卷材生产设备工艺.doc

1防水卷材生产设备工艺江阴超细胶粉有限公司 江阴气化机械厂有限公司 厂长：薛凤清 销售厂长：靡月琴 工艺师：周学虎关 键 词： 张力，线速度，同步，操作性，适应性，改性沥青 参考资料： 华中理工大学 2000 年“机械设计”第二版多品种改性沥青防水卷材生产质量好坏,一方面取决原材料质量，更重要的是设备所具 备特有的生产工艺防水卷材生产是在整条生产设备辊桶上运行，是分工序而又连续作业的 工艺这就要求工序间的配合充分协调，以适应“胎体由冷变热，再由热变冷”的热胀冷缩 应力变化设计生产线就要完全考虑到操作性的问题，要充分考虑国内现有原材料的使用问 题等……防水卷材生产设备的工艺设计，遵守这样两条规律；1.设计—原料—设备—工艺2.工 艺—原料—操作—产品—标准（用户） 作为防水卷材的生产厂家，生产出的最终产品其一 要满足标准要求，二要满足用户使用要求生产中所做到的都是为工艺服务，工艺最终为产 品服务二者缺一不可，否则满足不了这个市场 生产线设备工艺设计分：1.胎体原料展开供应工序，2.胎体内在质量处理工序，3.卷材 涂层处理工序，4.隔离防护层处理工序，5.冷却成型工序，6.卷曲包装工序。

在这 6 个工序 中每个工序又包含了多个设备工序，许多设备之间的连接都有微妙联系设计生产线工序之 间连接必然考虑的因素是； 1． “张力”一条年生产能力在 500 万平方米的生产线张力，应设计卷材运行时的张力 3.5~4.5kgm，年生产能力在 1000 万平方米生产线张力 4.5~5.5kgm设备张力的大小要看整 体传动的合理性，当胎体遇到热而设备张力不变时胎体的应力起了变化，使张力和同步随之 发生变化后面冷却工序设备的张力又恰好相反……，表明张力的变化影响了同步变化这 就要求设计人员要考虑“张力——同步”的协调，这一矛盾应在设备上得到释放，不能释放 在胎体上最佳解决办法是设制生产线速度基准点，基准点的运行线速度系数始终为“1” ， 前后各工序设备都要瞄准基准点的速度做手动或自动速度的微动速度调节，使生产线各点张 力在很多因素影响下不变或相同，这就是我们常说的“恒张力” 2． “同步”生产时所有使用的设备都应同步，但根据胎体运行中张力和冷—热—冷变化， 生产线又不是完全同步各工序设备之间同步速度相差在 0.002~0.0095m/min 之间，同步问 题可采用机械、电气的同步调节，调节方式可采用手动调节，也可采用浮动张力动平横辊作 微动速度自动调节。

该辊的张力大小可通过配重调节到适合年生产能力速度的张力 3． “适应性”这个适应性是指生产线适应使用的各种胎体，各种辅助材料，适应使用涂 盖料的粘度，适应线速度的无级变化设备适应性强否要参考各种胎体的技术指标和内在质 量特性，如玻璃纤维毡，当玻纤毡卷被外来物撞击一次，拉力值降低 5~35N，玻纤毡呈 U 字形折拿，拉力值会降低 8~46N其他胎体虽不这样明显，但也有这样的共性这就要求设 计胎体导向辊直径时把以上因素考虑在内，按弯曲时对胎体破坏力影响，我们要将导向辊设 计在大于 120mm 的直径，当胎体在辊外径做 1800转向也不至破坏其拉力，这种直径的辊桶 属安全导向辊 常规生产时涂盖料的粘度范围在 Cps190℃/9000~13000当粘度大于上限，使生产线张 力加大，同步速度发生了变化，影响了胎体两面涂盖料质量，当粘度小于下限时则相反生 产线运行速度由零或某一基本速度起步到最佳生产线速度都具备适应的生产线速度在这速 度变化范围内，使各工序间变化率控制在最小变化，达到平滑线性，按系数“1”平稳的升 降速恒张力的控制可避免因粘度的变化而导致大的同步失调 4． “操作性”胎体在生产线中运行，全自动化设备也不能生产出防水卷材，还是要靠人2来操作。

