陳 博
二、國(guó)內(nèi)連續(xù)機(jī)制板材生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展情況1965年，國(guó)家建材工業(yè)部玻璃工業(yè)設(shè)計(jì)院新材料室根據(jù)國(guó)家發(fā)展規(guī)劃，為研發(fā)玻璃鋼連續(xù)板生產(chǎn)線，著手翻譯了一些國(guó)外的有關(guān)資料，負(fù)責(zé)人是聞人吉同志（后為天津水泥設(shè)計(jì)院勞動(dòng)模范）。查到有幾本蘇聯(lián)書上比較具體，還有幾份英、美和蘇聯(lián)的專利。筆者一直參與這方面的工作，七十年代武漢建工學(xué)院（現(xiàn)武漢理工大學(xué)）、上?；W(xué)院（現(xiàn)華東理工大學(xué)）、哈爾濱建工學(xué)院（后并入哈工大）的幾位老師為籌備設(shè)立玻璃鋼專業(yè)收集資料，筆者將原譯資料全部送給他們，后來作為了全國(guó)高校復(fù)合材料專業(yè)的教材。記得1966年曾參觀過北京建材廠（時(shí)位于北京市朝陽(yáng)區(qū)青年路），見到一臺(tái)連續(xù)生產(chǎn)PVC（聚氯乙烯）橫波波形瓦的機(jī)器。觀其傳動(dòng)系統(tǒng)，與所閱資料玻璃鋼橫波波形瓦的機(jī)器原理相同。詢知系東北建筑設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)。
1966年下半年，因機(jī)構(gòu)變動(dòng)，新材料室人員一部分調(diào)人北京251廠，我們從事三線項(xiàng)目設(shè)計(jì)，仍留在管莊。三線項(xiàng)目結(jié)束后，1968年，由劉南同志負(fù)責(zé)，在管莊設(shè)計(jì)縱波玻璃鋼波形瓦生產(chǎn)線，常州253廠派了兩位同志（記得是張潤(rùn)可、彭伯強(qiáng)兩位，都是歸僑，北京建工學(xué)院畢業(yè)）參加。生產(chǎn)線成型段采用了從專利上看到的“成形指”原理。我負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)縱切機(jī)和橫切機(jī)。設(shè)計(jì)橫切機(jī)頗費(fèi)周章，在天津參觀進(jìn)口的日本PVC連續(xù)板機(jī)受到啟發(fā)，一些細(xì)節(jié)采用了從一本俄文書上看到的結(jié)構(gòu)方案。
圖12 玻璃剛波形瓦橫切機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)原理示意圖（253廠）
后來，常州253廠在管莊原設(shè)計(jì)圖紙的基礎(chǔ)上，作了一些修改，主要是預(yù)成型區(qū)改為幾道上下錯(cuò)開的木模板。據(jù)該廠有關(guān)人員介紹，該機(jī)組是根據(jù)他們1975年到法國(guó)考察所見而設(shè)計(jì)的。此種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。因上、下模板錯(cuò)開，夾心帶通過時(shí)阻力小，不易破裂，成型的波形輪廓分明，表面光滑。
