一、礦山開采機械的現狀
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隨著國家對石材礦山開采的治理,目前國內石材礦山開采正朝著機械化開采方向發展。
1.大理石及砂巖礦山的開采
由于大理石及砂巖礦山相對容易開采,因此較早地開始應用機械化進行開采。在四川、山東、福建等地區己有許多企業開始應用金剛石串珠繩鋸配套鏈臂鋸進行機械化開采。金剛石串珠繩設備主要是進口意大利瑪瑞尼等公司的產品,國內高時公司、福建福州大學機械廠等已進行消化吸收,并開始國內生產金剛石串珠繩鋸等開采設備。山東化興機械股份有限公司也已完成了技術設計,目前正在進行試制及試驗,今年將推向市場。
2.花崗石礦山的開采
花崗石礦山機械化開采難度相對較大。近幾年主要以福建生產的金剛石圓盤式開采機為主,進行花崗石的開采,此種設備主要用金剛石圓盤鋸切割石料,料塊度較小。別外,還有少數礦山已成功應用金剛石串珠繩鋸進行開采,大部分礦山以鉆孔膨脹法進行開采,還有部分礦山采用火焰法進行開采。花崗石礦山開采發展方向是,以排鉆鑿孔機進行鉆孔,膨脹劑輔以氣動分離設備進行分離的方法進行開采,最終向金剛石串珠繩鋸開采法方向發展。
二、石材鋸切加工設備的現狀及發展方向
1.薄板、窄板的鋸切加工現狀
國內目前主要以國產金剛石圓盤鋸石機進行薄板及窄板的鋸切加工,在北方地區主要以橋式鋸石機為主,在南方地區主要以單臂組合鋸機為主,另外還有龍門式金剛石圓盤鋸石機,帶端梁式橋式金剛石圓盤鋸石機。金剛石圓盤鋸機朝著多片組合、金剛石鋸片超薄片方向發展。國內生產金剛石圓盤鋸的企業有:山東華興、福建銀華、貴州建新等比較大的企業,另外許多小企業也進行生產,競爭比較激烈。山東華興已生產出國內最大直徑的金剛石圓盤鋸石機(小3500mm),華興生產的30片金剛石圓盤鋸石機,配套水平有切割卸板機和全自動真空搬運機,基本實現了金剛石圓盤鋸機的全自動化切割,是目前國內最先進的全自動金剛石圓盤多片鋸機。
金剛石圓盤鋸石機的主要發展方向是,向著高速切削、智能化控制、切割高精度,鋸片基體超薄化(目前在福建已經有小1600,基體厚度為3.2mm厚的金剛石圓鋸片)方向發展。目前山東大學正在進行無軸金剛石鋸片的研究。隨著我國機械制造水平的提高,以及機械優化設計技術和計算機輔助設計技術的發展,金剛石圓盤鋸石機的技術水平將有巨大的提高,未來幾年將在切割效率、質量、成本以及切割大幅面板材等方向取得較大發展。
2.石材大板加工設備
目前金剛石圓盤鋸的最大加工幅面為LSOOmm寬。有個別石材加工企業利用金剛石圓盤鋸石機通過對剖切割的方式,使切割寬度達到2000mm以上,但這樣切割效率低、成本高。國內主要采用金剛石框架鋸(排鋸)、砂鋸分別進行大理石和花崗石大板的加工。近幾年也有企業引進了多繩金剛石串珠繩鋸進行大板的切割。
國內石材行業應用的金剛石框架鋸和花崗石砂鋸,主要是進口意大利設備。進入二十世紀后,國內先后有幾家公司開始消化吸收意大利大板加工設備的技術,生產國產框架鋸和花崗石砂鋸,但是由于關鍵技術沒有掌握,在工作效率、切割成本以及連續無故障運行等方面與意大利設備還存在較大差距。廣東利達、福建盛達、濟南恒運達等企業均生產框架鋸和砂鋸。上海飛宙公司引進意大利BM公司的技術生產的花崗石砂鋸,質量及性能較好,在國內市場占有率較高。大理石排鋸在國內應用量較大,而且國產設備相對成熟,主要存在問題是鋸框導軌系統及液壓漲緊系統故障較多,意大利設備以雙連桿為主,而且國產設備以單連桿為主。山東華興已設計出靜壓導軌和雙連桿驅動的金剛石框架鋸,今年將推向市場。
花崗石砂鋸在國內石材行業應用情況較差,除少數較大企業及外資企業能夠正常使用外,大部分企業的砂鋸基本處于停產狀態,主要原因是國內缺少砂鋸切割工作的操作管理經驗,特別是砂鋸的砂漿配料及供漿系統與意大利石材企業相比,還存在較大的差距。