这里的操作性是指：机、电、人有机协调而获得产品的形成其中“机”是固形源， “电”是无形自游源，只有“人”才是前两者中间原前两者该如何为人使用，就是我们提 到的可“操作性” 防水卷材生产的全过程都在操作性好与差的设备上经过，设计人员就要 根据防水卷材生产的特有工艺，尽可能设计出操作性强的流水线生产线人性化设计就是要 考虑设备工艺到位，人员操作简便自如，维修、维护方便，使用各种另部件，要选定“国标” 易购品牌用人的各种感觉、感观掌握并形成一整套操作经验 设计各调节系统、阀门、电控、按人体身高 1.75m 设计高、低、远近站在某一点位置 就可观察到生产线全方位，达到宽视野操作，包括换料、上料，厚度调节等防水卷材的成 型需经过十几个工序，如浸渍、涂布、撒布料等工序是卷材初步形成的关键工序 （1）浸渍工序：根据胎体自身特点，聚酯胎生产时往返叠铺多层后进行针刺，内部结 构为栅网状，经过树脂胶粘剂处理，使每根纤维交叉结合处被胶联结封闭，纤维与纤维之间 就形成了空穴由于有了这样的特点，生产时就要经过浸渍工序浸渍目的，改性沥青浸渍 胎体内部空穴，对纤维、胶粘剂进行密布保护胎体经过浸渍后，多余改性沥青就要被压延 辊压干，这样才能保证产品质量和后面工序正常进行。

压延辊下压力应在 62~66N/cm2只有 一定压力才能保证沥青在胎体中间饱和状态，即不能压特别干又不能在胎体表面留有多余沥 青浸渍时间要保证 2.5 秒以上，浸渍温度控制到 194~204℃之间 （2）涂布工序：生产线关键工序，对产品外观质量有很大影响的主要工序，胎体进入 涂油池进入的夹角要经过仔细运算，角度是以压条辊全部放下，以改性沥青平面夹角 56~580为宜当涂油粘度稍大，角度偏小时容易使胎体围池壁行走，轻者使胎体应力变化造 成拉力值的破坏，重者使胎体跑偏造成胎体的断裂胎体在涂油池浸涂时间应大于 4 秒，使 改性沥青在胎体表层纤维生根布油辊的设计各厂家都有自己独到之处，经分析该辊的线速 度比生产线速度要快1/20，这样能很好的达到涂布料在胎体表层生根布油辊的直径在320mm 较好，尽可能的将改性沥青施布在胎体下方，使胎体在布油辊上的包角越小越好， 这样可将改性沥青均匀涂布涂油上辊做上下调节对涂布油厚度调整，此辊可作粗调使用 上辊可不转以保证卷材上面平整益处：可省去传动部分，缺点：涂油中的杂物随时将毡面 破坏涂油辊可反转但反转的线速度应是生产线速的1/8~10转速该辊加工精度花 3.2 即可。

生产热溶 4mm 卷材时，要求胎体下面有2/3的改性沥青，下涂油辊做成涂布和刮油的双重功能较合适，刮涂调节分两边进行这样有利卷材两端涂油一样，因为胎体的生产是利用卷 幅宽 2080mm 纤维做一剖二，得到的毡卷使用中可以是左，也可以是右，两端张力并不一样 刮涂辊直径 100~120mm，加工精度花 1.6 加磨，刮涂辊以反转运行，转速是生产线同步速度 的 16~26%最佳，可对刮涂辊加变频调速处理刮涂辊的好处在于胎体走出涂油池无论水平 还是以 Sin15.30进入下道工序，都可自如的将下涂油掌握在人所要求的范围内涂油池放油 管出口应放在布辊上方的中间部位，使放下的热改性沥青往胎体两边分应尽可能做到胎体两 边的涂布油，这样涂油池两边张力分布就比较均匀通过布油、涂油、刮油得到的卷材厚度 调节误差可在 0.01mm 范围 （3）撒布料工序：目的；撒布或粘覆隔离材料将卷材冷确，经卷曲后可将卷材展开， 能很方便施工目的二，撒布保护材料，这种保护层可做隔离层使用，又在卷材上面粘覆了 对改性沥青起保护作用的材料材料做隔离层时没有太多要求，要求撒布或粘覆均匀，不对 卷材毡面有影响或起到破坏即可作保护层时，对撒布要求就比较苛刻。

