一种用于替代木工板的高密度矿物棉纤维板及其制备方法
技术领域
本发明涉及密度纤维板制备技术领域，具体的说是一种用于替代木工板的高密度矿物棉纤维板及制备方法。
背景技术
岩棉纤维是指由工业废渣或者天然岩石矿物等采用熔融法离心甩丝制得的棉花状非连续的无机纤维。岩棉纤维化学稳定性好，制品的尺寸稳定性好，膨胀率非常低，机械性能好，其压板制品还具有良好的防水性能和憎水性能。此外岩棉纤维制品中不含氯氟烃、氢氟烃、氢氯氟烃或石棉等有毒、致癌成分，其放射性及游离醛等的含量也均符合相关标准的要求。与有机保温材料不同的是，岩棉纤维的孔状结构多为开孔，其透气性很好，吸声降噪性能也很好。上述性质使得岩棉纤维板目前被广泛用于建筑外墙保温、建筑吸音、建筑防火等方面。在发生火灾时，它不传播火焰，不释放有毒气体，无燃烧滴落物，不存在火灾隐患；岩棉纤维的溶结温度高，因此在发生火灾时不会发生开裂和收缩，能够有效阻止火势蔓延。
目前，岩棉纤维板的生产方法主要有辊压法和平压法，具体的生产工艺流程主要包括上料-熔化-喷胶成纤-集棉-摆锤打褶-预压-固化成型-切割-包装，生产的岩棉纤维板均属于轻质纤维板，密度在150~200kg/m3，密度较小，主要用于建筑外墙保温材料，应用范围比较窄，目前的岩棉纤维板生产方法中，上料系统自动化程度不高，熔化炉系统使用冲天炉以焦炭作为燃料，固化加热系统多采用天然气加热，与目前国家倡导的低碳环保政策不符。
木工板主要有细木板、九厘板、纤维板、颗粒板、装饰板、包装板等。生产木工板的原料主要有木材、竹类、甘蔗渣、棉麻类、草木秸秆等。生产木工板的工艺流程主要为削片-筛选-热磨-施胶-干燥-铺装-预压-热压-冷却-裁边-存储-砂光。目前木工板生产存在的问题主要是生产过程中会产生污水，采伐竹木资源不利于保护生态环境，使用过程中燃点低、防火性能差。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种用于替代木工板的高密度矿物棉纤维板及制备方法，其生产工艺中实现自动上料，且扩展制备的高密度矿物棉纤维板的应用范围。
本发明通过以下技术方案来实现：
一种用于替代木工板的高密度矿物棉纤维板，所述高密度矿物棉纤维板由一条自动化生产线制备而成，制备所述高密度矿物棉纤维板的原料按照质量份数分别为：40~70份工业固废、25~50份天然矿石、0.5~5份矿物棉粘结剂、0.1~0.6份憎水剂及1~5份添加剂，制备的高密度矿物棉纤维板的密度为250~1500kg/m3，抗拉强度为0.15~0.7Mpa，抗压强度为13~75MPa，燃点为600-1000℃，单点锚固力为300~1500N，制备的高密度矿物棉纤维板中所含的化学成分按照质量份数分别为：36~48份SiO2、24~35份CaO、4~9份MgO、8~15份AI2O3及1~5份Fe2O3，1~5份其他成分。
进一步的，所述工业固废包含但不限于矿渣、炉渣、粉煤灰、磷选矿中的一种或两种以上的组合。
进一步的，所述天然矿石包含但不限于玄武岩、白云石、辉绿岩、石灰石、石英石中的一种或两种以上的组合。
进一步的，所述矿物棉粘结剂包含但不限于水溶性丙烯酸聚合物。
进一步的，所述憎水剂包含但不限于熔融石蜡或聚硅氧烷乳液中的一种。
进一步的，所述添加剂包含但不限于氨水、防尘油、硅烷偶联剂中的一种。
进一步的，所述自动化生产线主要包括上料系统、熔化炉系统、制棉系统、集棉系统、预压系统、固化成型系统、伺服横据系统、热压成型系统、切割系统、包装系统；