上海玻璃鋼研究所（現(xiàn)為院）機(jī)組是仿日本班波株式會(huì)社的機(jī)組設(shè)計(jì)的，于1976年建成并試生產(chǎn)，1985年通過部級(jí)鑒定。1985年12月，完善連續(xù)成型波形瓦機(jī)組，并進(jìn)行玻璃鋼波形瓦小批量生產(chǎn)。機(jī)組總長(zhǎng)60m，班產(chǎn)量（7h）為630~3150kg。
圖13 連續(xù)縱波波形瓦成型機(jī)組布置示意圖（上玻院）
1一樹脂儲(chǔ)罐；2——攪拌器；3——樹脂刮板；4——玻纖粗紗；S——沉降室；6——壓載；（一）氧血纖維；8———薄膜；9——均布輥；10——加壓鋼絲刷；11—壓輥；12——刮板；13——成型模板；14——固化室（a——預(yù)熱定型；b——定型固化；c—保溫）；15—牽引輥；16一縱向切邊；17—橫向切斷
波紋板的主要生產(chǎn)工藝過程：從帶有張力的薄膜架上，引出下薄膜，水平方向向前移動(dòng)（有的機(jī)組首先將膠衣樹脂涂覆于下薄膜上通過薄膜爐）。將配制好的樹脂通過濾網(wǎng)落在運(yùn)行著的薄膜上，用刮刀將樹脂均勻地涂布在薄膜上，樹脂含量由刮刀和薄膜間的間隙大?。ɑ蚴褂冒俜直恚﹣砜刂?。在下薄膜上方是一個(gè)切絲沉降室，把無捻粗紗切成50mm定長(zhǎng)纖維，均勻地降落在涂有樹脂的下薄膜之上，然后放上縱向尼龍（或滌綸）長(zhǎng)纖維（間隔10 mm），把蓬松的玻璃纖維網(wǎng)住，再通過兩道螺紋壓輥，把玻璃纖維壓入樹脂中，使之浸潤(rùn)，最后合上上薄膜（可用經(jīng)過表面處理的薄膜，黏附后不容易脫落），成為一體繼續(xù)向前運(yùn)行。合成一體的夾層材料通過兩道人字形橡皮刮板，被除去氣泡之后送入預(yù)成型區(qū)。預(yù)成型區(qū)是由20道木模板上下錯(cuò)開排列而成。木模板的波形由淺到深，波寬由寬到窄。初具瓦形的材料進(jìn)入窯內(nèi)加熱固化，然后出窯，聚酯薄膜從波紋板上剝離收卷以備再用。波紋板經(jīng)切邊、再切割成用戶所需的長(zhǎng)度（有的機(jī)組還有對(duì)波紋板進(jìn)行清洗及干燥的程序）。
1.樹脂的配料與加料
使用膠衣樹脂和薄膜爐的機(jī)組。膠衣樹脂的厚度及薄膜爐溫度的控制是至關(guān)重要的。膠衣樹脂的好壞是用手觸摸來檢驗(yàn)的，良好的膠衣樹脂應(yīng)在薄膜爐出口處發(fā)黏，當(dāng)進(jìn)入芯子樹脂區(qū)域應(yīng)軟而不黏。膠衣樹脂的凝膠與否是靠調(diào)節(jié)溫度來控制的，而調(diào)節(jié)爐溫的依據(jù)是生產(chǎn)線速度。如果要提高或降低生產(chǎn)線速度，必須調(diào)整膠衣樹脂凝膠溫度。否則膠衣樹脂就會(huì)出現(xiàn)過老或過嫩。過老的膠衣樹脂結(jié)合不好，易產(chǎn)生起皮、氣泡、脫落；過嫩的膠衣樹脂會(huì)被芯子樹脂部分或全部“吃”掉——溶解，這樣就失去了膠衣樹脂的保護(hù)作用。
真空泵把樹脂從樹脂桶內(nèi)抽到反應(yīng)鍋內(nèi)，鍋底有兩根管子通至搪瓷配料桶，桶內(nèi)裝有攪拌器，桶下端有閥門，配好的樹脂由閥門流出，經(jīng)尼龍網(wǎng)篩流至下薄膜上（聚酯薄膜厚度以0.03mm、0.04mm 為好）。薄膜上樹脂膠液用量由刮刀來控制，刮刀座落在下薄膜兩邊的支座上，刮刀在支座上旋轉(zhuǎn)來控制與薄膜間的間隙（有刻度來表示），1mm厚的波形瓦，間隙為0.9mm（可用百分表控制）。當(dāng)停車時(shí)電磁鐵將刮刀吸下，阻止樹脂向前移動(dòng)。刮刀本身的銳角，角度越小，線性越好，越容易控制。刮刀材料可用玻璃鋼、鋁板或五夾板制作。
2.切絲沉降
