅助设备
1.2单层补胶流水线
1.3双层补胶流水线
1.4台车补胶工艺
2、大板补胶胶粘剂介绍
2.1不饱和树脂胶
2.2环氧树脂胶
2.3云石胶
2.4防水背胶
3、大板背网工艺
3.1防水背胶背网工艺
3.2大板树脂胶背网工艺
4、洞石大板补洞加工工艺
4.1洞石大板补洞加工工艺
4.2水泥补洞加工工艺
4.3洞石补胶效果展示
5、大板补胶检验标准
5.1大板平整度
5.2大板补网、加固检验标准
5.3大板表面补胶标准
概述
无论是大理石、花岗石,还是人造石,大板被切出来后,因材料特性的使然板面多少存在一些缺陷,要对板面作补胶处理。石材板面的补胶处理是石材加工中一个非常重要的加工工艺,决定着石材产品的质量、决定着石材资源利用率的高低、石材生产企业经济效益的大小、甚至可以说决定着石材生产企业的兴亡。因此,石材补胶处理历来被大多数的石材生产企业所重视,把补胶这个工艺当成本企业加工工艺技术的一个重要环节来看待。有石材生产企业不惜投入巨资购买世界上最昂贵、技术最先进、自动化程度最高的立体真空补胶设备来补胶,其最终目的就是为了提高石材表面的补胶质量,提高补胶的生产效率,用先进的技术、最好的板面质量打造自己产品的核心竞争力。
石材表面补胶全自动立体真空补胶流水线补胶法,是目前全世界最先进、自动化程度最高的补胶技术。经过该补胶线补出的大板产品质量好,生产效率高。国内目前有环球石材集团、高时石材集团、福建水头、广东云浮的一些大型石材企业购进了全自动立体真空补胶流水线设备。
半自动补胶流水线补胶是以人工补胶为主,结合半自动化机械干燥、传送板材的一种补胶技术。补胶质量相对较差,生产效率相对较低,员工的生产劳动强度大,工作环境恶劣,尤其是树脂胶产生的有机废气盘旋在员工作业场所,对人体有一定的危害,这是一种相对落后的补胶技术。
人工台车补胶技术则是一种更为落后的补胶技术,适用于经济实力低的企业。人工补胶技术以其设备投资少,补胶方式灵活多变,补胶成本低很受石材企业的欢迎。当石材破损严重难以上补胶流水线时,人工台车补胶方法较为适合。
人工补胶技术适用于特殊产品的补胶,线条补胶、圆弧板补胶、石材挖补补胶,人工补胶此方法最合适。人工补胶法纯粹是用手工对石材补胶方法,是一种生产效率低的胶补工艺方法,但对于石材的局部胶补还是一种行之有效的方法。
目前,石材补胶设备有平面流水补胶设备、立体真空流水线补胶设备、立体真空混合流水线补胶设备。
1、大板补胶设备、生产工艺
1.1立体真空补胶线
石材表面的修补全自动立体真空补胶流水线补胶法,是目前全世界最先进、自动化程度最高的补胶技术。
经过该补胶线补出的产品质量好,生产效率高。国内目前有环球石材集团、高时石材集团等少数几家大型石材企业购进了由意大利生产的设备。由于该设备不管是国产设备、还是进口设备投资都是巨大的,在一定程度上影响到该设备的大量使用。但随着劳动力越来越紧张,这种设备还是会在石材行业普及的。
图1
图2
立体真空补胶设备构成:
大板存放装置、自动上板机、辊筒台、翻板机、吹干机或烘干机、自动喷胶机、除味装置、自动刮胶机、自动升降机、立体真空式烘烤箱、粗磨机、全自动连续抛光机、全自动卸板机、大板转运台车、控制系统。
