La macchina Hatschek
Principio di funzionamento, ruolo delle fibre e parametri critici nella produzione di lastre in fibrocemento senza amianto
In sintesi. Il processo Hatschek forma la lastra mediante la sovrapposizione continua di sottili film di fibrocemento. Questa architettura multistrato consente di distribuire le fibre prevalentemente nel piano della lastra e di sfruttarne efficacemente il contributo al rinforzo.
1. Che cos'è la macchina Hatschek
La macchina Hatschek è un impianto continuo per la fabbricazione di lastre e profili in fibrocemento. Il principio deriva dalle tecnologie di filtrazione e formazione della carta: una sospensione acquosa diluita di cemento, cariche, fibre e additivi viene filtrata su cilindri rotanti rivestiti da rete. I solidi trattenuti formano film molto sottili, successivamente trasferiti a un feltro continuo e sovrapposti sul cilindro formatore fino al raggiungimento dello spessore desiderato [1-3].
Nelle moderne formulazioni senza amianto, il sistema richiede un controllo più accurato della preparazione delle materie prime, della dispersione delle fibre, della flocculazione, del drenaggio e delle pressioni di contatto. La semplice sostituzione dell'amianto con fibre alternative, senza adeguare formulazione e impianto, può provocare agglomerazione delle fibre, perdita di fini, delaminazione e instabilità produttiva [1].
2. Principio di funzionamento
Preparazione e dispersione
Cellulosa, fibra PVA e componenti minerali devono essere preparati e dispersi in modo controllato. La cellulosa richiede normalmente raffinazione e idratazione adeguate; le fibre sintetiche devono essere distribuite evitando la formazione di fiocchi o gomitoli.
Miscelazione e diluizione
La miscela concentrata viene omogeneizzata e successivamente diluita fino alla concentrazione adatta alla formazione. La letteratura descrive comunemente sospensioni molto diluite; un valore dell'ordine del 7-10% di solidi è riportato come riferimento generale, ma il valore reale dipende dalla ricetta e dalla macchina [4].
Formazione del film
Nelle vasche, la sospensione incontra i cilindri filtranti rotanti. L'acqua passa attraverso la rete e sulla superficie del cilindro si forma un film umido di fibre, cemento e particelle minerali [1-3].
Trasferimento sul feltro
Il film viene staccato dal cilindro mediante il contatto con il feltro e con il couch roll. Il feltro raccoglie i film provenienti dalle diverse vasche, li unisce e li trasporta senza interromperne la continuità [5].
Disidratazione progressiva
Durante il percorso, casse aspiranti e pressioni di contatto eliminano altra acqua. Il drenaggio deve essere sufficiente a conferire coesione al film, ma non così intenso da compromettere il trasferimento o l'adesione tra strati.
Formazione della lastra
Il cilindro formatore accumula successivamente i film. Raggiunto lo spessore programmato, la lastra fresca viene tagliata e trasferita alle successive operazioni di rifilatura, pressatura, ondulazione, impilamento e maturazione [1,3].
3. Il ruolo delle fibre nella tecnologia senza amianto
Nel fibrocemento moderno è utile distinguere tra fibre che facilitano la formazione del film e fibre che contribuiscono soprattutto alle prestazioni meccaniche del prodotto finito. Le funzioni possono sovrapporsi, ma cellulosa e PVA hanno normalmente ruoli differenti e complementari.
4. Parametri critici di processo
Qualità della dispersione
La presenza di fibre agglomerate produce zone deboli, difetti superficiali e irregolarità di formazione.
Raffinazione della cellulosa
Influenza drenaggio, ritenzione, coesione del film e consumo d'acqua. Deve essere adeguata alla specie di polpa e alla ricetta.
Concentrazione della sospensione
Condiziona velocità di formazione, peso del film, drenaggio e uniformità. Non esiste un valore universale.
Flocculazione
La scelta del polimero, il punto di dosaggio e la quantità influenzano ritenzione dei fini, disidratazione, formazione e proprietà meccaniche [6,7].
Velocità di feltro e cilindri
Deve essere coordinata con portata, livello delle vasche, permeabilità della rete e capacità di drenaggio.
Vuoto e pressioni di contatto
Determinano il contenuto d'acqua, l'integrità del film e l'adesione fra gli strati.
Condizione del feltro
Permeabilità, pulizia e usura influenzano il trasferimento dei film, il drenaggio e la regolarità della superficie [5].
Ricircolo dell'acqua
Il circuito chiuso riduce consumi e perdite, ma richiede controllo dell'accumulo di fini, sali e additivi.
Fonti tecniche
Le informazioni di questa pagina sono state elaborate e sintetizzate da pubblicazioni tecniche del settore. I diagrammi sono originali Proreuse e non riproducono graficamente le figure delle fonti.
[1] Do Quoc Quang; Nguyen Dinh Kien, “Hatschek Machine and Equipment for Non-Asbestos Fiber Reinforced Cement Sheets”, Proceedings of the 13th IIBCC, Aalborg, 2010.
https://www.iibcc.biz/wp-content/uploads/2019/05/IIBCC2010-Proceedings-Hatschek-machine-equipment-non-asbestos-fiber-reinforced-cement-sheets.pdf
[2] Tony Cooke, “Formation of Films on Hatschek Machines”, Building Materials and Technology Pty Ltd.
https://www.fibrecementconsulting.com/publications/011011.hatschekfilmsummary.pdf
[3] “Some Experiences During the Conversion of a Hatschek Line from Asbestos Corrugated Products Manufacturing to Non-Asbestos Technology at Navifico”, IIBCC 2014.
https://www.iibcc.biz/wp-content/uploads/2019/05/IIBCC2014-Proceedings-Some-experiences-conversion-hatschek-line-asbestos-corrugated-products-manufacturing-non-asbestos-technology-navifico.pdf
[4] A. A. Moslemi, “Technology and Market Considerations for Fiber Cement Composites”, IIBCC proceedings.
https://www.iibcc.biz/wp-content/uploads/2015/11/moslemi-technology-and-market.pdf
[5] Tony Cooke, “The Felt, Its Properties and Mode of Action in Fibre Cement Manufacture”, IIBCC 2014.
https://www.iibcc.biz/wp-content/uploads/2019/05/IIBCC2014-Proceedings-Felt-properties-mode-action-fiber-cement-manufacture.pdf
[6] A. Blanco et al., “Optimal Use of Flocculants on the Manufacture of Fibre Cement Materials by the Hatschek Process”, IIBCC 2006.
https://www.iibcc.biz/wp-content/uploads/2019/05/IIBCC2006-Proceedings-Optimal-use-flocculants-manufacture-fiber-cement-materials-Hatschek-process.pdf
[7] A. M. Cooke et al., “Selection and Performance of Flocculants for Hatschek Made Air Cured Fibre Cement”, IIBCC 2010.
https://www.iibcc.biz/wp-content/uploads/2019/05/IIBCC2010-Proceedings-Selection-performance-flocculants-Hatschek-made-air-cured-fiber-cement.pdf
Avvertenza editoriale
Il documento descrive principi generali di tecnologia. Concentrazioni, dosaggi, pressioni, velocità e condizioni di maturazione devono essere definiti mediante prove e procedure del singolo produttore. Le indicazioni non sostituiscono il manuale del costruttore della macchina, le specifiche delle materie prime o la valutazione di un tecnico di processo.