فرایند تولید سمنت بورد با توجه به اهمیت روش هات چک و استفاده از آن به عنوان بهترین روش تولید فایبر سمنت برد به شرح این روش تولید می پردازیم

فهرست مطالب

تولید سمنت برد

فرایند تولید سمنت بورد

با توجه به اهمیت روش هات چک و استفاده از آن به عنوان بهترین روش تولید فایبر سمنت برد به شرح این روش تولید می پردازیم .


1- 3 مراحل تولید صفحات سیمانی الیاف دار در فرایند هات چک
فرایند تولید بر پایه تولید یک دوغاب سیمان، الیاف می‎باشد. پس از آن یک لایه نازک دوغاب روی صفحه نمدی نشسته. و به کمک پمپ‎ها مکنده آبکشی می‎شوند.

درصورتی که نیاز به تولید لوله باشد طول مندرل و قطر آن متفاوت بوده و تعداد برداشت دوغاب بسیار بیشتر خواهد بود.مرحله پایانی کار عمل آوری است که در دمای محیط و یا حرارت دهی(اتوکلاو) می‎تواند صورت گیرد. در ادامه به شرح کامل مراحل تولید خواهیم پرداخت .

تولید فایبر سمنت برد

شکل 1-1، نمایی از فرآیند Hatschek را نمایش می‎دهد.

فرایند تولید سمنت بورد


1-آماده سازی الیاف :الیاف سلولوز معمولا به شکل رول های کاغذ وارد خط تولید میشوند.

تولید فایبر سمنت برد

رول کاغذ سفید و مخزن هم زن


2- تهیه دوغاب سیمانی : در‎این مرحله سیمان وزن شده به میکسر اصلی منتقل میشود .پس از آن با دوغاب الیاف وآب مخلوط می‎شود.‎این عمل تا زمانی که دوغابی یکنواخت شکل گیرد صورت می‎گیرد.


3- شکل گیری لایه فیلم بر روی سیلندرهای مخصوص (شماره 1 در شکل1-1).‎این سیلندرها مشبک( غربال ، شماره 2 در شکل 1-1) بوده . و در حال چرخش در داخل دوغاب، یک لایه از دوغاب را برداشت کرده . و در عین حال آب اضافی را از داخل خود به مجرایی برای بازیافت انتقال می‎دهند.

تولید فایبرسمنت برد


4- انتقال لایه برداشت شده توسط غربال به نمد یکپارچه خشک (مرحله 3و 12 شکل).

خط تولید سمنت بورد

فرایند تولید سمنت بورد


5- برداشت چند لایه فیلم از روی نمد تا رسیدن به ضخامت دلخواه . وسپس جدا نمودن ورقه از روی مندرل (شماره‎های 7تا 9 در شکل 1-1)

فایبرسمنت برد


6 – پرس کردن ورقه ها برای افزایش مقاومت و رسیدن به ضخامت های مناسب .

تولید فایبرسمنت بورد


7- مرحله آخر تولید نیز عمل آوری است که در دمای محیط یا در تونلی که در آن رطوبت محیط حفظ می‎شود . و یا دما بالاست , انجام می‎شود تا فرآیند عمل آوری سریعتر انجام گیرد. روش دیگر عمل آوری به کمک اتوکلاو است که در‎این حالت، بخشی از سیمان با میکروسیلیس جایگزین می‎شود. البته برای کاهش هزینه سیستم،برخی اوقات بخشی از سیمان ممکن است با خاکستر بادی (Flyash ) نیز جایگزین شود.

فرایند تولید سمنت بورد

تولید فایبرسمنت
روش تولید سمنت بورد


مهمترین و بحرانی ترین مرحله‎این فرایند تشکیل فیلم است. خصوصیات لایه‎ها به آهنگ فیلتر شدن لایه دوغاب از سیلندر مشبک به پشت نمد و همچنین آرایش یافتگی الیاف بستگی دارد‎. این آرایش یافتگی به گونه‎ای است که حتی استحکام ورقه‎ها را در جهت طولی و عرضی متفاوت می‎نماید.