大板存放装置:用于存放大板,多为槽钢制作而成的“L”型结构架。
自动上板机:可以沿轨道自动运行的装置,上面安装多个真空吸盘,用于吸附大板,抓取大板放置到辊台上。它既可以在水平方向做360?水平旋转,也可以在垂直方向做90?翻转,使大板从垂直状态为水平状态。
辊筒台:大板在上面可以移动运行的圆筒装置。
翻板机:将大板翻面的机械装置。
全自动卸板机:可以翻转90度,使板从水平状态翻转为垂直状态。它可以沿着补胶流水线方向自动运行,将板送到指定位置处。
图3
自动升降机:
图4
1.1.1立体真空补胶线类型
立体真空补胶线与各种打磨抛光设备共同组合可以洐生出更多类型的补胶生产线来。立体真空补胶线依据设备的不同组合、烘干炉的形式、是否补网划分成单层烘干炉烘干生产线;立式多层烘干炉的独立烘干生产线;水平单层和立式多层烘干炉的独立背网加固生产线;水平单层、立式多层烘干炉的背网加固、修补生产线;配备在两台磨抛机之间的水平单层烘干炉式修补生产线;配备在两台磨抛机之间的水平单层和立式多层烘干炉是修补生产线;配备在两台磨抛机之间的水平单层和立式多层烘干炉是修补生产线;配备在两台磨抛机之间的立式多层烘干炉式修补生产线。
1.1.1.1配备在两台磨抛机之间的水平单层烘干炉式修补生产线
这是国内大多数企业补胶流水线的主要生产形式。该流水线价格低、投资少、使用与维护成本低,维修技术程度要求低,对员工的技能要求也低,较适合资金少,没有实力的生产企业推广。但该流水线的最大缺点是线路长、补胶干燥时间长、生产效率、占用场地面积大。
生产线的基本构成:
大板存放装置:存放大板,一般可放置10~15件大板。
自行移动吸盘式自动翻板机:该设备能自动移动,无需人操作,自动升降,完成大板的取放。
翻板机上面平行布置4组7个吸盘构成的真空吸盘系统,将大板牢牢地吸附在吸盘上,防止大板的坠落。吸盘吸住大板后,沿导轨移动到吹风机进口处,然后在动力的推动下进入吹风机内。翻板机的工作过程图如下:
图4、图5为翻板机装置。图5为取板过程,图6为放板过程。
图5
图6
辊筒:传送大板的装置,在动力的作用下能转动,推动上面的物体向前运行。
冷风吹干机:将大板表面吹干的装置,一般由强力鼓风机、管道组成。管道在大板的正上方,距大板板面50mm。
自动铺网机:铺强力网的设备,能自动铺网并能自动切断网。
烘干炉:烘干大板的设备,以油、天然气或电力为能源产生热量。由于燃烧油产生烟尘污染环境,现在大多以天然气或电力作能源。图7为自然升降装置,将烘干的大板送入烘干箱内。
图7
翻板机:将大板翻180°面的设备。
全自动刮胶机:自动喷胶、刮胶设备,但设备还不是非常成熟,尚需借助人力完成一些细节工作。
自动卸板机:将已补好的大板自动卸下到大板存放架上的装置,设备上面装有一系列的真空吸盘。
图8为真空卸板装置。
图8
基本工艺流程:
上板→辊筒传送大板→吹风机干燥→链式传送机传送大板→人工铺网、刷胶→胶的干燥→自动翻板机翻板→大板人工补面胶→抽真空→烘干(自然晾干)→自动下板到大板存放架→摆渡车运走。
1.1.1.2立式多层烘干炉的独立烘干生产线
生产线设备基本构成:
大板存放装置:存放大板,一般可放置10~15件大板.