所述上料系统包括工作平台，所述工作平台的一侧端面上设置有竖直设置的侧翻汽车行走平台，所述侧翻汽车行走平台的横截面为两腰为斜面的梯形，所述侧翻汽车行走平台端面上设置有沿其端面横向移动的侧翻汽车，在工作平台上位于侧翻汽车行走平台水平段的一侧设置有若干个用于承接不同原料种类的物料仓，所述侧翻汽车的料斗侧翻时朝向物料仓运转；
所述物料仓的底面向下倾斜设置，且在物料仓远离侧翻汽车的一端对应其底面设置有物料仓自动震动出料口，位于物料仓自动震动出料口的底部对应设置有混料漏斗，所述物料仓自动震动出料口与混料漏斗之间对应设置有带称重日料仓，所述混料漏斗的底座下方设置有控制其移动的水平皮带传送机，所述水平皮带传送机与侧翻汽车行走平台平行设置，所述水平皮带传送机的一侧设置有向上倾斜设置的提升机，所述提升机用于将混料漏斗传送至其顶部，所述提升机的末端底部对应设置有熔化炉系统，所述熔化炉系统包括与提升机的末端对应的熔化炉，所述熔化炉通过溢流通道连接有调速调质保温熔池，所述熔化炉内设置有加热装置，所述加热装置包括插入熔化炉内的加热管，所述加热管由硅钼棒和保护管制作。
进一步的，所述熔化炉系统还包括在熔化炉与提升机的末端之间设置的岩棉加热预热炉，所述岩棉加热预热炉的出料口通过若干个物料二次分散管与熔化炉连接。
进一步的，一种用于替代木工板的高密度矿物棉纤维板的制备方法，包括上料、熔化或者预热后熔化、喷胶成纤、集棉、摆锤打褶、预压、固化成型、横据、热压成型、切割、包装或者贴面后包装，具体步骤为：
步骤一、上料
根据装料种类通过侧翻汽车将各个原料分别侧翻到相对应的物料仓，各个物料仓的原料分别通过物料仓自动震动出料口流入称重日料仓，称重日料仓的物料经称重日料仓出料口按配比称重后自动流入
对应的混料漏斗内均匀混合，混料漏斗在水平皮带传送机上移动至提升机底部，经过提升机将混料漏斗提升至其顶部使混料漏斗位于熔化炉系统上方；
步骤二、熔化或者预热后熔化
输送到熔化炉系统上方的原料直接通过混料料斗侧翻被输送到熔化炉内进行加热熔化或者将输送到熔化炉系统上方的原料先侧翻至预热炉预热后再通过物料二次分散管被输送到熔化炉内进行加热熔化，被加热融化的液化料从熔化炉的溢流通道自动溢出，流入调速调质保温熔池内调节液化料的成分均匀性，并调节其酸度；
步骤三、喷胶成纤
将调节过酸度的液化料流入制棉系统的离心机中，在离心机高速旋转条件下将液化料甩成纤维丝状岩棉，在成纤的同时通过喷孔喷射将雾化的胶黏剂喷射到纤维丝状岩棉表面，得到喷胶的纤维丝状岩棉；
步骤四、集棉、摆锤打褶
将喷胶的纤维丝状岩棉通过集棉系统中的喇叭状的摆动斗收集起来，摆动斗沿着出料口的边缘左右摆动，将纤维丝状岩棉打褶并在铺装机上均匀铺装，使岩棉获得均匀的厚度；
步骤五、预压
将铺装好的喷胶纤维丝状岩棉经预压系统的扫料辊和预压机实现纤维板坯的初步成型，预压可采用连续辊式预压力或者连续平压式预压机；
步骤六、固化成型
将预压初步成型的板坯传送至固化成型系统的固化炉中，在温度和压力的联合作用下，进一步压缩，得到固化成型的纤维板，其中所述固化炉加热采用电加热；
步骤七、横据
将固化成型的纤维板沿板料运动的垂直方向通过伺服横剧获得齐整的截面，使其符合进入热压机的板坯长宽度；
步骤八、热压成型
将固化成型的板坯采用热压机进一步压缩，使板坯密度增加到预定值，制得热压成型的用于替代木工板的高密度矿物棉纤维板，所述的热压机为多工位间歇式热压机或连续式热压机，所述热压机的压力为1~100MPa，热压温度为250~700℃，热压时间为3~20min；
步骤九、切割
将热压成型的用于替代木工板的高密度矿物棉纤维板按照预定的尺寸进行切割；
步骤十、包装或者贴面后包装
