陶瓷模用α—石膏粉生產(chǎn)工藝設(shè)計和控制探析

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1、陶瓷模用α—石膏粉生產(chǎn)工藝設(shè)計和控制探析　　摘要：本文主要闡述了普通α-石膏粉的工藝節(jié)點設(shè)計、陶瓷模用α-石膏粉的生產(chǎn)工藝控制，以及工藝設(shè)計與運行相關(guān)的問題探討。目前，該礦區(qū)大規(guī)模生產(chǎn)的α-石膏粉廣泛用于陶瓷滾壓成形、注漿成形等方面的陶瓷模具，當前還沒有合適的質(zhì)優(yōu)價廉替代材料，是必不可少的陶瓷工業(yè)原料。從長遠來看，必將有穩(wěn)定可持續(xù)的發(fā)展空間。關(guān)鍵詞：陶瓷模具；α-石膏粉；工藝控制；設(shè)計1前言山東平邑盆地石膏礦帶所產(chǎn)的雪花石膏，采用蒸壓干法工藝生產(chǎn)普通α-石膏粉，產(chǎn)量近30萬t/年，其產(chǎn)品性能優(yōu)異、穩(wěn)定。在北方陶瓷工業(yè)模具生產(chǎn)中占極為重要的地位，廣泛適用于滾壓、

2、注漿陶瓷模具，也可以用作其他石膏膠凝材料基料，具有顯著的經(jīng)濟效益。普通干法α-石膏工藝在平邑石膏礦區(qū)已有近30年的歷史，但其工藝進步不大。為了其技術(shù)的進步，筆者通過設(shè)計、改造、調(diào)試，以及引導(dǎo)、組織運行此類生產(chǎn)線，以提高生產(chǎn)工藝控制水平與效率，供相關(guān)類似礦區(qū)以及同行參考。2普通α-石膏粉的工藝節(jié)點設(shè)計10蒸壓法α-石膏粉項目在平邑礦區(qū)的工藝模式主要包括蒸壓、晾曬、磨粉、炒制、混合、包裝陳化等工段。從當前市場容量與周邊優(yōu)質(zhì)石膏供應(yīng)能力、投資水平等條件來看，單條生產(chǎn)線經(jīng)濟規(guī)模在5～6萬t/年是比較合理的。各工段的具體情況如下：2.1蒸壓蒸壓就是把天然石膏礦石破碎至規(guī)

3、定大小，并在蒸壓反應(yīng)釜中蒸壓脫水的過程。蒸壓工段要設(shè)計400～500m2石膏原料堆場，原料破碎可以采用人工，也可以采用機械。50mm以下的原料一般不進入蒸壓釜，可以用滾篩選出后用于紙面石膏板，進行建筑石膏生產(chǎn)，或給水泥廠用做緩凝劑等。選用的臥式蒸壓釜可以用窯車、料筐填料，也可以直接人工小車推料填裝。一般用窯車（填裝量1.5～1.8t）蒸壓效果好、勞動強度低、作業(yè)環(huán)境好，也便于在軌計量。其缺點是每次填裝量少（但生產(chǎn)循環(huán)快，單位時間內(nèi)總產(chǎn)量相差不大）、普通鐵制料筐，會導(dǎo)致底盤留下氧化的鐵碎屑，嚴重時影響陶瓷表面質(zhì)量（斑點），需強化后再進行除鐵。當然材質(zhì)都可以選擇不

4、銹鋼的，但其價格昂貴。窯車的軸承最好選用固體潤滑劑潤滑。10如果按產(chǎn)量1～1.5萬t/年計算，需配一臺長為16～22m、直徑為1.6～1.8m的臥式蒸壓釜。蒸壓釜必須帶安全鎖，罐體一般為16Mn材質(zhì)。蒸壓釜底部腐蝕快，長時間使用會有安全隱患。因此，可以在底部用耐腐蝕的不銹鋼板（5～8mm）做內(nèi)襯。蒸壓釜系統(tǒng)需配置軸流風機，用于蒸壓釜排汽降溫進入出料。根據(jù)經(jīng)驗表明（蒸壓過程的負荷是變化的），該型號的臥式蒸壓釜配3～4t/h的蒸汽鍋爐較合適，達到快速升壓、穩(wěn)定保壓的要求。對鍋爐的水處理要特別注意，需選擇可靠的一用、一備獨立，且可以自動切換水軟化處理的系統(tǒng)，可明顯提

5、升鍋爐的效能與壽命。2.2晾曬從泄壓后的蒸壓釜出來的半水石膏塊附著水含量大，并且內(nèi)壓、內(nèi)熱很大，可以快速排掉大部分的附著水。晾曬工段包括平整且周邊排水好的晾曬場設(shè)計；檐高合適（6～8m）且水平與豎向通風排潮采光好的晾曬棚設(shè)計，所有晾曬棚子的架體與焊接點都需要嚴格的防腐處理；無障礙行車（2～3t）線規(guī)劃設(shè)計；物料鏟運（5t）路線與功能區(qū)（晾曬區(qū)、待用區(qū)、周轉(zhuǎn)區(qū)）設(shè)計。晾曬場總面積可以按400～500m2/萬t設(shè)計。2.3磨粉10磨粉工段是把塊狀的半水石膏磨至規(guī)定的細度與顆粒級配。破碎機可選用耐用的鄂式破碎機；喂料可采用板式喂料機，便于鏟車供料；磨機一般選用4R、

6、5R雷蒙磨機。實踐表明，物料顆粒級配與料漿流變性比較適合陶瓷工業(yè)模具要求，但對磨輥的密封提出了更高的要求。磨機的供料與磨機電流要實現(xiàn)連鎖控制，并且磨機嚴禁空膛運行。磨機調(diào)壓排風系統(tǒng)收塵除了旋風收塵外，還要用其他二級收塵，最好選用靜電收塵。袋收塵不適合低溫含濕的半水石膏粉塵過濾，極易吸潮凝固堵塞濾布而失效，且功能難以恢復(fù)。在物料需磨至120目，篩余　　2.5混合由于石膏粉炒制是間歇式炒鍋作業(yè)，難免存在質(zhì)量偏差，為了在盡可能的再批次范圍內(nèi)消除產(chǎn)品品質(zhì)偏差，便于產(chǎn)品應(yīng)用，需要設(shè)計混合系統(tǒng)。同時，實現(xiàn)物料在輸送、提升、混合過程中的初步冷卻（85%，必須在蒸壓裝料以及磨

7、粉前去除硬石膏、灰?guī)r、泥巖等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)的存在對產(chǎn)品強度、吸水性、模具溶蝕、耐磨性產(chǎn)生嚴重的影響。（2）蒸壓壓力-時間與塊度塊度范圍一般要求控制在150～250mm。從生產(chǎn)節(jié)拍和效率方面考慮，釜內(nèi)壓力一般選擇為0.6～0.8MPa、溫度為160～175℃、蒸壓為4～4.5h，要求快速升壓與穩(wěn)定保壓。（3）排水作業(yè)一個蒸壓作業(yè)循環(huán)反應(yīng)釜一般需要排3～4次冷凝水，充汽達到工藝壓力后排水，然后進行中間排水（1～2次），最后再排汽前排水，以保證有良好蒸壓效果。（4）石膏原料與蒸壓后的半成品質(zhì)量關(guān)系10石膏原料與蒸壓后的半成品的質(zhì)量比在原材料品位不太高的情況下可以按（

8、1.15～1.16）：1計算。（5）能