自行移动吸盘式自动翻板机:该设备能自动移动,无需人操作,自动升降,完成大板的取放。
辊筒:传送大板的装置,在动力的作用下能转动,推动上面的物体向前运行。
冷风吹干机:将大板表面吹干的装置,一般由强力鼓风机、管道组成。管道在大板的正上方,距大板板面50mm。
自动升降机:在电力的作用下,可自动升降的设备,将大板送到立体真空箱中。
图9大板升降机。
图9
多层立体式烘干炉:能够放置几十块大板同时烘干的设备。
自动卸板机:将已补好的大板自动卸下到大板存放架上的装置,设备上面装有一系列的真空吸盘。
基本工艺流程:
翻板机移动、吸盘升降→吸大板→返回到原位、翻板至水平→大板传送至辊筒→清洁、吹干→进入立体升降台→大板上升→干燥→大板下降→辊筒→自动卸板机→大板存放处→转运至生产线。
1.1.1.3水平单层和立式多层烘干炉的独立背网加固生产线。
生产线设备基本构成:
大板存放装置:存放大板,一般可放置10~15件大板,存放太多后,自动动翻板机的升降臂将够不着。
自行移动吸盘式自动翻板机:该设备能自动移动,无需人操作,自动升降,完成大板的取放。
辊筒:传送大板的装置,在动力的作用下能转动,推动上面的物体向前运行。
冷风吹干机:将大板表面吹干的装置,一般由强力鼓风机、管道组成。管道在大板的正上方,距大板板面50mm。
自动铺网机:纤维加固网自动铺设机,该机自动将纤维加固网铺设在大板表面,并根据板材长度,自动切断纤维加固网,实现纤维加固网的自动铺设。
自动刮胶、涂胶、喷胶机:目前大多数该生产线还是依赖于人工刮胶、刷胶、喷胶。但石材工艺技术的不断进步,自动刮胶、涂胶、喷胶已成了必然的趋势了。这也是石材大板加工技术的一次技术革命。
自动升降机:将大板升入多层立体式烘干炉中,烘干后又将大板下降到最底层的设备。
多层立体式烘干炉:具有多层烘干炉的装置,同时可以烘干多件大板。
自动卸板机:能将大板自动卸下的设备,类似于自动上板设备。
基本工艺流程:
翻板机移动、吸盘升降→吸大板→返回到原位、翻板至水平→大板传送至辊筒→清洁、吹干→大板铺网→刷胶、喷胶、涂胶→进入立体升降台→大板上升→干燥→大板下降→辊筒→自动卸板机→大板存放处→转运至生产线
从该生产线送出的板材,其背面的背网加固处理已经完成。如果磨抛线是直接连接在该生产线后面的,板材可沿辊台继续前进,直接进入后续生产线。如果磨抛线与该线是并列布置的,板材也可从本生产线的低层传送台,返回初始位置,进入水平并列布置的后续磨抛生产线,这时要求辊台必须具备板材升降功能。或者由存储台直接送入并列磨抛线的辊台上。
1.1.1.4水平单层、立式多层烘干炉的背网加固、修补生产线
该生产线补网部分与上面的基本相同,补网加固后,经翻板机翻面后,由人工或全自动刷胶设备对大板面进行补胶处理。
生产线设备基本构成:
大板存放装置:存放大板,一般可放置10~15件大板,存放太多后,自动动翻板机的升降臂将够不着。
自行移动吸盘式自行移动自动翻板机:该设备能自动移动,无需人操作,自动升降,完成大板的取放。
辊筒:传送大板的装置,在动力的作用下能转动,推动上面的物体向前运行。
冷风吹干机:通常是强力鼓风机。为使风力分散到整个宽度面上,可以在补胶线上沿宽度方向加设风管,使风力能够波及整个板面。冷风吹干机距离板面不要过高,以距板面100~200mm为宜。
自动铺网机:纤维加固网自动铺设机,该机自动将纤维加固网铺设在大板表面,并根据板材长度,自动切断纤维加固网,实现纤维加固网的自动铺设。