将据边切割好的用于替代木工板的高密度矿物棉纤维板包装或者对据边切割好的用于替代木工板的高密度矿物棉纤维板贴面后包装。
进一步的，所述高密度矿物棉纤维板可用于替代家庭装饰的木工板材，可用于替代设备包装用的木质材料，也可作为墙体材料。
本发明的有益效果在于：
本发明制备的用于替代木工板的高密度矿物棉纤维板与木工板相比，具有燃点高、防火性能好的特点，生产过程中无废水、废渣等污染物排放，可以减少森林资源的采伐，保护环境；与传统的矿物棉纤维板比较，具有密度大、强度大、抗拉抗压强度大等特点；制备的用于替代木工板的高密度矿物棉纤维板在使用过程中无有害气体排放，产品应用范围广，可用于建筑家装家居装饰、包装等方面，也可作为墙体材料。
附图说明
图1是本发明的自动化生产线的整体结构示意图；
图2是本发明熔化炉系统的结构示意图；
图3是本发明自动化生产线的工艺流程图；
附图标记：101、侧翻汽车行走平台，102、侧翻汽车，103、物料仓，104、物料仓自动震动出料口，105、带称重日料仓，106、混料漏斗，107、水平皮带传送机，108、提升机，109、熔化炉系统，1091、岩棉加热预热炉，1092、物料二次分散管，1093、熔化炉，1094、溢流通道，1095、调速调质保温熔池，110、工作平台。
具体实施方式
下面根据附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
一种用于替代木工板的高密度矿物棉纤维板，所述高密度矿物棉纤维板由一条自动化生产线制备而成，制备所述高密度矿物棉纤维板的原料按照质量份数分别为：40~70份工业固废、25~50份天然矿石、0.5~5份矿物棉粘结剂、0.1~0.6份憎水剂及1~5份添加剂，制备的高密度矿物棉纤维板的密度为250~1500kg/m3，抗拉强度为0.15~0.7Mpa，抗压强度为13~75MPa，燃点为600-1000℃，单点锚固力为300~1500N，制备的高密度矿物棉纤维板中纤维长度95%以上大于5cm，制备的高密度矿物棉纤维板中所含的化学成分按照质量份数分别为：36~48份SiO2、24~35份CaO、4~9份MgO、8~15份AI2O3及1~5份Fe2O3，1~5份其他成分。
其中所述工业固废包含但不限于矿渣、炉渣、粉煤灰、磷选矿中的一种或两种以上的组合，所述天然矿石包含但不限于玄武岩、白云石、辉绿岩、石灰石、石英石中的一种或两种以上的组合，所述矿物棉粘结剂包含但不限于无甲醛矿物棉粘结剂，如水溶性丙烯酸聚合物粘结剂，所述憎水剂包含但不限于熔融石蜡或聚硅氧烷乳液中的一种，所述添加剂包含但不限于氨水、防尘油、硅烷偶联剂中的一种。
所述自动化生产线主要包括依次连接的上料系统、熔化炉系统、制棉系统、集棉系统、预压系统、固化成型系统、伺服横据系统、热压成型系统、切割系统、包装系统；所述自动化生产线还包括智能控制系统、远程可视系统，所述智能控制系统用于控制上料系统、熔化炉系统、制棉系统、集棉系统、预压系统、固化成型系统、伺服横据系统、热压成型系统、切割系统、包装系统中工作元件的运作；
所述上料系统包括工作平台110，所述工作平台110的一侧端面上设置有竖直设置的侧翻汽车行走平台101，所述侧翻汽车行走平台101的横截面为两腰为斜面的梯形，也可以是等腰梯形，所述侧翻汽车行走平台101端面上设置有沿其端面横向移动的侧翻汽车102，在工作平台上位于侧翻汽车行走平台101水平段的一侧设置有若干个用于承接不同原料种类的物料仓103，所述侧翻汽车102的料斗侧翻时朝向物料仓103运转，所述侧翻汽车行走平台101高于物料仓103，