فرایند تولید سمنت بورد


از آنجا که شبکه‎این سیلندرها بسیار حساس بوده و در صورت هر گونه اشکال، مراحل برداشت لایه و انتقال آن به نمد با مشکل مواجه می‎شود، بنابراین باید از الیافی استفاده شود که با فرآیند موجود سازگارند و صدمه‎ای به سیستم نزنند .
کنترل مشخصه‎های فیلتر نمودن در بخش‎های آتی با توجه به ترکیب دوغاب و خصوصیات سطحی الیاف تشریح خواهد شد.
برای‎ ایجاد آرایش یافتگی الیاف در ورقه‎ها (که باعث بهبود خصوصیات مکانیکی می‎گردد) جریانی توسط همزنها در مخزن به وجود می‎آید . که با توجه به جهت همزن، آرایش یافتگی خاصی را به وجود خواهد آورد.‎این اثر منفی، در اثر همزدن با سرعت بالا و استفاده از الیاف بلندتر، افزایش می‎یابد.


فرایند تولید سمنت بورد


1-4 فرایند تشکیل فیلم در ماشین Hatschek

این روش تولید باعث می شود تا الیاف در دو جهت پخش شوند تا مقاومت بهتری در صفحات بدست آید .


تشکیل ورقه های در ماشین هات چک در 4 مرحله انجام می شود .
1-شکل گیری اولیه یک لایه فیلتر ( الیافی که در مرحله اول بر سطح غربال می نشینند . و مانند فیلتر عمل می کنند ) در روی سطح غربال (Sieve)


2-ساخته شدن یک لایه بسیار آب دار از سیمان الیاف دار . بر روی لایه فیلتر که با چرخش غربال در تماس با دوغاب موجود در دیگ انجام می شود.


3- آب گیری اولیه فیلم مرطوب با فشار کم ضمن انتقال بر روی تسمه نقاله (Flet )


4- آب گیری شدید فیلم ضمن عبور از دهانه مندرل (Accumulation roller)


این مبحث مرحله دوم این فرایند را با جزئیات مورد بررسی قرار می دهد. با تعداد دیگهای ثابت( VAT) ، ضخامت لایه ای که هنگام عبور غربال ازدوغاب شکل می گیرد . متناسب با جذر تراکم مواد جامد در دوغاب موجود در دیگ تقسیم بر سرعت ماشین می باشد. ارائه اطلاعات درباره نحوه کارکرد ماشین هات چک به خاطر اهمیت این رابطه است .


این رابطه در خصوص کنترل صاف بودن صفحات و خصوصیات کلی ماشین در رابطه با ضخامت صفحات مورد بحث قرار می گیرد .

دیاگرام ماشین هات چک

فرایند تولید سمنت بورد


صفحات در ماشین هات چک بصورت زیر شکل می گیرند.


1-هنگامی که غربال تمیز داخل دوغاب داخل دیگ فرو می رود ، آب دوغاب از غربال عبور کرده . و یک فیلم نرم متخلخل از الیاف و سیمان روی سطح غربال بر جای می ماند.


2-غربال حامل فیلم در هنگام خارج شدن از دیگ با تسمه نقاله نمدی که محکم دور غربال کشیده شده تماس پیدا می کند، بر اثر فشاراین تماس بیشتر آب فیلم گرفته می شود .


3-فیلم روی تسمه نقاله نمدی به سمت مندرل حمل می شود که درآنجا تحت فشار بیشترآبگیری نهایی انجام می شود .


4-مقدار کافی از فیلم ها روی مندرل پیچیده می شوند تا یک ورقه ای با ضخامت مورد نظر را تشکیل دهند . سپس صفحات از مندرل جدا شده و به صورت تخت پهن می شوند .