（1）切絲：在成型室內(nèi)把無捻粗紗經(jīng)導(dǎo)紗裝置送人帶有一排切刀的短切機(jī)，短切成50mm的定長(zhǎng)纖維。成型室內(nèi)有調(diào)溫調(diào)濕裝置控制房間里的溫、濕度。有的機(jī)組的制氈房是由3個(gè)風(fēng)流系統(tǒng)、8對(duì)纖維切割器及1套溫度濕度控制裝置組成。
短切機(jī)一般采用三輥式，即底下一組為切絲輪組，刀輪為長(zhǎng)刀型，直徑94mm，長(zhǎng)200mm，其圓周為6把刀，一根軸上有兩組刀，刀片材料為W18Cr4V，硬度為RC63°~66°，橡膠輪為聚氨酯橡膠，直徑100mm，其邵爾硬度為70左右。選用長(zhǎng)刀，紗在擺動(dòng)的木條上在刀刃范圍內(nèi)來回，刀的壽命延長(zhǎng)了，管理也方便，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。
短切機(jī)坐在沉降箱上，由于工藝上要求瓦在運(yùn)行中速度有時(shí)作無級(jí)變化，短切纖維的供應(yīng)量也隨之而無級(jí)變化，因而采用無級(jí)變速特性的電磁調(diào)速電機(jī)，其型號(hào)為JZT31-4。
（2）沉降：用高壓氣流把切斷的短切纖維吹散，無定向地均勻地分布在沉降箱底下的薄膜上。
直接沉降風(fēng)量大小的調(diào)節(jié)，通過刀輪下風(fēng)口處的閥加以控制，沉降箱為長(zhǎng)方形，尺寸為1000mm ×1200mm×3000mm。通過沉降后的纖維達(dá)到工藝上的要求，均勻地分布在薄膜上。
（3）切絲量的計(jì)算：?jiǎn)挝幻娣e切絲量按下式計(jì)算：Q=nπDTV切×10-5/NWV 式中：
Q——單位面積切絲量，kg/m2；n—紗的筒數(shù)；D——送絲輥直徑，mm；T——紗股數(shù)；
V切—切絲速度，r/min；N—紗支數(shù)，m/g；W——波瓦展開面的寬度，m；V—機(jī)組開車速度，m/min。3.去除氣泡
采用三只輥筒，第一只輥筒有小槽起固定尼龍絲作用，第二、第三只是壓輥，10mm內(nèi)分別有1.5mm和1.0mm齒。輥筒下面有尼龍絲，通過滾筒將玻璃纖維壓入樹脂中，然后覆蓋上薄膜，夾層材料通過5只錯(cuò)位輥筒，再用4個(gè)橡膠刮刀去除板中的氣泡。
4.波形瓦成型及烘窯
（1）成型區(qū)：在烘窯內(nèi)，趕好氣泡的夾層材料，通過20道木模板逐漸成波形的過程稱為成型。
成型架長(zhǎng)度為4~9m，架子上放著20道上下錯(cuò)開、由淺人深、由寬到窄的小模板，模板間隔為200mm，架子前區(qū)的2m長(zhǎng)為夾層材料波形的變化區(qū)域，成型區(qū)內(nèi)有加熱設(shè)施。里面以紅外燈泡加熱，由變壓器調(diào)節(jié)溫度。
（2）凝膠區(qū)：波紋板在進(jìn)入加熱烘窯時(shí)尚未完全固化，尚存在發(fā)生變形可能，這就要采取措施來
AO
保證波紋板形狀穩(wěn)定。通常是采用直徑33mm圓管子，兩頭彎成90°，其上端有彈簧加壓并作導(dǎo)向，其長(zhǎng)為700mm，放在波谷里，波紋板通過時(shí)，能隨著波紋板的厚度變化而調(diào)節(jié)，但始終壓在波紋板上對(duì)波紋板起到了穩(wěn)定形狀的作用，效果良好。烘窯后部加上模板防止波紋板收縮。