所述物料仓103的底面向下倾斜设置，且在物料仓远离侧翻汽车的一端对应其底面设置有物料仓自动震动出料口104，所述物料仓自动震动出料口104是通过在物料仓内靠近远离侧翻汽车的一端底面下部设置震动电机来实现，位于物料仓自动震动出料口104的底部对应设置有混料漏斗106，所述物料仓自动震动出料口104与混料漏斗106之间对应设置有带称重日料仓105，所述混料漏斗106的底座下方设置有控制其移动的水平皮带传送机107，所述混料漏斗106一端与其底座铰接连接，智能控制系统可控制混料漏斗106在底座上侧翻，所述水平皮带传送机107与侧翻汽车行走平台101平行设置，所述水平皮带传送机107的一侧设置有向上倾斜设置的提升机108，所述提升机108用于将混料漏斗传送至其顶部，所述提升机108的末端底部对应设置有熔化炉系统109，所述熔化炉系统109包括与提升机的末端对应的熔化炉1093，所述熔化炉1093通过溢流通道1094连接有调速调质保温熔池1095，所述速调质保温熔池1095主要用于液体物料混合和均温，所述熔化炉1093内设置有加热装置，所述加热装置包括插入熔化炉内的加热管，所述加热管由硅钼棒和保护管制作，通过传热对物料直接加热，所述熔化炉系统109还包括在熔化炉1093与提升机108的末端之间设置的岩棉加热预热炉1091，所述岩棉加热预热炉1091为立式结构，物料进入预热炉后，在重力作用下自动向下流动，流动过程中实现自动混料、自动加热；所述岩棉加热预热炉1091的出料口通过若干个物料二次分散管1092与熔化炉1093连接，通过物料二次分散管将物料分散到熔化炉的多个部位，便于分散加热、防止堆积。
一种用于替代木工板的高密度矿物棉纤维板的制备方法，包括上料、熔化或者预热后熔化、喷胶成纤、集棉、摆锤打褶、预压、固化成型、横据、热压成型、切割、包装或者贴面后包装，具体步骤为：
步骤一、上料
根据装料种类通过侧翻汽车102将各个原料分别侧翻到相对应的物料仓103，各个物料仓103的原料分别通过物料仓自动震动出料口104流入称重日料仓105，称重日料仓105的物料经称重日料仓105出料口按配比称重后自动流入对应的混料漏斗106均匀混合，混料漏斗106在水平皮带传送机上移动至提升机底部，经过提升机108将混料漏斗运输至其顶部使混料漏斗位于熔化炉系统109上方；
步骤二、熔化或者预热后熔化
将输送到熔化炉系统上方的原料先侧翻至预热炉预热后再通过物料二次分散管1092被输送到熔化炉1093内进行加热熔化，被加热融化的液化料从熔化炉的溢流通道1094自动溢出，流入调速调质保温熔池1095内，进一步调节液化料的成分均匀性和成棉做需要的酸度；
步骤三、喷胶成纤
将调节过酸度的液化料流入制棉系统的离心机中，在离心机高速旋转条件下将液化料甩成纤维丝状岩棉，在成纤的同时通过喷孔喷射将雾化的胶黏剂喷射到纤维丝状岩棉表面，得到喷胶的纤维丝状岩棉；
步骤四、集棉、摆锤打褶
将喷胶的纤维丝状岩棉通过集棉系统中的喇叭状的摆动斗收集起来，摆动斗沿着出料口的边缘左右摆动，将纤维丝状岩棉打褶并在铺装机上均匀铺装，使岩棉获得均匀的厚度；
步骤五、预压
将铺装好的喷胶纤维丝状岩棉经预压系统的扫料辊和预压机实现纤维板坯的初步成型，预压可采用连续辊式预压力或者连续平压式预压机；
步骤六、固化成型
将预压初步成型的板坯传送至固化成型系统的固化炉中，在温度和压力的联合作用下，进一步压缩，得到固化成型的纤维板，通过将预压初步成型的板坯传送至固化成型系统的固化炉中，排除板坯内的气体，板坯密度增加，从而使岩棉纤维间紧紧粘压在一起，为热压提供温度条件，缩短热压成型周期，其中所述固化炉加热采用电加热，所述温度为200~300℃，替代天然气加热，减少排放，具有绿色环保特征；