國內大理石框架鋸鋸條數量主要有80條、100條;花崗石砂鋸鋸條數量主要有120條、156,條框架鋸的發展主要是向著高速切削、鋸條超薄方向發展,砂鋸主要是朝著大型多鋸條方向發展。目前山東華興已研究出新型花崗石砂鋸,正在進行研究試驗,該項技術成功后,將使砂鋸的切割效率提高10倍以上,將極大地推動花崗石大板切割技術的進步。
國內小數企業采用金剛石串珠繩鋸進行大幅面板材切割,繩鋸切割大幅面板材主要存在平面度誤差比較大的問題,厚度要求嚴格時,切削出的板材需要進行定厚機定厚,切割成本較高。
3.碑石切割及條石切割
主要采用金剛石圓盤鋸石機,配套專用切割機進行加工。目前有多片條石切割機、條石齊頭切割機、蘑菇石專用切割機。
三、石材表面磨光加工的現狀及發展方向
國內大型石材加工企業,石材磨光多采用磨拋加工生產線,窄板、薄板加工生產線自動化程度較高,基本實現從毛板L料到成品規格板的打蠟、檢驗、包裝全過程自動化。有部分企業主要生產過程采用自動化程度較高的設備,中間輸送采用人工輔助輸送,生產線屬半自動化。大板加工基本上應用多頭連續磨拋機進行磨拋加工,再配套紅外線橋切機,切割成品規格板材,需要時再用磨邊倒角設備進行輔助精加工。中小企業很少有連續磨拋機,基本上以手扶磨拋機和橋式磨拋機,有些企業將多臺手扶磨光機配套機動工作臺,組成流水生產線。
隨著石材工業的發展,特別是深圳、東莞、廈門、水頭等地大型石材企業引進先進的意大利石材生產線后,自動化水平高、加工精度高、質量好,帶動了國內石材加工水平的發展。
國產連續磨拋生產線,近幾年也大量地被國內石材企業使用,如廣東利達、福建盛達、廣東合升等企業生產的連續磨拋機也大量應用在國內石材加工業,山東華興已研制出連續磨拋生產線,并于去年銷售越南、哈薩克斯坦等國家。石材磨光技術也不斷發展,近幾年樹脂磨具也廣泛取代了菱苦土磨具,金剛石磨具也被大量地應用。
石材磨光設備主要發展方向是采用電氣控制新技術,將光、液、電一體化。現在大板磨拋設備的磨拋厚度越來越薄,寬面薄板磨拋技術將被應用。
石材磨拋設備國產化技術水平正在與意大利先進技術差距不斷縮小,隨著石材機械生產企業制造及設計水平的不斷提高,國產磨拋設備將很快趕超意大利。
四、石材異型加工國內外現狀及發展趨勢
目前,國內石材異型加工設備也有幾十種,但是與意大利等先進設備相比,還存在很大差距。國內少數大型石材加工企業,近幾年從意大利引進數控異型加工設備,進行復雜的異型石材加工,進口異型加工設備主要有石材加工中心、臥式數控加工機床、立式數控加工機床、數控臺面加工機床等。
石材異型加工有許多工序,即便是大企業,也是靠手工完成,特別是不規則形狀表面的磨拋光,基本上是靠手工完成。
國產異型加工設備雖然有許多品種,但真正功能強大的數控加工機床還沒有,主要是簡單的數控(二軸聯動、三軸聯動)機床,再就是采用成形刀具進行異型加工。
異型石材加工設備的發展空間較大,主要方向就是多維數控,異型石材的機械化磨拋光技術,各種復雜空間曲面的加工設備及刀具,可以借鑒金屬數控加工設備的結構及控制技術,用于石材異型加工設備。
石材平面異型加工設備工藝較成熟,數控金剛石串珠繩鋸,數控水刀切割機,三維數控銑床等異型加工設備已經成熟,并廣泛應用于石材加工。圓弧石材、球形石材的切割及磨拋技術相對成熟。
異型磨邊設備(特別是各種圓弧邊),近幾年不斷推向市場,并實現了多頭連續磨削、磨光,機械化水平不斷提高。
五、石材加工環保設備的現狀及趨勢
隨著社會的發展,對石材加工業的環境保護呼聲不斷提高,改善石材工廠環境,減少粉塵及噪聲污染被人們重視。上海飛宙公司引進意大利BM技術,生產出了石材加工廠污水集中處理系統,也被用于國內石材加工企業,減少了粉塵的污染,同時提高了加工廢水的重復利用。今后研究石材異型加工環保設備,提高改進金剛石切割工藝,淘汰冷卻液在金剛石圓盤鋸切割過程中的應用,都有利于改善石材企業的環境,研究改進石材加工刀具也有利于降低石材加工噪音,減少粉塵污染,提高生產效率。
隨著石祠加工技術及裝備的進步,石材加工企業將朝著工廠自動化、管理信息化、優質低耗的方向發展。