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刘建平　山西省五台县益通节能技术研究所

王春雨　山西省忻州市嘉兴装琪有限公司

摘要：在真空箱内配里电磁铁与弹簧器，并用脉波电流控制进行较低树脂用黄的人造石薄板成型;在树脂基混合料中配加富含微童元素的石粒，并用对合模具振动压制养生型器具;采用转向布料器具改善荒料及薄板合成石的花纹效果。

关键词：人造石 电磁铁 弹簧 微量元素 养生器皿 转向布料

目前，荒料成型的合成岗石、实体面材和薄板成型的石英合成石，分别以低成本、成型设备简单和高硬度等优点，广泛用作建筑装饰及厨柜台面材料。其次，采用树脂基糊状料体与模型并以浇铸方式制作的仿玛瑙及玉石的面盆及工艺器皿等具有立体形面的产品，也延伸于卫生洁具领域。

目前存在的问题是：荒料成型的合成岗石与软体成型的实体面材两种占人造石市场主导地位的产品，均在过多的生产厂家投产与产品自身的弊病下，引起了行业的恶性竞争及其价格的大幅度波动。采用真空、振动成型工艺的石英合成石以其可向地面与台面两个装饰领域延伸的优势，正在迅速扩大其市场份额。但其薄板成型设备的造价及其工艺，对众多实体面材人造石厂家有些可望而不可及。如何提高人造石的使用价值及市场价值，具体在配加简易振动器及其频率的提高，荒料及薄板成型设备的简化，配制花纹工艺的提升，模压养生型器皿和表层复合工艺五个方面，是人造石工艺技术在较长时期研发的主要内容。

1.电磁振动成型装置

在先进的混凝土预制件的成型工艺中采用的振动频率及其转速是9000dmin。例如ZF200型高频电机的频率为157Hz。现行的合成石成型使用的振动器，往往在4200r/min的转速下就出现密封件渗漏及构件损坏的问题。在薄板成型机的制造上，其原理大多是前加年进口设备的模式，其振动频率和压制方式基本没有大的变化。

电磁振动成型装置的设计思路是用成组的压缩弹簧支撑压具板，并用成组的电磁铁对压具交替进行电磁吸引，从而在其脉波电流按4-6节拍的控制中形成150Hz以上频率的高频振动。其基本结构是：在类似于实体面材真空箱的顶部装设两排电磁铁，由其动铁心的上端及其传动杆联接压具钢板;在压具两边的下部装设成组的弹簧器具，用其压缩弹簧的弹力支撑压具并保持平衡;在真空箱的下部装设一组传动圆辊，并将其布置于可微量升降的机构上，这种边框与线圈处于固定状态，由其可垂直运动的动铁心带动压具，并在其半波通流的控制中产生100}300Hz频率的高频振动。在4只或6只电磁铁依次通流而产生推移式的振动中，以高频的振动和循环的推移保证了树脂基混合料压制成型的密实度。

2.养生型人造石器皿的振动成型

对于在组合模具中用糊状树脂基料体浇注成型的类如仿玛瑙器皿及卫生洁具的生产工艺，同样在增加振动工艺时具有大幅度降低树脂用量的益处。例如，在洗面盆和工艺花盆等仿玉器皿的成型中，可将其模具制作成承受压力的阴模与阳模的组合结构，并用数个电磁铁带动的压具板对其阳模进行振动压具。养生型人造石器皿振动成型的工艺是：采用8%一12%的不饱和聚醋树脂和10-80网目的石粒及800网目的石粉，并用一定量的富含微量元素的岩石石粒共同搅拌成松散状的混合料;其微量元素选用富含锌、硒等成份的岩石或提纯制品;在模具中铺放混合料，并配制天然石纹理，或在其表层适里分布仿玛瑙及玉石的糊状料体;将其阴、阳模对合，整体放置于边长小于1.3m的小型成型机内。其后进行真空抽制、150H：的高频振动、固化、脱模和表面的研磨抛光，从而以振动压制的方式完成养生型器皿的加工。这种含有微量元素的石粒，在其分子扩散，特别是其对水的扩散而产生有益于人体健康及养生的潜在作用，使得人造石器皿具有更深层次的市场价值。

3.电磁铁及变流电路参数的计算

电磁铁之中的动铁心的行程与成组的压缩弹簧是相互配合的，其动铁心在吸合时的气隙距离可设定为0.2-1.0cm。该型电磁铁吸引力的最大值为： 

例如，设定结构体数J=4.5，中柱铁心的r=6，W=300 匝， Im=50A，δ =0.5cm时，其电磁铁吸力的最大值接近于120kN。

在电磁铁的线圈等效成电阻R与电感L的串联支路时，经由晶闸管与换流电容器C构成串联谐振回路。其振荡频率f与最大电流Im分别为： 

对应电磁铁线圈匝数的计算，可套用交流电磁铁的计算公式并乘以1.0-2.0的折算系数。弹簧的最大压力可按照等于电磁铁合成吸引力最大值的20%-40%计算。

4.控制电磁铁的组合变流电路

电路原理中用电容器与电感线圈串联的方式，在其电场能量与磁场能量进行往复的传递中可实现其无功能量的平衡。若用交替通断的电子器件并经由串联的电容器对电感线圈进行其正、反向的通流控制，利用充电的电容器的脉波放电形式对感性线圈进行其快速的通流，可使其电流的相位接近于电压的相位而提高其功率因数。