（3）固化區(qū)：固化區(qū)有兩個(gè)烘窯，兩個(gè)烘窯前后相距有2m長(zhǎng)的空隙，前面烘窯是使凝膠態(tài)的玻璃鋼波紋板達(dá)到放熱階段，溫度很高，空隙使它自然冷卻一下，不致因放熱溫度太高，使波紋板瓦產(chǎn)生氣泡、發(fā)白等現(xiàn)象。波紋板進(jìn)入后面烘窯進(jìn)一步固化完全。
薄膜回收是通過上下兩層薄膜各有一套卷取機(jī)構(gòu)，加以卷取回收，為使卷取平整，并與機(jī)組運(yùn)行同步，簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，可選用力矩電機(jī)，力矩輸出的大小由調(diào)壓器來控制。
5.切割
由氣缸加壓的二排牽引輪把波紋板引向前，根據(jù)用戶要求可切割成任意長(zhǎng)度。橫向砂輪切割機(jī)和三個(gè)氣缸座落在可移動(dòng)的小車上，而小車座落在波紋板的下面，切割時(shí)由于電磁閥作用使氣缸伸出活塞桿把波紋板夾住，使小車與波紋板同步運(yùn)行，保證了波紋板的90°切割。砂輪是外徑為300mm的金剛砂輪片。砂輪切割以水冷卻，水中含有大量玻璃鋼粉塵，水在流進(jìn)下水道之前要讓粉塵沉淀。在切割過程中不斷有粉塵落在板材表面，機(jī)組應(yīng)增加對(duì)波紋板進(jìn)行清洗和干燥的過程。波紋板表面的粉塵及水分不清除干凈，連續(xù)不斷高速度生產(chǎn)的板材內(nèi)部積壓大量的水分及粉塵將造成波紋板上無法去除的白斑，嚴(yán)重影響波紋板的外觀和透光率。
6.電器控制
在切絲、趕氣泡與切割三個(gè)部位各有一個(gè)控制板，當(dāng)機(jī)組發(fā)生故障時(shí)，三個(gè)控制板上都有停車開關(guān)，按停車后，控制板上都顯示紅燈，也就是說若切割部位因故障而停車后，其他兩塊板上也顯示紅燈。當(dāng)故障排除后撳電鈕板上顯示綠色，全部是綠色則說明機(jī)組正常，切絲房?jī)?nèi)可開車。停車時(shí)縱向切邊不停。另外各部分也可以單獨(dú)試車。
圖16 連續(xù)縱波波形瓦成型機(jī)組氈材輸送（安徽費(fèi)?。﹫D15 連續(xù)縱波波形瓦成型機(jī)組（安徽費(fèi)?。┲泄?br /> 圖14 連續(xù)縱波波形瓦成型機(jī)組布置示意圖（南京Filon）
圖17 連續(xù)縱波波形瓦成型機(jī)組（安徽費(fèi)?。?br /> 引進(jìn)連續(xù)成型玻璃鋼波形瓦生產(chǎn)線，其年生產(chǎn)能力180萬m2，合128萬標(biāo)張/年，費(fèi)化學(xué)公司費(fèi)隆分部（Filon division Sohio Chemical company）簽約， 結(jié)為增強(qiáng)原材料生產(chǎn)的。我得悉后、第一時(shí)間向時(shí)任秦皇島耀華玻璃鋼廠廠長(zhǎng)的賈昌茂同志建議，要求英方加上玻纖切割沉降成氈裝置。要上市政，其年生產(chǎn)能力129萬m，合92萬標(biāo)張/年底Leared Ladled Lad）簽約，引進(jìn)連續(xù)成型玻璃鋼鍍形式村街廣先后和美國(guó)普羅非爾斯層壓板公司（P-太倉(cāng)庫(kù)）英公司賣給我國(guó)的生產(chǎn)線原是以成品短切玻纖1984年11月南京絕緣材料廠與美國(guó)索亥俄1984年、1985年秦皇島耀華玻璃鋼廠與無錫隆機(jī)組可生產(chǎn)可生產(chǎn)板材厚度0.6~3.5mm、寬度為500~1500mm任意長(zhǎng)度的平板、彩條板、汽車墻板、麻面板、太陽(yáng)能板、廠房采光板儲(chǔ)罐外覆板、擋風(fēng)板等五大類128個(gè)品種規(guī)格系列的優(yōu)質(zhì)板材，其中隆板材的生產(chǎn)配套，引進(jìn)了美國(guó)SILMAR樹脂公司包括與大多數(shù)彩色鋼板相同外形的板材，費(fèi)隆板材還可以平板和卷材形式提供。