幕墙陶土板及其生产工艺介绍

幕墙陶土板及其生产工艺介绍一.陶土板幕墙的发展历史干挂幕墙陶土板也称为干挂空心陶瓷板，通常简称为陶土板或陶板，它就是以天然陶土为主要原料，再添加一些骨料，熔剂，化工色料等其他陶瓷原料通过粉碎，混合，加水捏练以后，再用真空螺旋挤出机挤压成型，然后通过自动切割干燥，再经1200℃左右的高温烧成而成的。据有关资料介绍说，干挂幕墙陶板最初起源于上世纪八十年代的德国，当时一位名叫ThomasHerzog(托马斯.赫尔佐格)的教授于二十世纪八十年代设想将拉挂的屋面瓦应用到墙面上，最终根据这一设想参照陶瓦的挂接方式，发明了外墙干挂体系和幕墙陶板，随后在1985年建成陶板厂并生产出了世界上的第一块陶板。我们中国的陶板幕墙起步则相对较晚，直到上世纪九十年代后期才从德国引入，在此后相当长的一段时间里中国的陶土板市场供应完全依赖从海外进口，供货周期长，产品价格昂贵，从而严重制约了陶土板在中国的推广使用。这种局面一直到2006年才被打破，浙江瑞高建筑系统有限公司率先建成了中国第一条陶板生产线并于2006年8月点火投产，随后江苏新嘉理陶瓷公司和福建华泰的陶板生产线也分别于2007年和2008年建成投产。目前上述这三家陶板公司被称为“中国陶板企业三巨头”，在中国陶板市场上占据了绝对的主导地位，它们所生产的产品质量丝毫不逊色于进口产品。并且他们在配方体系，挤出成形和烧成工艺等关键技术上也都积累了丰富的经验，在行业标准制定，产品推广和市场开拓等各方面也都取得了巨大的成功，陶板的市场需求量快速增长。二.陶土板幕墙的特点和优势目前在我国墙面材料中还多以玻璃、石材和金属铝板为主，其中玻璃幕墙更是占到全部幕墙的60%以上，但是传统的玻璃幕墙有诸多不足，比如：1.建筑物能耗高，大面积采用玻璃幕墙建筑就像是一个空中玻璃盒，冬天冷夏天热，在室内办公和学习的人们不得不开放空调，加大功率来调节室温。2.光污染严重：高层玻璃幕墙就像是竖在城市中间的一面大镜子，照得人们眼花缭乱，从而影响了周边群众的生活及过往行人特别是司机的行车安全。3.安全隐患多：玻璃的热稳定比较差，有人说，安装在高空的幕墙玻璃就像是人们头顶上的不定时炸弹，说不准什么时候就会落下来。据新闻报导在广州，上海，重庆，成都和沈阳等地都发生过幕墙玻璃爆裂脱落伤人事故。所以广东省在2007年4月份全面实施《公共建筑节能设计标准》,把建筑物的耗能指标列入“强制执行”范围，同时规定新建酒店、办公大楼等公共建筑一律禁用超大玻璃幕墙。随后北京，上海等不少城市也已出台类似规定，严格限制玻璃幕墙的使用。而陶土板幕墙在环保和节能方面与目前市场大量运用的玻璃、石材、金属幕墙材料相比具有很多优势，比如1.陶板光反射能力很弱，不会产生光污染，2.陶板与保温材料配合使用，具有非常好保温、隔音功能。3.热稳定性高，安装牢固，不会暴裂脱落，4.陶强度高，抗风压能力好，抗震能力强，使用安全。5．陶板色泽图案、表面质感丰富多彩并可人为控制，能更大范围满足设计师的设计意图和千变万化的市场需求。6.干挂陶瓷大板还具有安装工艺单间，费用省，时间快，而且在陶板破损时易于单片更换的特点。7、和石材相比自身重轻，而且无论在强度、吸水率、耐候性等方面都优于一般石材，但价格却比石材低。三．陶土板的生产工艺过程及讨论陶土板实际上就是从劈开砖演变过来的，生产陶土板的原料配方和工艺过程都与劈开砖非常类似，所以有人说陶土板也就是超大规格的劈开砖，通常的陶板的生产工艺流程为：原料--雷蒙机--粉料仓-电子自动配料系统配料--双轴搅拌机-链板式泥料仓-双轴强力搅拌机-行星搅拌机加水搅拌--真空挤出机--自动切割--五层辊道干燥--强化干燥窑--预辊道窑烧成--磨边打包对于陶土板的生产工艺过程，我们总结出四句话：即“原料配方是基础，挤出成型是关键，湿坯干燥是难点，提高产量是方向”1.