三十万吨以上石膏粉生产线质量控制

陈加印刘静周娜

(山东先罗输送机械有限公司,枣庄先罗新型建材科技有限公司)

1前言

石膏是一种古老的建筑材料，是三大天然胶结材料之一；半水石膏胶凝材料应用比较广泛，因它有许多独特的优点，如生产能耗低、质量轻、防火性能好，凝结硬化快、装饰性能好、再加工再制作性能好、隔音保温性能好等特性；作胶凝材料可配制粉刷石膏、建筑石膏、自流平地面石膏、粘结石膏、嵌缝石膏、厚层抹灰石膏、石膏硅酸盐复合材料、膏渣复合材料等等。作石膏制品可作纸面石膏板、纤维石膏板、石膏条板、石膏砌块、装饰石膏板、石膏保温板、石膏陶瓷制品、石膏刨花板、棕榈纤维石膏制品、玻璃纤维石膏隔墙板、石膏装饰制品等。α高强石膏粉可用于建筑卫生陶瓷的模具、精密铸造、模合、日用陶瓷模具、装饰工艺等.近些年来随着国家循环经济政策的不断出台，石膏粉单线从原有的几万吨规模提高到单线几十万吨规模，如何在大规模的生产中精确控制质量，使产品具有多样可调节性，在这方面先罗进行了探索和实践。

2建筑石膏粉的质量

2.1天然建筑石膏粉存在质量问题

原有的石膏粉生产由于国内对石膏建材的研发深入程度不足，作为和水泥有同样发展历史的石膏，从各方面的研究和水泥比差距很大，石膏制品没有得到普及应用，近五年来石膏建材才有了较大的发展；另外石膏建材生产没有专属的设备，再加上几十年一贯制的落后工艺，以及整个生产过程中的粗放管理：表现在没有完备的实验仪器和生产工艺，操作工人因没有接受专业的技能培训，因而造成石膏粉质量的不稳定，同一批次原料生产的性能指标偏差过大，具体表现在初凝时间的波动过大以及凝结时间调整范围小或不易调整，最终产品的三项组份不合理波动较大；从而影响用户的后工序生产，更影响到企业经营和生产。

2.2工业副产建筑石膏存在质量问题

近些年来工业副产石膏得到了长足发展和应用，应用量最大的是脱硫石膏，其次是工业副产磷石膏；脱硫石膏和天然石膏物化指标有共性，煅烧后的石膏粉及制品在水化动力、凝结时间、物理性能上并没有太大差异，作为工业副产石膏，含有一定量的可燃有机物、可溶盐类、不易磨的粗质杂质、碱性氧化物等，和天然石膏在脱水特性、力学性能、流变性能、色差等指标有一定区别。如选择烘干、煅烧一体进行生产，产品质量在凝结时间及物理指标上出现极不稳定现象；如何去除有害杂质，通过后工序处理，从根本改变后期制品“返霜”现象增加流变性，这是一个重要课题。

磷石膏从排渣口出来时含有游离磷酸、磷酸盐、氟化合物及铁、铝、硅等杂质，如经多年自然时效处理的磷石膏，加上工艺的精准控制、前道工序的酸性、杂质处理，产品及后期制品的质量基本稳定，凝固速度、时间、制品的晶花、返霜等质量问题可以解决，如直接从磷化企业排渣口取原料生产，一是原料PH值在2-5之间呈强酸性，二是有害杂质得不到时效处理，再加上不经前原料处理系统对磷石膏进行处理，只用一部法烘干、煅烧进行生产，石膏粉凝结时间的不稳定、强度的变化，直接影响后期生产效率和产品质量，用做建筑材料质量隐患比较大。

3质量控制

3.1确立工艺流程

国内石膏矿床形成的地质环境、地质条件不同，二水石膏原矿随着形成条件的不同，其晶体结构的缺陷和畸形，结晶的大小和形态，结晶水的数量与结合状态，杂质的种类和数量等均有差异，这不仅影响原矿的纯度和密实度，而且还影响其脱水温度和脱水速度。工业副产石膏的原料不同，导至石膏组份有很大的差异性；因此，用不同产地原料制成的建筑石膏粉在性能上必有差别，甚至在同一产地内，原矿的化学矿物组成也常常是变化的，这无疑影响着建筑石膏的性能和使用.加工成石膏粉的用途不同；这就要求对原矿、原料进行全项分析，石膏的全分析包括、原料附着水、吸附水能力、结晶水、附着水、氧化钙、三氧化硫、酸不溶物、三氧化二铁、三氧化二铝、氧化镁、PH值等项严格检验；对后期制品全面了解后，确立工艺参数、质量保障系统.我公司经多年努力已建立了完善的原料挡案，对天然石膏和工业副产石膏采样共多份，完成了对各种原料的全项分析，并针对不同原料确立了不同的工艺方案。

3.2原料分级应用

在实际生产中很多企业对原料分级认识不足，导致成品生产的粗放性，每个后期制品对产品的指标要求不一，如细度、白度、凝结时间、强度、标稠等指标不一，根据后工序对产品质量的要求，建立完备的原料检验制度和分级方法，同一批次原料分级使用；不同批次原料在分级的同时进行均化处理，简单的原料均化可按产品要求在堆场按比例完成初步均化任务.