首先我们要了解撒 布材料的有关特性撒布大都采用石灰岩天然色片状页岩或人工着色玄武岩颗粒，从颗粒大 小分析，颗粒较大的石料粘覆时容易造成石压石，悬粘到沥青上，生产过程容易脱落，脱落 后会造成沥青外露起不到保护作用颗粒小就谈不上对卷材的保护防水卷材使用的页岩要 求形状是“片状” ，要求片状直径 1~2mm，厚度是 0.6~1.2mm要求的硬度“4.50~5.50”使 用彩色玄武岩颗粒 16~19 目/cm2，要求的硬度“6.50~7.50” 有了规格的砂料，撒布时对撒布工艺还要有一定的了解若使粘覆的砂料不脱落就要求 有粘覆“时间” ，粘覆“温度” ，撒布“高度”等撒布时间上，从生产线开始运转，砂料粘3覆到毡面，撒砂时间要比运转延迟 1.5~1.8 秒的时间，因为卷材流水线在这段运行都有一个 “惰性”起动，胎体的起步时间比机械运转速度慢，延时主要是避免生产线初始运行砂料的 淤集粘覆温度上，砂料在改性沥青上粘覆是否牢固，一个是砂料是否“干净” ，另一个是 粘覆时的温度，砂料的最佳粘覆温度应大于 150℃在这个温度以上可使页岩的每个颗粒三 分之一或五分之二处嵌入改性沥青中，同时嵌入部分又不使改性沥青挤压到撒满页岩表面。

从撒布高度上分析，页岩有一定的比重，撒布时在撒布惯性和一定高度空间页岩呈现翻滚， 页岩落下时翻滚 750~950，翻滚的角度对卷材粘覆页岩最为有力依据这个角度就可确定页岩 从脱离撒砂辊或履带时的高度为 188~192mm这个高度从卷材运行直线计算，正常运行时 卷材有一个下垂弧度，这个下垂弧度可忽略撒砂量的大小可设制挡板，转速可通过生产线 同步控制当撒砂颗粒比较均匀，撒砂量在生产线同步控制下，同步撒砂量为线性当撒砂 颗粒大小不均，同步撒砂量为非线性，呈生产线速度越快撒砂量变大 生产中胎体运动张力影响生产线同步速度，为减少运行张力，主传动辊直径不能做的太 小一般直径为 198~225mm，主传动布局应在全生产线布均导向辊一般属被传动，直径在 150~180mm 较合适，要做到减小张力，该辊少则为妙电器、机械传动基本以链条传动为 主，减速机最好选用摆线针轮减速机，可使同步速度更稳 配料系统工艺设计：配料系统一般包括配料罐、填料搅拌罐、浸渍搅拌罐根据年生产 量确定各搅拌罐的大小和个数，年产 200 万平方米产量需要 4 吨配料罐 1 个， 5 吨填料搅 拌罐 2 个，4 吨浸渍配料罐 1 个。

年产 1000 万平方米产量需要有 10 吨配料罐 2 个，10 吨填 料搅拌罐 4 个，10 吨浸渍配料罐 1 个，以上均为有效容积配套数量配料系统设备工艺 “有搅拌配料工艺、胶体磨剪切工艺、计量称重工艺、管道工艺” 主要是搅拌和管道工艺， 下面就搅拌剪切和管道工艺谈一些建议 （1）搅拌罐中的搅拌翅在配制改性沥青时，起到搅拌、混均、分散、剪切的作用如 搅拌翅设计不当则不能担当所有功效有的搅拌翅形状呈螺旋叠片状或铁锚形状，不管叠片 的模数做的多大，锚式的几何交叉，转速有多快，这种搅拌翅只能起到搅拌、分散作用，没 有剪切效果，不能配制高分子改性沥青，可用于制作涂料、冷胶、基层处理剂等…… 配制改性沥青的最佳搅拌翅形状呈交叉框架式搅拌翅同液体垂直运动，使改性沥青中 的高分子材料交叉螺旋运动并相互撞击，使之形成较大的网状体，再经胶体磨剪切延磨使剪 切效果倍增这种交叉框架式搅拌翅阻尼大、剪切率高、分散效果显著有兴趣的读者不妨 可以做个实验，将 700ml 烧杯放入纯净机油，在杯中点 2.ppm 单位的甲基紫或甲基蓝试剂， 将两种不同形状搅拌翅分别作对比搅拌试验搅拌速度为 35n~40n/min，可从烧杯外观 察……。

这个试验告诉我们如何设计和计算剪切、分散、均混等数据搅拌浆转速与装载介 质在一定温度下的粘度有关，与搅拌浆直径、宽度、角度有关通过以上数据的测算可得出 搅拌电动机功率，一般 5 吨有效容积搅拌罐使用电机功率为 11kw，7.5 吨罐电机功率为 18.5kw，10 吨罐电机功率为 22kw卧式搅拌罐此基础功率增加一个级别 搅拌轴润滑点可采用罐体两级单推力双定芯式润滑，也可采用罐体单边轴承箱单推力双 定芯式润滑，前者造价低维修比较麻烦，使用年限短，后者恰好相反使用轴承箱式传动方 式特需要在罐中间位置增加三角定芯支撑轴套。