原料配方是基础由于陶土板是用真空螺旋挤出机湿法挤出成型的，所以要求坯体要具有足够的可塑性，通常认为可塑性指数至少应该达到12，否则就很容易在干燥过程中生产开裂。同时要求坯料成型水份应该尽可能的低，有机物含量尽量的少，以利于减少坯体的变形和缩短产品的烧成时间。2.挤出成型是关键因为陶板规格比较大，对产品平整度要求严格，生产陶板的挤出机最少要达到三个要求：一是挤出效率要高，否则泥料老是在泥缸内打砖，就会发热挤不出来。二是挤出压力要大，如果压力太小，挤出的湿坯强度就低，干燥时易变形，三是横截面上的挤出压力要均匀，否则挤出来的坯料就会因收缩不均匀而扭曲变形甚至开裂。从国外进口的陶板挤出机价格高达数佰万人民币，并且远隔重洋，出了问题后技术服务工作都极为不便，为了适应行业发展需求，打破国外技术垄断，湘潭炜达机电制造有限公司在多年研发挤出机经验的基础上，位经过不懈的努力，成功开发出完全国产化并拥有自主知识产权的陶板挤出机，该套设备主要有以下特点和优势：（1）双螺旋反向挤出，全面消除螺旋应力对产品的影响，解决了普通砖机因螺旋应力导致产品变形和开裂的问题。(2）挤出压力较大，最高挤出压力可以达到5MP，从而保证挤出的湿坯具有较高的强度，在干燥过程中不容易变形。（3）出泥口宽，横截面上的挤出力分布均匀，可以挤压600-800mm宽的大块产品，并且由于在挤出口前端设置了内部泥流均化调节装置，所以受力均匀。（4）机体采用冰水内外双重冷，即在挤出机泥缸和主轴内设置冰水循环冷却装置，采用工业制冷机强制部冷却，最大限度地消除挤出机工作时泥料与机体因磨擦面产生的热量，从而使成型坯料水分可以更低，挤制产品质量更好。2湿坯的干燥是难点由于陶土板规格比较大，又是中空结构，挤出时受力比较复杂，挤压成型的水份较高，如果干燥制度不合理，干燥周期过快，就容易发生开裂。目前的干燥主要有两种方式，一种是烘房干燥，第二种是辊道干燥。烘房干燥在干燥气流，温度的均匀性方面不如辊道式干燥，因此干燥周期相对较长，效率较低。而辊道式干燥器设备则相对复杂，投资较大，其一次性投资甚至比配套的窑炉还要高，但由于其温度，湿度，风压等分布均匀性较好，干燥效率较高，是目前的陶板干燥器的主流。3.提高产量是发展方向由于陶土板采用真空挤出成型，坯体透气性差，有机物含量高，加上坯体较厚，从而导致陶土板的烧成周期相对比较长，产量较低。目前国内陶板单线日产量多在2000平方米左右，相比日产量上万平方米的墙地砖生产线，陶板生产线的产量就显得比较低。因此开发快烧配方，改进窑炉结构，缩短干燥和烧成周期，提高单线产量应该是今后陶板发展方向。四.生产线设备选型举例及主要设备介绍（一）设备选型举例（见表1）以下是我们为某厂设计的日产2000平方陶土板的生产线设备选型：SN产品名称型号数量单台功率备注原料处理设备↓101链板喂料机TCIW-201台7.7102鄂式破碎机PE4001台15.0103雷朦磨粉机4R32161套104粉料仓20m312个用户自备105电子配料系统1套106行星混料机2台107强力搅拌机SJ260×32Q1台22.0造粒用108链板式陈腐仓TCIW-208台7.7109铲车用户自备110皮带输送机用户自备2、成型段工艺设备↓201双轴搅拌机SJ260×323台18.5两次搅拌202250挤出机TCJ2501台挤陶棍用203450挤出机TCJ4501台204四轴挤出机TCJ6501台112.0205陶板切割机3台1.1206真空泵X-253台3.0207冰水冷却机SK-120PT3台208陶板，陶辊模具3套209皮带输送机用户自备3实验设备301中试混料机HL-10001台用于中试302真空挤出机TCJ13201台18.5用于中试303手动切割机WDQ-S1台2.2用于中试304中试模具1套305原料化学分析20