浅谈利用芯模振动工艺和设备生产排水管

利用芯模振动工艺和设备生产排水管的一些体会

南宁鸿基水泥制品有限责任公司  何栋

　　我公司从上世纪八十年代开始生产排水管，离心、悬辊、插入式振动等工艺都有采用。2004年4月我公司与苏州科星混凝土水泥制品装备有限公司合作，将该公司研制开发的管径Φ1350mm～Φ2400mm，管长2500mm芯模振动排水管生产设备在我公司进行中试生产。设备于2004年8月投入试生产，使用该国产设备生产出新型柔性接口接水排水管，填补了广西空白。该设备投产后不久，由于南宁市一些重点市政工程相继开工，为了满足工程进度对管材的需要，根据第一套设备使用情况以及实际生产需要，我公司于2005年5月又安装了能生产最大管径达3000mm的第二工位。鉴于芯模振动工艺的生产效率及产品质量优势，2006年初我公司拆除了排水管车间的三台悬辊机，又购置了一套双工位Φ600～Φ1500的芯模振动设备，于2006年4月正式投入使用，目前我公司芯模振动工艺生产的排水管产品已覆盖了从Φ600～Φ3000的所有规格，并已最大生产到Φ2800规格的排水管，自2004年至我公司已生产各种规格、管型排水管道232km，砼超过10万m3。在这几年使用芯模振动设备过程中，我们有以下体会：

　　一、芯模振动工艺比传统工艺有明显的优越性

　　1. 芯模振动工艺与传统的离心、悬辊和插入式振动工艺相比，机械化程度、生产效率明显提高：例如我公司使用芯模振动设备在同时生产Φ2400（6个底托盘）和Φ2200（5个底托盘）两种规格排水管一昼夜可生产42节管（105m）。如适当增加底托盘和场地允许的话还可加大生产量。生产Φ2800×2.5m（6.78m3混凝土）排水管采用芯模振动设备每节仅需40分钟左右（从装骨架到脱模完毕）。特别适合工期紧迫的大量供管。

　　2. 节省劳动力，降低员工劳动强度：整条生产线除了1名搅拌机操作人员外，车间安排制管设备操作人员每班1名，加上1名桥吊操作人员和3名辅助人员，每个生产班共6名工作人员，班产量Φ1350～Φ1800可达25节（62.5m）以上，Φ2200～Φ2400可达15节（37.5m）以上。以前用插入式振动工艺生产大口径管时，14个人一天才能生产8根Φ2400（16m）。芯模振动设备由于没有像悬辊、离心、插入式振动成型工艺那样的喂料和装拆模过程，自动化程度较高，工人的劳动强度也大大降低。

　　3. 产品质量稳定可靠：使用芯模振动设备生产的管子几何尺寸准确，钢承口管、企口管的接头混凝土密实，管子的质量缺陷较少，解决了离心工艺、悬辊工艺承口制作困难、管壁厚度不匀的通病。我公司采用芯模振动工艺生产的排水管产品，经广西壮族自治区建材产品质量监督检验站检验，各项检验项目指标均满足和超过了国家标准的要求。
4. 设备维护保养较简便：芯模振动设备运动部件主要在芯棒内部，且多为液压件，只要芯棒设计加工技术过关的话，设备磨损较少，日常设备维护保养工作主要是清理设备上的积料，更换橡胶弹簧垫，调整内外模具等，单位产值维修费用比原有离心、悬辊工艺有一定程度的降低。

　　5. 设备的适用范围广：最初我公司只购置了Φ1350～Φ2400的七种规格的模具（生产柔性企口管），但我们仅仅通过自制插口碾压盘增加底托盘适配钢环，就可生产不同接口形式的19种规格的排水管，做到一种规格口径只需一套模具，同口径不同管型内外模共用。同时芯模振动工艺还可以较方便地生产异型截面或带内衬的管子。且芯模振动工艺无跳模现象，模具维修量低，节省了大量的模具投资费用和维修费用。

　　6. 改善作业环境，有利安全生产：采用了芯模振动工艺以后，生产过程中基本无废料，车间生产环境较原来得到大大的改进，而且消除了离心工艺和悬辊工艺“飞模”的安全隐患。

　　7. 节能降耗，降低成本：由于使用干硬性混凝土，振动后混凝土密实性好、强度高，立方混凝土水泥用量相对较低，C50砼立方水泥用量平均比离心工艺、插入式振动工艺降低15%以上。由于采用干硬性混凝土，成型后立即脱模，在我们南方地区采用自然养护一天就可翻管搬运，节省了蒸汽费用，生产任务急时，为快速周转，我公司也采用蒸汽养护方案，但蒸汽用量也较其他工艺带钢模蒸养大大降低近。根据我公司统计数字，采用芯模振动工艺后，排水管产品单位煤耗由0.2190吨/m3砼降到0.0748吨/ m3砼，单位电耗由25.32kW•h/m3砼降到9.46 kW•h / m3砼，综合起来，使用芯模振动工艺后每m3混凝土可降低了生产成本约86元（未包括人工成本节约），相当于管径2200mm、管长2500mm的排水管每节管可节约360元。

　　二、采用芯模振动工艺的一些心得

　　1. 生产线最好采用双工位

　　芯模振动工艺及设备虽然有很多优点，但也存在更换生产规格较为繁琐问题。我公司虽然采用芯模振动工艺及设备已有不短时间，更换生产规格一次至少也需要2～3小时左右，采用双工位就可以在一个工位更换模具时另一个工位正常生产。采用双工位可以在一个工位下料振动同时另一个工位进行压头、吊装等操作，有利于充分发挥搅拌后台和喂料系统的能力，提高生产效率。事实上双工位和单工位相比在土建、设备上增加的投资并不很多，至少在土建施工时就要预留另一个工位。

　　2. 搅拌后台能力一定要保证

　　芯模振动工艺生产效率高，搅拌后台能力一定要保证，这样才能保证下料振动的连续，特别是可以尽量缩短起振前（砼拌合料达到模具1/3高度前）喂料时间，有利于发挥设备效率。对于一个双工位生产线，最大生产规格Φ2000以下的，搅拌机出料容量应至少1 m3，最大生产规格Φ2000以上的，搅拌机出料容量应选用1.5 m3或以上，优先选用立轴强制式搅拌机，尽量采用全自动的称量、上料系统。

　　3. 要加强与用户的沟通

　　芯模振动工艺脱模后管子内外壁的拉毛现象是由工艺本身特点所决定的，从我公司生产实际来看，只要设备激振力等参数满足要求，工人操作得当，脱模后管子内外壁的蜂窝、气泡深度完全可以控制在2mm以内，对管子钢筋保护层厚度及使用不会有不良影响。因此，我公司一直坚持不对芯模振动管子内外表面进行抹面处理，仅用棕刷蘸水简单扫一下。对有疑问的新用户，我公司通过请业主、施工单位、监理代表观看生产过程、介绍国外做法等途径，取得他们的理解。

　　总而言之，芯模振动工艺及设备代表了排水管生产技术一个很有前途的发展方向。我们有理由相信，随着芯模振动设备国产化进程和技术水平的逐步提高，对芯模振动成型工艺技术研究的进一步深入，相关产品标准、使用规范的逐步完善，芯模振动工艺及设备在我国必将得到更广泛的推广和使用，对我国水泥制品行业的技术进步产生积极的影响。