قیمت سمنت بورد

شکل 1-4 آبگیری اولیه فیلم و جدا شدن آن از غربال

همانطور که از ساختار ماشین هات چک انتظار می رود، امکان اندازه گیری ضخامت لایه ای که درون دیگ بر روی غربال رسوب می کند وجود ندارد . علاوه بر آن اندازه گیری ضخامت فیلمی که بر روی تسمه نمدی بسوی مندرل حمل می شود ساده نیست . بنابراین می توان میانگین ضخامت فیلم را از ضخامت ورقه نهایی تقسیم بر تعداد فیلمهای تشکیل دهنده آن بدست آورد.

فرایند تولید سمنت بورد


بنابراین می توان استنباط کرد که فشار شکل گیری در دهانه غلطک سندانی ومندرل بر ضخامت ورق نهایی و ضخامت ظاهری فیلم که در دیگ تشکیل می شود تاثیر می گذارد . امادر ادامه می توان دید که آب گیری فیلمها در درون ماشین هات چک موقعی. که فیلم از غربال به تسمه نقاله نمدی انتقال می یابد. همچنین خواهیم دید که برغم اینکه ضخامت ورقه متاثر از فشار دهانه در مندرل می باشد اما این اثر ناچیز است.


وقتی که فقط اثرات اصلی بر نرخ شکل گیری فیلم را مورد توجه قرار می دهیم فشار دهانه را می توان نادیده گرفت که البته کمی از دقت عمل را می کاهد .
باید توجه نمود که ماشین های هات چک جدید 4 یا تعداد بیشتری دیگ بصورت پشت سر هم دارند تا بهره وری افزایش یابد . نتایجی که در زیر ارائه می شود مربوط به ماشینی با 4 دیگ می باشد .که 2 یا تعداد بیشتری از دیگهای آن بطور همزمان کار می کنند.


1-5 جزئیات مکانیزم شکل گیری فیلم


مکانیزم کلی شکل گیری فیلم از صافی گذراندن است. یک غربال استوانه ای در تماس با دوغاب از الیاف و سیمان می چرخد و فیلمی شکل می گیرد که بطور مدام از غربال که از دیگ بیرون می آید جدا می شود .
شکل گیری فیلم بصورت زیر انجام می شود
1- لایه فیلترشده ایی از الیاف برسطح غربال در فاصله کوتاهی از غوطه ور شدن در آب شکل می گیرد. ( بلند بودن الیاف نسبت به دانه های سیمان باعث می شود که بر روی سطح غربال جمع شوند )

فرایند تولید سمنت بورد


2- فیلم در ادامه همچنان بر روی غربال جمع می شود اما به مرور که این حرکت ادامه پیدا می کند نسبت کمتری مواد الیافی و نسبت بیشتری مواد غیرالیافی بر روی سطح غربال جمع می شود . (بعد از این که یک لایه از الیاف بر روی سطح غربال جمع شد .باعث چسبیدن مواد سیمانی بر روی لایه تشکیل شده از الیاف می شود )


3- فیلم آبگیری شده از غربال جدا می شود و روی تسمه نقاله نمدی که غربال را حرکت می دهد قرار می گیرد . به این نکته باید توجه نمود که موقعیت شکل گیری لایه فیلتر(مرحله 1) بستگی به طریقه عمل غلتک همزن الیاف در ماشین هات چک دارد که دو امکان می تواند در این رابطه وجود داشته باشد .

فرایند تولید سمنت بورد


غلتک همزن الیاف درخلاف جهت غربال حرکت می کند. و دوغاب را برروی غربال در بالای نقطه غوطه وری پرتاب می کند .دراین حالت بیشترین مقدار شکل گیری لایه قبل از ورود غربال به مایع می باشد.
غلتک همزن الیاف درهمان جهت غربال حرکت می کند .که ممکن است بایک زبانه حدود 50 میلی متری لاستیک در زیر سطح مایع نصب شده باشد. دراین حالت لایه فیلتر درست زیر زبانه لاستیکی شکل می گیرد.
با توجه به نیاز معرفی مواد خام در این قسمت به صورت مختصر به معرفی مواد تشکیل دهنده می پر دازیم . در فصول آینده به تشریح کامل مواد خام می پر دازیم .