种元素1套306分析天平200g/0.00011台307化学药品1批308玻璃仪器1批309低温电炉1000℃1台分析用310实验电炉1000℃1台试烧产品3齿爪式粉碎机2501台312吸水率测定仪1台313可塑性测定仪1台314抗折强度仪1台窑炉和干燥器4401五层干燥器63X3M1台960.18960.18详细另见《日产2500平方米陶土板干燥器及窑炉方案书》402辊道窑174.3X2.55M1台403窑前预干燥10.3X2.55m1台404窑前补偿器1套405附属设备1批40615立方梭式窑1座15.015.0注：以上全部设备总投资约为1500万元（二）.主要设备技术参数介绍2.1TCLW-15喂料机●料箱总容积:15M3●喂料时间:20-40min/time●主轴转速:2Rpm●破碎轴转速:83Rpm●总装机功率:7.7KW●外形尺寸:7000×2100×2740mm●设备重量:约5000Kg2.2PC-250X400式破碎机●进口尺寸250X400●最大进料粒度：210mm●排出口调整范围:20-60mm●处理能力：5-20吨/小时●总装机功率:15KW●外形尺寸:1300X1090X1270mm●设备重量:约27000Kg2.3雷蒙机●磨辊数量：4个●磨辊大径×高度：Φ320×200mm●磨环内径×高度：Φ980×200mm●最大进料粒度：25mm●成品粒度：1.6－0.045，最细可达0.038mm●产量：3－6吨/小时●外形尺寸：9.91×5.365×8.31M2.4自动配料系统●螺旋配料●自动电脑控制●配料误差小于1%2.5倾斜式强力混炼机●生产能力:1T/次●直径900mm●功率:75+15=90KW●主轴转速:500rpm●混料盘转速:11.3rpm●外形尺寸:2735×2260×2675mm●设备重量:13T2.6WDJS240×60双轴搅拌机●生产能力:30-40M3/h●配用动力:Y30-4级●功率:22KW●主轴转速:56rpm●外形尺寸:4500×1250×800mm●设备重量:3200Kg2.7TCJ450真空挤出机●生产能力:5-6T/h●含水率:16-21%●真空度:98kpa●挤出压力:≥3Mpa●搅泥轴转速:8.89rpm●挤泥轴转速:15.24rpm●挤泥螺旋直径:φ350mm●功率:55KW●外形尺寸:4365×1950×1485mm●重量:7000Kg2.8TCJ650型四轴真空挤出机●生产能力:8-9T/h●含水率:16-21%●真空度:98kpa●挤出压力:≥3Mpa●搅泥轴转速:8.89rpm●挤泥轴转速:15.24rpm●挤泥螺旋直径:φ320mm×2●功率:112KW●外形尺寸:6000×1950×1850mm●重量:7000Kg2.9WDQ-7A型自动切割机●生产能力：最大12次/分钟（根据生产不同规格制品而有所变动）●最大切割长度：1700mm●电机功率：1.1KW●外形尺寸：3550×1000×（800-1200）mm（根据生产不同规格制品而有所变动）●重量：约350kg●其它：配有成品输送带2.10TCJ1320型真空挤出机（用于劈开砖中试）●生产能力：600-800Kg/h●泥料含水率：14-16%●挤出螺旋直径：φ200mm●电机功率：18.5KW●外形尺寸：4200×966×664mm●设备重量：约2000Kg转角输送↑11.干燥窑(多层)多层辊道干燥窑↑12.辊道窑辊道窑↑五．陶板行业展望从20世纪90年代以来，中国幕墙建筑面积一直稳居世界首位，随着国内建筑业的快速发展和人们对陶板的理解和认识不断加深，陶土板在各种幕墙材料中所占的比例正快速上升，陶板幕墙已经成为一个城市的地标性建筑，产品的市场前景非常看好，作为建筑陶瓷中最具潜力的朝阳产业，陶土板行业正迎来一个新的发展时期。