本型装置包括有：6只普通整流管D1-D6构成的三相整流桥;分别具有铁心的L1与L2二只电抗器的绕组;用T7-T10四只普通晶闸管和C4换流电容器构成的调压斩波器;两只C01与C02电解电容器构成的具有中点E0的滤波电容器;三只电力电容器C1-C3构成的换流电容器;6只普通晶闸管T1-T6构成其桥路断开的逆变器。其主电路的接线方式如图1所示： 

本型电路的特点是：串联的C01与C02两电容器的相联端E0与三相交流电源的中性点O的电位接近于相同;6只电磁铁绕组分别的非同名端两两相联后，再依次与C1， C2， C3电容器串联联接;6只绕组与三相逆变桥的U1， U2， V1， V2， W1， W26个输出端分别相联;在T9与T10两只晶闸管导通时，L1与L2两只电抗器绕组同C01与C02两只电容器构成LC滤波电路，并配合C4换流电容器在T7与T8晶闸管的交替通断而构成调压斩波电路。

5.转向布料的器具及工艺

莎安娜米黄合成石是在某种不经意处妙天然的意境中产生了可现的市场价值。对下一步的更高档次的花色品种如何做的问题，本文作者根据多年指导有关厂家配制花纹型产品的经验及进一步的思考，认为用电磁力并采用“转向布料”的专用器具进行动态的后期染色，有可能在实现其天然化方面有所突破。

转向布料是将现行的荒料成型机内的垂直布料方式，增加平行输送带或转向器具并同步进行动态染色的工艺方法，并可分为大转向与小转向两种布料方式。大转向的做法是：在双轴搅拌机的下料口至模箱往复布料的中线处，装设2.0}4.Sm长度的平行传输带;在皮带上面至真空箱顶部的空间内排布有均流、辊压、洒料、喷涂、拌合和电磁铁等互相配合的配制花纹的器具;在单色或搅拌中配色的散状料体沿传输带的快速运输中，利用辊压器的压制成块、块状料表面染色和电磁吸引力促使料体中含铁颜料的位移。而构成长线条及网格状的纹理。该型组合装置还可在传输带上漏洒粘附颜料的石粒与其后的垂直搅拌杆的旋转拌合中，形成具有渗透性的团粒组合花纹，以此达到采用双星形搅拌机配制仿花网岩的花色效果。这种转向布料对设计新型成型机提供了超越国外模式的方案，其两道垂直提升门和统一进行真空抽制的工艺，在布料完成后，模箱沿通道运送约半个模箱的长度便进人压具进行压制的位置，从而简化了设备结构而使其整体长度缩短在l0m之内。

所述的小转向布料是在布料中利用下漏料体的偏流而进行花纹配制的工艺方法。其技术特征是：采用辊压器与配置电磁铁的倾斜板，对混合料进行均流、压制、磁化和转向;用倾斜布置于布料斗下侧的瓦形导流板对料体进行转向而返回至布料斗的中线;用成组的液体喷涂器具对导流板上自然下滑的形成块状的料体进行喷涂染色，并对模箱中呈延长锥形体的堆积料微量进行雾状染色;经4}8min的以块状料体表面进行雾状染色并逐渐堆积于模箱的过程而完成布料中的配色工艺。在布料斗内设置成组的电磁铁，不仅利用其对含铁颜料的电磁吸引而使其形成一定的纹理，还利用其通以脉波电流形成的微盆振动力而控制料体的流量。 

6.结束语

采用脉波电流控制并用弹簧辅助的电磁振动器，以简易的结构实现了150Hz及以上的高频振动，并实现了快速的波纹压制。在实体面材人造石的真空箱内配置电磁振动器具，对其产品的升级换代具有决定性的意义，并在其配加石英砂与大理石砂的工艺变革中使其产品应用扩展至地面范围。经小型试验，对电磁铁利用模具的钢板及混合料构成导磁回路，或者用动铁心及外壳组成导磁回路的两种电磁振动方式摸索出参数变化的规律，并确定了制作大型设备的方案。在合成石布料中应用电磁吸引力及振动力进行花纹配制，尤其在配合转向布料中进行多种天然石花纹的配制，具有充分应用曲面成线、块体成网和相互渗透的配色规律而提高其观赏性及市场价值。人造石的成型将振动频率提高至150Hz以上，配加微量元素的石料和布料中进行辊压并喷涂雾状颜料的工艺，无疑会使其产品的市场份额及价值提高。

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