自动刮胶、涂胶、喷胶机:目前大多数该生产线还是依赖于人工刮胶、刷胶、喷胶。但石材技术的不断前进,自动刮胶、涂胶、喷胶已成了必然的趋势了。这也是石材大板加工技术的一次技术革命。
自动升降机:将大板升入多层立体式烘干炉中,烘干后又将大板下降到最底层的设备。
多层立体式烘干炉:具有多层烘干炉的装置,同时可以烘干多件大板。
翻板机:对已补网的大板翻面的装置,将补网面翻到底下便于补面胶。
涂胶机:这是石材大板补胶最先进的加工工艺,可以大大减轻人的劳动强度,改善员工的作业环境,提高生产效率。但全自动刷胶、涂胶机在补胶时有其局限性,并不能做到十分完美,还要靠人工进行补胶处理,以进一步提高板面的修补质量。
自动卸板机:能将大板自动卸下的设备,类似于自动上板设备。
基本工艺流程:
翻板机移动、吸盘升降→吸大板→返回到原位、翻板至水平→大板传送至辊筒→清洁、吹干→大板铺网→刷胶、喷胶、涂胶→进入立体升降台→大板上升→干燥→大板下降→辊筒→翻板机翻面→大板面补胶→多层立体式烘干炉烘干→辊筒传送板材辊筒自动卸板机→大板存放处→转运至生产线打磨抛光
1.1.1.5 配备在两全自动补胶、台磨抛机之间的水平单层烘干炉式修补生产线
这类补胶设备主要与石材打磨抛光设备组合起来,在补胶过程中或补胶后可以对待补胶的石材及补胶好的石材打磨抛光。
国内的流水线补胶线大多采用这种方式。该生产线只适合那些材料裂纹少,不需要补网加固的材料。该生产线在前后两端各安装两台磨抛机。前面的为粗磨机,后面的为多头全自动连续抛光机。其特点是适应性强,在同一条生产线上,即可对需要修补的板材同时完成粗磨、修补和抛光工序:也可单独作为连续磨抛生产线,对无需修补的板材直接进行粗磨和抛光加工。
该生产线基本构成:
大板存放装置:存放大板,一般可放置10~15件大板。
自行移动吸盘式自动翻板机:该设备能自动移动,无需人操作,自动升降,完成大板的取放。
辊筒:传送大板的装置,在动力的作用下能转动,推动上面的物体向前运行。
粗磨机:一台粗磨机,根据生产线产量要求,一般配备4~8个磨头。对鼓包需要修补、表面裂纹较多、鸡爪纹多的板、板面厚薄板、厚度超标板、弧形板、平整度差的板、表面渗胶加固的板材粗磨。其作用是对板材的待处理面粗磨、定厚。既可提高板材表面的平整度,减少打磨抛光时的时间,又可节省修补、加固用的胶液,同时提高了胶的渗透性,使胶深层次渗透,增加了胶在石材内部的渗透力,加固强度更高了。如果板材的表面不需要修补加固处理,也无上面提到石材缺陷,该机可以不开或只起粗磨机的作用。粗磨后的板材进入吹干机,进行吹干除尘处理。这种情况下,安装一台粗磨机是种浪费,有可能导致粗磨机闲置。因此,也有许多厂家将粗磨机另行与多头全自动连续打磨抛光安装在一起使用。
冷风吹干机:通常是强力鼓风机。为使风力分散到整个宽度面上,可以在补胶线上沿宽度方向加设风管,使风力能够波及整个板面。冷风吹干机距离板面不要过高,以距板面100~200mm为宜。
单层烘干炉:只有一层的烘干炉。
多头全自动连续打磨抛光机:磨抛机的磨头数量一般是12~16头,生产线总的磨头数量通常在16~26头,因此,该生产线的生产量比配备单台磨机的生产线要高许多,尤其是在磨抛无需修补加固的板材时,其优点更显著。
自动卸板机:能将大板自动卸下的设备,类似于自动上板设备。
基本工艺流程:
翻板机移动、吸盘升降→吸大板→返回到原位、翻板至水平→大板传送至辊筒→大板粗磨→清洁、吹干→单层补胶台补胶→辊筒→大板打磨抛光→自动卸板机→大板存放处→转运至生产线