1-6 مواد
خوراک ماشین هات چک دوغابی است از الیاف ، سیمان پرتلند و مواد معدنی کاملا نرم شده مخلوط با آب .


1-6-1 الیاف
صفحات سیمانی حاوی الیاف آزبست امروزه نیز تولید می شود. پس از آن آزبست بصورت مکمل استفاده شد. همچنین استفاده از الیاف مصنوعی که قادر به ارائه مشخصات خاص به محصول نهائی هستند متداول است .
دراین قسمت به ترکیبات جدید بر پایه سلولزی می پردازیم زیرا پایداری بهتری دارند . الیاف چوبهای که معمولا مصرف می شود 3 میلی متر است . قطر الیافه سلولزی ممکن است با یکدیگر فرق کند اما اختلاف قطر بین انواع مختلف ناچیز است و بطور معمول حدود 40 میکرون می باشد.
در این مرحله منبع الیاف و شکل گیری الیاف فاقد اهمیت می باشد . شکل گیری فیلم به مشخصات هیدرولیکی آنها بستگی دارد.

1-6-2 مواد غیرالیافی :

فرایند تولید سمنت بورد


ترکیب در روش هوا خشک معمولا حاوی مقدار زیادی سیمان پرتلند. که با موادی مانند خاک رس، میکرو سیلیکا، سنگ آهک یا خاکستر است که به نسبت های دقیقی ترکیب می شود.


به استثناء خاک رس و میکرو سیلیکا که ممکن است ذراتی به اندازه 2 میکرون یا کمتر داشته باشد. معمولا میانگین قطر مواد غیرالیافی حدود 50 میکرون می باشد که برابر با سیمان پرتلند است . این نکته در شکل گیری فیلم حائز اهمیت می باشد.


1-7 شکل گرفتن لایه فیلتر ( لایه اولیه الیاف چسبیده به غربال )
معمولا منافذ غربال حدود 0.4 میکرون می باشند . و واضح است که مواد غیرالیافی درحد قابل توجهی از منافذ غربال کوچکتر بوده و از غربال می گذرند. درحالیکه الیاف می توانند روی منافذ قرار گیرند مگر اینکه بر سطح غربال عمود شوند که دراین حالت می توانند از منافذ غربال عبور کنند.

فرایند تولید سمنت بورد

راندمان جذب مواد غیر الیافی توسط لایه فیلترشده الیاف بستگی به یکدست بودن الیاف دارد .
عمل آوری الیاف خام جهت کاهش قطر موثر آنها ضرورری است . این عمل از طریق یک فرایند تصفیه که در آن بجای بریدن الیاف آنها را له می کنند انجام می شود.


نظریه فلیتر شدن بر تشکیل فیلم در ماشین هات چک دلالت می کند .


با پذیرش این روش و فرض که کیک در شرایط شکل گیری تراکم پذیر نیست،”کالسون” و “ریچاردسون” معادله زیر را ارایه کردند.

با استفاده از V می توان نوشت

تولید فایبر سمنت برد

نحوه قرار گیری غربال در درون دیگ و محوطه دوغاب

تولید فایبر سمنت برد


شکل 1-7 برشی ازدیگ ماشین هات چک

فرایند تولید سمنت بورد


به شکل 1-7 توجه کنید که یک دیگ ماشین هات چک معمولی را نشان می دهد که غربال در عکس جهت ساعت می چرخد . غربال در نقطه A به زیر سطح دوغاب فرو می رود و در نقطه D از درون دوغاب بالا می آید . درهر دو حالت کاهش فشار در سراسر غربال بعلت وجود دوغاب صفر است .از A تا B فشار تا حد اکثر بالا می رود و از B تا C در حد اکثر باقی می ماند و از C تا D پائین می آید تا به صفر برسد .