步骤七、横据
将固化成型的纤维板沿板料运动的垂直方向通过伺服横剧获得齐整的截面，使其符合进入热压机的板坯长宽度；
步骤八、热压成型
将固化成型的板坯采用热压机进一步压缩，使板坯密度增加到预定值，所述的热压机为多工位间歇式热压机或连续式热压机，所述热压机可实现单层或者多层热压，以满足连续生产要求，所述热压机的压力为1~100MPa，热压温度为250~700℃，热压时间为3~20min；
步骤九、切割
将热压成型的用于替代木工板的高密度矿物棉纤维板按照预定的尺寸进行切割；
步骤十、包装或者贴面后包装
将据边切割好的用于替代木工板的高密度矿物棉纤维板包装或者对据边切割好的用于替代木工板的高密度矿物棉纤维板贴面后包装。
制备的所述高密度矿物棉纤维板可用于替代家庭装饰的木工板材，可用于替代设备包装用的木质材料，也可作为墙体材料。
实施例2
一种用于替代木工板的高密度矿物棉纤维板，所述高密度矿物棉纤维板由一条自动化生产线制备而成，制备所述高密度矿物棉纤维板的原料按照质量份数分别为：40~70份工业固废、25~50份天然矿石、0.5~5份矿物棉粘结剂、0.1~0.6份憎水剂及1~5份添加剂，制备的高密度矿物棉纤维板的密度为250~1500kg/m3，抗拉强度为0.15~0.7Mpa，抗压强度为13~75MPa，燃点为600-1000℃，单点锚固力为300~1500N，制备的高密度矿物棉纤维板中纤维长度95%以上大于5cm，制备的高密度矿物棉纤维板中所含的化学成分按照质量份数分别为：36~48份SiO2、24~35份CaO、4~9份MgO、8~15份AI2O3及1~5份Fe2O3，1~5份其他成分。
其中所述工业固废包含但不限于矿渣、炉渣、粉煤灰、磷选矿中的一种或两种以上的组合，所述天然矿石包含但不限于玄武岩、白云石、辉绿岩、石灰石、石英石中的一种或两种以上的组合，所述矿物棉粘结剂包含但不限于无甲醛矿物棉粘结剂，如水溶性丙烯酸聚合物粘结剂，所述憎水剂包含但不限于熔融石蜡或聚硅氧烷乳液中的一种，所述添加剂包含但不限于氨水、防尘油、硅烷偶联剂中的一种。
所述自动化生产线主要包括上料系统、熔化炉系统、制棉系统、集棉系统、预压系统、固化成型系统、伺服横据系统、热压成型系统、切割系统、包装系统；所述自动化生产线还包括智能控制系统、远程可视系统，所述智能控制系统用于控制上料系统、熔化炉系统、制棉系统、集棉系统、预压系统、固化成型系统、伺服横据系统、热压成型系统、切割系统、包装系统中工作元件的运作；
所述上料系统包括工作平台110，所述工作平台110的一侧端面上设置有竖直设置的侧翻汽车行走平台101，所述侧翻汽车行走平台101的横截面为两腰为斜面的梯形，也可以是等腰梯形，所述侧翻汽车行走平台101端面上设置有沿其端面横向移动的侧翻汽车102，在工作平台上位于侧翻汽车行走平台101水平段的一侧设置有若干个用于承接不同原料种类的物料仓103，所述侧翻汽车102的料斗侧翻时朝向物料仓103运转，所述侧翻汽车行走平台101高于物料仓103，