配备在两台磨抛机之间的水平单层和立式多层烘干炉修补生产线
该生产线实际上是1.1.1.4与1.1.1.5两条生产线的组合生产线,充分利用这两条生产线的优点而优化的生产线。
该生产线的基本构成:
大板存放装置:存放大板,一般可放置10~15件大板,存放太多后,自动动翻板机的升降臂将够不着。
自行移动吸盘式自动翻板机:该设备能自动移动,无需人操作,自动升降,完成大板的取放。
辊筒:传送大板的装置,在动力的作用下能转动,推动上面的物体向前运行。
粗磨机:一台粗磨机,根据生产线产量要求,一般配备4~8个磨头。对胶疤需要修补、表面裂纹较多、鸡爪纹多的板、板面厚薄板、厚度超标板、弧形板、平整度差的板、表面渗胶加固的板材,其作用是对板材的待处理面粗磨加工,既可提高板材表面的平整度,减少打磨抛光时的时间,又可节省修补、加固用的胶液,同时提高了胶的渗透性,使胶深层次渗透,增加了胶在石材内部的渗透力,加固强度更高了。如果板材的表面不需要修补加固处理,也无上面提到石材缺陷,该机可以不开或只起粗磨机的作用。粗磨后的板材进入吹干机,进行吹干除尘处理。这种情况下,安装一台粗磨机是种浪费,有可能导致粗磨机闲置。因此,也有许多厂家将粗磨机另行与多头全自动连续打磨抛光安装在一起使用。
冷风吹干机:通常是强力鼓风机。为使风力分散到整个宽度面上,可以在补胶线上沿宽度方向加设风管,使风力能够波及整个板面。冷风吹干机距离板面不要过高,以距板面100~200mm为宜。
单层烘干炉:只有一层的烘干炉。
多头全自动连续打磨抛光机:磨抛机的磨头数量一般是12~16头,生产线总的磨头数量通常在16~26头,因此,该生产线的生产量比配备单台磨机的生产线要高许多,尤其是在磨抛无需修补加固的板材时,其优点更显著。
自动卸板机:将已加工好的大板自动从工作台上卸下的装置。
基本工艺流程:
翻板机移动、吸盘升降→吸大板→返回到原位、翻板至水平→大板传送至辊筒→清洁、吹干→大板铺网→刷胶、喷胶、涂胶→进入立体升降台→大板上升→干燥→大板下降→辊筒→翻板机翻面→大板面补胶→多层立体式烘干炉烘干→辊筒传送板材辊筒自动卸板机→大板存放处→转运至生产线打磨抛光
从该生产线送出的板材,其背面的背网加固处理已经完成。如果磨抛线是直接连接在该生产线后面的,板材可沿辊台继续前进,直接进入后续生产线。如果磨抛线与该线是并列布置的,板材也可从本生产线的底层传送台,返回初始位置,进入水平并列布置的后续磨抛生产线 ,这时要求辊台必须具备板材升降功能。或者由存储台直接送入并列磨抛线的辊台上。
1.1.1.6配备在两台磨抛机之间的立式多层烘干炉修补生产线
这是在1.1.1.5的生产线基础上改进更进一步的大板生产线,将1.1.1.5中原来的生产线中的水平单层补网线改成了多层的补网线,补网的生产效率由此更高,从而使整条生产线效率得到了大大的提高。
该生产线的设备基本构成:
大板存放装置:存放大板,一般可放置10~15件大板,存放太多后,自动翻板机的升降臂将够不着。
自行移动吸盘式自动翻板机:该设备能自动移动,无需人操作,自动升降,完成大板的取放。
辊筒:传送大板的装置,在动力的作用下能转动,推动上面的物体向前运行。
