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石材知识

花岗石高效、绿色锯切用、金刚石框架锯概述

点击数:10162016-08-31 18:25:23 来源: 鄯善至德石材有限公司

面对花岗石产业资源节约、环境友好的实际需求,仅仅被动地限制、被动地想办法去处理不能从根本上解决问题。需要主动、从根本解决花岗石生产中的问题:即实现资源节约、能源节约、减少锯泥(污水)出量,降低生产过程与生产环境的扬尘量和噪声等。其核心关键的技术就是花岗石的锯切技术,即需要新一代的花岗石锯切技术与装备。

1 花岗石绿色、高效锯切技术与装备

围绕目前花岗石板材锯切技术与装备的应用与发展情况,简单分析一下金刚石圆盘组锯系统和新型金刚石框架锯锯切的关键技术。

1.1 窄幅面花岗石锯切方案——金刚石圆盘组锯机系统

1.1.1 挂装薄型组合金刚石圆锯片的金刚石圆盘锯机

当前,依靠横梁实现水平进给、自适应竖直进给的龙门式、桥式金刚石圆盘组锯机的性能越来越稳定、锯切板材的工艺技术逐步完善,锯切质量、成本等获得普遍认可。为薄型、超薄型金刚石圆锯片的推广、普及奠定了基础。

1.1.2 薄型、超薄型、低噪声金刚石圆锯片基体

经过多年的发展,金刚石圆锯片在材料选配、结构设计、生产工艺等技术方面取得了长足进步,伴随着花岗石锯切的一次次飞跃。金刚石超薄圆锯片生产与应用技术日趋成熟,新一代的金刚石圆盘锯机已经迎来低噪声、金刚石超薄圆锯片组合锯机时代。

1.1.3 高性能金刚石锯齿、薄型锯齿技术获得突破

新型金刚石锯齿以国产优质金刚石单晶、粉末冶金金属粉体、稀土金属、纳米粉体为原料,利用先进设备,突破传统观念,采用新技术、新工艺,产业化生产国内领先水平的新型金刚石锯齿。锯齿具有薄型、高耐磨、高寿命等优点,仅使用清水冷却,取代了传统危害环境的冷却剂 。

1.1.4 应用金刚石超薄圆锯片组合的锯机系统在水头、莱州获得大面积推广应用,取得了很好的效益。

1.2 宽幅面花岗石板材锯切方案——新型金刚石框架锯机系统

1.2.1 具有创新机构的锯机试制实验获得突破

1.2.1.1 应用模块化设计技术开发了新型金刚石框架锯机系统,在系统研究金刚石框架锯锯切花岗石的工艺特点,针对高速往复、交变重载荷下的工况条件,创新设计了一种新型运动导向机构,合理分配锯条、锯齿的锯切荷载,实现了锯条锯齿有序的锯切运动机制,保证了锯切工具的性能与使用寿命,如图1、图2所示。

1.2.1.2 实验研究了系统并分析金刚石框架锯锯切花岗石的运动系统特性,在系统分析锯机静动态性能的基础上,兼顾锯机性能、锯切效率、工具性能与使用寿命等,优化设计锯机各功能模块的结构及其尺寸。

1.2.2 高性能锯条试验选型、实验定型成功

1.2.2.1 根据金刚石锯条基体超薄、大跨度、长厚比大、预张紧力大、以及承受锯切载荷大且非对称的结构、工艺特点,实验筛选抗拉强度高、屈服强度高的锯条材料,满足了花岗石高效锯切的要求;

1.2.2.2 系统分析金刚石锯条预张紧及非对称锯切载荷特征,实验优化金刚石锯条基体横截面结构尺寸参数,获得理想的长、宽、厚结构尺寸,厚度规格在3.0mm?3.5mm,实现花岗石、大理石锯切的普适性,避免锯切不同石质时更换锯条的麻烦。

1.2.3 新型框架锯用高性能金刚石锯齿制备技术获得成功

1.2.3.1 艰难困苦,玉如自成。经过多年的研发与实验,山东日能超硬材料有限公司研制成功并实现量产了新型框架锯用高性能金刚石锯齿,如图3、图4所示。

1.2.3.2 通过实验研究,按照花岗石可加工性能的差异性,通过实验建立了针对不同质地性能花岗石锯切对应等级的金刚石锯齿及其相应的锯齿排列方式,保证了锯切任何花岗石的锯切运动平稳性、锯齿寿命、锯切效率、锯切质量及经济性,如图4所示。如锯切承德绿(荒料规格2.4m×2m×1.8m,肖氏硬度90HS,压缩强度111.6MPa),给进速度50mm/h以上,锯切成本小于30元/m2,具有很好的经济效益。

1.2.3.3 宽幅面花岗石高效绿色锯切工艺在多品种花岗石实验成功

研究匹配典型花岗石锯切加工的高效、绿色工艺技术,即对于不同性质的花岗石锯切,进给速度、切削速度、预张紧力等锯切参数的合理选择,实现金刚石框架锯锯切花岗石高效(锯切表面质量好,后续研磨工作量小)、绿色(冷却水循环使用、噪音小、无粉尘)、资源节约(锯缝小、成材率高,能耗低)的加工性能,为构建应用金刚石框架锯机高效、绿色锯切花岗石工艺数据库奠定了基础。

1.2.3.4 新型金刚石框架锯机高效、绿色锯切花岗石的锯齿磨破损机制,花岗石去除机制研究正逐步展开

根据新型金刚石框架锯的结构、运动特点,通过实验研究花岗石的锯切去除机制,金刚石结块的磨损机制及其影响因素,根据胎体材料与花岗石的材料适配原则,进一步优化金刚石锯齿结块的制备技术,为新型金刚石框架锯机系统的发展做好了技术储备。

2 花岗石高效、绿色锯切技术与装备的发展

随着上述技术与装备的日趋成熟和推广普及,花岗石常规工程板的锯切即将迎来“两分天下”的态势:窄幅面板材锯切以挂装金刚石超薄圆锯片组合的锯机系统为主;宽幅面板材锯切以新型金刚石框架锯机系统为主。

基于完善花岗石锯切系统的工艺技术、锯机技术、工具技术的配套发展,石材行业将真正从根本上解决困扰行业的“资源、环境”问题,实现绿色发展:

2.1 锯缝减小,一锯到底:成材率提高,解决了资源问题;

2.2 锯缝减小,高效锯齿:提高锯切效率,实现了能源节约;

2.3 锯缝减小,不用冷却剂:减少锯泥、污水量,锯泥成份单一,便于集中系统处理;

2.4 锯缝减小,不用冷却剂——锯泥成分单一,便于处理、便于利用!

2.5 设置了自适应控制功能的进给系统,保证了高性能工具的使用寿命和锯切的稳定性,降低了噪音;

2.6 稳定高校的锯切工艺技术,保证了锯切板材的表面质量,便于后续加工。

经过花岗石高效绿色生产技术协同创新联盟单位(山东大学山东石材工程技术研究中心、山东日能超硬材料有限公司、上海闽盛机械设备制造有限公司、日照海恩锯业有限公司、山东国博石业有限公司)的共同努力,相关技术、工艺装备均具备了大面积推广的条件,可以为行业提供花岗石整体理想的锯切方案。

随着这些技术的普及推广,花岗石加工将迎来“革命”式的发展,中国石材行业将为世界石材业做出卓越贡献!

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