與此同時(shí)，為與費(fèi)的全部樹脂配方和工藝技術(shù)核心（know-how）軟件，共計(jì)11大類、106種規(guī)格，面對(duì)當(dāng)時(shí)我國(guó)不飽和聚酯樹脂技術(shù)開發(fā)能力不足的情況下，此舉實(shí)為必要。安徽天長(zhǎng)市運(yùn)行，屬安徽費(fèi)隆復(fù)合材料有限公司。費(fèi)隆機(jī)組于1987年7月投產(chǎn)。
進(jìn)入21世紀(jì)以來，西方國(guó)家致力發(fā)展科技含量高附加值高的制造技術(shù)，玻璃鋼板材成品及其連續(xù)生產(chǎn)線”2001年，國(guó)內(nèi)第一條“玻璃鋼采光板連續(xù)成顆在秦皇島松禾復(fù)合材料發(fā)展有限公司誕生。
成型生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)萎縮轉(zhuǎn)而尋求外購(gòu)。我國(guó)制造業(yè)迄今其出品之“FRP玻璃鋼采光板生產(chǎn)機(jī)組”以真有個(gè)普遍現(xiàn)象，哪兒成功引進(jìn)了某種生產(chǎn)設(shè)備，哪優(yōu)良的性價(jià)比占領(lǐng)了國(guó)內(nèi)60%以上的市場(chǎng)份額，超銷往美國(guó)、沙特、印度、印尼、馬來西亞、阿塞拜疆，哪兒往往就成了某種設(shè)備的制造集中地，南非、巴西、俄羅斯等多個(gè)國(guó)家，并已在斯里南卡建廠。如南京是拉擠設(shè)備、南通是格柵模具、冀州及連云港的管罐纏繞機(jī)等，秦皇島已是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外制造連續(xù)玻璃鋼板材生產(chǎn)設(shè)備最為集中之地！該地從平板、縱波波形瓦到橫波波形瓦連續(xù)成型生產(chǎn)線之系列產(chǎn)品均可提供。
真正意義上的國(guó)產(chǎn)第一條生產(chǎn)線是由上世紀(jì)當(dāng)時(shí)耀華玻璃鋼廠工程師齊世興牽頭對(duì)引進(jìn)的英國(guó)生產(chǎn)線進(jìn)行了仿制、優(yōu)化升級(jí)，并加裝了上膠衣系統(tǒng)。只是該生產(chǎn)線并未對(duì)外銷售，僅供耀華自用（現(xiàn)在仍在使用，2018年由易揚(yáng)機(jī)械公司升級(jí)了牽引機(jī)及橫切鋸）。
圖18 標(biāo)準(zhǔn)型FRP采光板生產(chǎn)線
圖20 超寬幅采光板生產(chǎn)線
松禾產(chǎn)品有多種系列，以標(biāo)準(zhǔn)型FRP采光板生該線產(chǎn)品規(guī)格：平板最大有效寬度1500mm；瓦楞高度：最大130mm，有特殊要求可以做
產(chǎn)線為例：
到150mm；
板材厚度：0.4~4.0mm；生產(chǎn)速度：2~8m/min：
20m/min薄板機(jī)（0.2~0.4mm）已經(jīng)在做。
圖19 智能型FRP采光板生產(chǎn)線
圖21 3.2m超平膠衣平板生產(chǎn)線（車廂專用）