粗磨机:一台粗磨机,根据生产线产量要求,一般配备4~8个磨头。对鼓包需要修补、表面裂纹较多、鸡爪纹多的板、板面厚薄板、厚度超标板、弧形板、平整度差的板、表面渗胶加固的板材粗磨、定厚。其作用是对板材的待处理面粗磨加工,既可提高板材表面的平整度,减少打磨抛光时的时间,又可节省修补、加固用的胶液,同时提高了胶的渗透性,使胶深层次渗透,增加了胶在石材内部的渗透力,加固强度更高了。如果板材的表面不需要修补加固处理,也无上面提到石材缺陷,该机可以不开或只起粗磨机的作用。粗磨后的板材进入吹干机,进行吹干除尘处理。这种情况下,安装一台粗磨机是种浪费,有可能导致粗磨机闲置。因此,也有许多厂家将粗磨机另行与多头全自动连续打磨抛光安装在一起使用。
冷风吹干机:通常是强力鼓风机。为使风力分散到整个宽度面上,可以在补胶线上沿宽度方向加设风管,使风力能够波及整个板面。冷风吹干机距离板面不要过高,以距板面100~200mm为宜。
单层烘干炉:只有一层的烘干炉。
多头全自动连续打磨抛光机:磨抛机的磨头数量一般是12~16头,生产线总的磨头数量通常在16~26头,因此,该生产线的生产量比配备单台磨机的生产线要高许多,尤其是在磨抛无需修补加固的板材时,其优点更显著。
自动卸板机:将已加工好的大板自动从工作台上卸下的装置。
基本工艺流程:
翻板机移动、吸盘升降→吸大板→返回到原位、翻板至水平→大板传送至辊筒→清洁、吹干→大板铺网→刷胶、喷胶、涂胶→进入立体升降台→大板上升→干燥→大板下降→辊筒→翻板机翻面→大板面补胶→多层立体式烘干炉烘干→辊筒传送板材辊筒自动卸板机→大板存放处→转运至生产线打磨抛光
该生产线在所有组合生产线中,这是目前产量最高的磨抛、修补生产线配置方式。与1.3.2.1生产线相比,因为配备了替代水平单层烘干炉的立式多层烘干炉,所以在保持了高质量的修补、加固板材的基础上,该生产线的突出特点就是生产能力大。该生产线中其它设备的功能与前面介绍的几条生产线中对应设备的功能均相同,这里不再赘述。
总之,在考虑加固或修补缺陷板材时,首先应对板材的缺陷进行分类。然后根据不同石材品种、不同缺陷类型,再选中合适的修补、加固方案和不同的修补材料,以达到最佳的修补质量和最高的修补效率。选择修补生产线工艺方案时,要考虑缺陷板材修补、加固的数量,在全部生产量中所占的比例,同时还应考虑生产场地的大小,企业的经济实力、维护成本费用,并与现有生产线或新建生产线的工艺布置方案通盘考虑,以便选择最合理的修补、固化生产线的工艺布置方案,取得最佳的投资性能价格比,使企业获得最佳的经济效益。
这种大板流水补胶线占用场地很大,一条生产线可能不能直线布置完成,要布置成“U”型生产线。这种大板补胶流水线为石材大板补胶生产加工工艺的一个工艺技术变革,实现了一个流的生产,可以大大提高石材加工的生产效率,减少半成品的转运时间,实现精益化生产。
这些先进而高效的大板补胶生产线有一个致命的缺陷,就是整条生产线中的任意一台设备出现故障将导致整个流水生产线的停产,这就要求工厂的维修技术人员能在最短的时间内要使设备恢复正常,否则将影响生产的正常顺利进行,影响订单交期的准时交付。对于这种大板流水补胶线的布置,在设备布局的时候要充分考虑到这缺陷,考虑到一旦某个设备出出故障时能有临时的应急方案,从出现故障的设备之前完成某些独立工序的加工。
随着中国劳动力就业形势的日益紧张及越来越少的人从事石材制造行业,国内的石材企业正在向自动化程度方向发展、并且产品质量要求的不断提高,这种机械化、自动化的修补技术和工艺,将会成为石材生产技术中的一个重要组成部分,在石材企业中被广泛采用。
未完待续
本文原创作者:晏辉、高级工程师、石材资深专家。