3.3建立完备的实验系统

建立以实验为中心的质量保障体系，一是从原料的检验着手，建立当地原料及周边原料挡案，根据销售产品的质量要求建立原料分级、分类工艺；二是加强半成品检验，对半成品细度、白度每二小时检查一次；三是加强成品指标的检验，每班次实验不低于四次，检验项目有初、终凝时间、标稠、强度、白度、细度等指标；对成品进行三项分析每24小时一次；四是加强对沉化后的成品再检；五是对每出厂的产品进行最后抽检。除专职实验人员处，对全体职工进行检验培训，做到每一个操作工都是检验员，都是质量控制点.在这方面先罗人建立了一整套培训机制，对每个新建厂全员培训，取得了显著成效。

4质量保障

t以上的日产石膏粉生产线如沿用原有的工艺远远满足不了产、质量要求，自动控制中心不仅对生产过程的全自动控制，对产品质量的全方位跟综控制。三十万吨以上建筑石膏粉新型生产线工艺如图1所示。

4.1破碎筛选系统

破碎粉磨系统主要以破碎功耗状态调整原料进料量，与筛选、粒度级配、中间仓、除尘结合在一起完成自控体系；破碎系统加入筛选设备，根据生产的产品质量要求对原料杂质进行不同程度的清除；破碎后的粒度级配不仅影响粉磨产量，还影响成品质量，所以要对不同原料加工成粒度级配不同的半成品。

4.2粉磨系统

煅烧的质量与原料的粉磨是密切相关的。由于石膏粉料是热的不良导体，因此石膏粉磨细度不均会造成煅烧程度上的差别。用均一的粉磨半成品做原料，则容易形成单一的相；原料粒级差别越大，则煅烧成单组分半水石膏越困难，因为在煅烧时细颗粒会过烧，而当以温火过烧时，粗颗粒处理时间又会太长，熟石膏的质量得不到保证.粉磨系统和前置混料仓、分选设备、除尘系统、混合输送设备组成设备运行参数、质量指标自动控制系统，粉磨选择用多机台闭路系统方式生产，消除过粉磨现象，产品粒度均匀，利用分级设备严格控制产品细度，细度的调节在工控机上即可完成，设备的运行参数、动态一目了然，多机台闭路系统的半成品经过混合设备输送到下工序，半成品得到了进一步均化。

4.3石膏煅烧系统控制

石膏煅烧过程是产品质量的重要环节，煅烧工艺的确立决定产品质量的与否；凝结时间的稳定和可调性是产品质量的关键。出料温度的波动变化直接影响到成品凝结时间，产品三相组成的可溶性无水石膏（CaSO4）、二水石膏（CaSO4.2H2O）、半水石膏（CaSO4.0.5H2O）的含量比例是产品水化速度、活性、质量稳定的主要参数。t以上的日产石膏粉煅烧生产采用一台设备完成，最大可完成日产0t生产任务；石膏粉煅烧设备-沸腾炉与热源设备（燃煤、燃气导热油锅炉，燃煤沸腾炉，直接蒸汽），计量系统、温控系统、称重系统、稳料仓、输送设备组成全自动工控，出料温度可在控制在正负1.5℃范围内，燃气导热油锅炉作热源设备出料温度可在控制在正负0.5℃范围；改变凝结时间只需改变二个参数可完成，不同质量的产品可通过自控转入不同的成品仓存放。通过对生产过程中质量全方位控制，产品质量初凝时间可在4—9min、终凝时间10-18min自如调节，凝结时间精度可控制在20S以内；普粉2小时抗折强度2.8-3.5MPa（级配原料不同）,并且在仓内存放一个月凝结时间稳定，强度增加；最终测定产品三相组成的可溶性无水石膏（CaSO4）10-12%、二水石膏（CaSO4.2H2O）＞85%、半水石膏（CaSO4.0.5H2O）＜4%；水膏比0.69-0.72。

4.4均化、沉化处理

石膏产品煅烧后物相组成不稳，内含能量较高，分散度大，吸附活性高，从而出现熟石膏的标准稠度需水量大、强度低、凝结时间不稳定等现象，此时即需要经过陈化。陈化是将新炒制或煅烧的熟石膏进行一段时间的储存或湿热处理，使其物理性能得到不同程度的改善。因此，陈化是提高熟石膏产品质量的工艺措施之一。

沉化可采用钢制成品仓自然沉化处理，便于产品三项成份进行微量转化，进一步增加强度；由于生产的质量稳定性好，经过这种工艺处理的产品无需再经过均化处理，避免了机械倒库增加生产成本等问题。

5工业副产建筑石膏的质量控制

工业副产建筑石膏除以上质量控制方法处，还应确立完备的工艺系统，一是要建立简单可行的原料处理系统，用掺入一定量的添加剂混合反应后，使原料的PH值趋于中性；工业副产石膏特别是脱硫石膏，色泽差异较大，一定要做到分级应用。二是采用先烘干再煅烧的方法生产，先烘干可通过强排等措施去除酸性物质并去掉一定量的有害杂质，烘干后的附着水稳定控制在3%以内利于煅烧系统的质量稳定；烘干后可以应用简单粉磨设备对极少量的粗粒粉磨，产品细度级配更加合理；三是煅烧后的产品进行再造粒处理，在力学性能、流变性能上和天然石膏有一致性。

6结语

工业生产中产品的质量是关键，全面质量控制是一个系统工程，人、机合一才能更好的控制生产的全过程，质量的优劣是企业生存第一要素，科技是第一生产力，科技是经济效益的基础。

文章来源：中国建筑材料联合会石膏建材分会第五届年会暨第九届全国石膏技术交流大会及展览会

1、长按上图指纹，选择识别图中即可；

2、通讯录添加朋友或搜索：中国建材联合会石膏建材分会；

3、联系方式：座机-

手机（李楠）

（杨再银）

邮箱：