所述物料仓103的底面向下倾斜设置，且在物料仓远离侧翻汽车的一端对应其底面设置有物料仓自动震动出料口104，所述物料仓自动震动出料口104是通过在物料仓内靠近远离侧翻汽车的一端底面下部设置震动电机来实现，位于物料仓自动震动出料口104的底部对应设置有混料漏斗106，所述物料仓自动震动出料口104与混料漏斗106之间对应设置有带称重日料仓105，所述混料漏斗106的底座下方设置有控制其移动的水平皮带传送机107，所述混料漏斗106一端与其底座铰接连接，智能控制系统可控制混料漏斗106在底座上侧翻，所述水平皮带传送机107与侧翻汽车行走平台101平行设置，所述水平皮带传送机107的一侧设置有向上倾斜设置的提升机108，所述提升机108用于将混料漏斗传送至其顶部，所述提升机108的末端底部对应设置有熔化炉系统109，所述熔化炉系统109包括与提升机的末端对应的熔化炉1093，所述熔化炉1093通过溢流通道1094连接有调速调质保温熔池1095，所述熔化炉1093内设置有加热装置，所述加热装置包括插入熔化炉内的加热管，所述加热管由硅钼棒和保护管制作。
一种用于替代木工板的高密度矿物棉纤维板的制备方法，包括上料、熔化或者预热后熔化、喷胶成纤、集棉、摆锤打褶、预压、固化成型、横据、热压成型、切割、包装或者贴面后包装，具体步骤为：
步骤一、上料
根据装料种类通过侧翻汽车102将各个原料分别侧翻到相对应的物料仓103，各个物料仓103的原料分别通过物料仓自动震动出料口104流入称重日料仓105，称重日料仓105的物料经称重日料仓105出料口按配比称重后自动流入对应的混料漏斗106均匀混合，混料漏斗106在水平皮带传送机上移动至提升机底部，经过提升机108将混料漏斗运输至其顶部使混料漏斗位于熔化炉系统109上方；
步骤二、熔化或者预热后熔化
输送到熔化炉系统上方的原料直接通过混料料斗侧翻被输送到熔化炉内进行加热熔化，被加热融化的液化料从熔化炉的溢流通道1094自动溢出，流入调速调质保温熔池1095内，进一步调节液化料的成分均匀性和成棉做需要的酸度；
步骤三、喷胶成纤
将调节过酸度的液化料流入制棉系统的离心机中，在离心机高速旋转条件下将液化料甩成纤维丝状岩棉，在成纤的同时通过喷孔喷射将雾化的胶黏剂喷射到纤维丝状岩棉表面，得到喷胶的纤维丝状岩棉；
步骤四、集棉、摆锤打褶
将喷胶的纤维丝状岩棉通过集棉系统中的喇叭状的摆动斗收集起来，摆动斗沿着出料口的边缘左右摆动，将纤维丝状岩棉打褶并在铺装机上均匀铺装，使岩棉获得均匀的厚度；
步骤五、预压
将铺装好的喷胶纤维丝状岩棉经预压系统的扫料辊和预压机实现纤维板坯的初步成型，预压可采用连续辊式预压力或者连续平压式预压机；
步骤六、固化成型
将预压初步成型的板坯传送至固化成型系统的固化炉中，在温度和压力的联合作用下，进一步压缩，得到固化成型的纤维板，其中所述固化炉加热采用电加热，所述温度为200~300℃，通过将预压初步成型的板坯传送至固化成型系统的固化炉中，排除板坯内的气体，板坯密度增加，从而使岩棉纤维间紧紧粘压在一起，为热压提供温度条件，缩短热压成型周期；
步骤七、横据
将固化成型的纤维板沿板料运动的垂直方向通过伺服横剧获得齐整的截面，使其符合进入热压机的板坯长宽度；
步骤八、热压成型
将固化成型的板坯采用热压机进一步压缩，使板坯密度增加到预定值，所述的热压机为多工位间歇式热压机或连续式热压机，所述热压机的压力为1~100MPa，热压温度为250~700℃，热压时间为3~20min；
步骤九、切割
将热压成型的用于替代木工板的高密度矿物棉纤维板按照预定的尺寸进行切割；
步骤十、包装或者贴面后包装
将据边切割好的用于替代木工板的高密度矿物棉纤维板包装或者对据边切割好的用于替代木工板的高密度矿物棉纤维板贴面后包装。
制备的所述高密度矿物棉纤维板可用于替代家庭装饰的木工板材，可用于替代设备包装用的木质材料，也可作为墙体材料。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
