陶瓷模用α—石膏粉生产工艺设计和控制探析

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1、陶瓷模用α—石膏粉生产工艺设计和控制探析　　摘要：本文主要阐述了普通α-石膏粉的工艺节点设计、陶瓷模用α-石膏粉的生产工艺控制，以及工艺设计与运行相关的问题探讨。目前，该矿区大规模生产的α-石膏粉广泛用于陶瓷滚压成形、注浆成形等方面的陶瓷模具，当前还没有合适的质优价廉替代材料，是必不可少的陶瓷工业原料。从长远来看，必将有稳定可持续的发展空间。关键词：陶瓷模具；α-石膏粉；工艺控制；设计1前言山东平邑盆地石膏矿带所产的雪花石膏，采用蒸压干法工艺生产普通α-石膏粉，产量近30万t/年，其产品性能优异、稳定。在北方陶瓷工业模具生产中占极为重要的地位，广泛适用于滚压、

2、注浆陶瓷模具，也可以用作其他石膏胶凝材料基料，具有显著的经济效益。普通干法α-石膏工艺在平邑石膏矿区已有近30年的历史，但其工艺进步不大。为了其技术的进步，笔者通过设计、改造、调试，以及引导、组织运行此类生产线，以提高生产工艺控制水平与效率，供相关类似矿区以及同行参考。2普通α-石膏粉的工艺节点设计10蒸压法α-石膏粉项目在平邑矿区的工艺模式主要包括蒸压、晾晒、磨粉、炒制、混合、包装陈化等工段。从当前市场容量与周边优质石膏供应能力、投资水平等条件来看，单条生产线经济规模在5～6万t/年是比较合理的。各工段的具体情况如下：2.1蒸压蒸压就是把天然石膏矿石破碎至规

3、定大小，并在蒸压反应釜中蒸压脱水的过程。蒸压工段要设计400～500m2石膏原料堆场，原料破碎可以采用人工，也可以采用机械。50mm以下的原料一般不进入蒸压釜，可以用滚筛选出后用于纸面石膏板，进行建筑石膏生产，或给水泥厂用做缓凝剂等。选用的卧式蒸压釜可以用窑车、料筐填料，也可以直接人工小车推料填装。一般用窑车（填装量1.5～1.8t）蒸压效果好、劳动强度低、作业环境好，也便于在轨计量。其缺点是每次填装量少（但生产循环快，单位时间内总产量相差不大）、普通铁制料筐，会导致底盘留下氧化的铁碎屑，严重时影响陶瓷表面质量（斑点），需强化后再进行除铁。当然材质都可以选择不

4、锈钢的，但其价格昂贵。窑车的轴承最好选用固体润滑剂润滑。10如果按产量1～1.5万t/年计算，需配一台长为16～22m、直径为1.6～1.8m的卧式蒸压釜。蒸压釜必须带安全锁，罐体一般为16Mn材质。蒸压釜底部腐蚀快，长时间使用会有安全隐患。因此，可以在底部用耐腐蚀的不锈钢板（5～8mm）做内衬。蒸压釜系统需配置轴流风机，用于蒸压釜排汽降温进入出料。根据经验表明（蒸压过程的负荷是变化的），该型号的卧式蒸压釜配3～4t/h的蒸汽锅炉较合适，达到快速升压、稳定保压的要求。对锅炉的水处理要特别注意，需选择可靠的一用、一备独立，且可以自动切换水软化处理的系统，可明显提

5、升锅炉的效能与寿命。2.2晾晒从泄压后的蒸压釜出来的半水石膏块附着水含量大，并且内压、内热很大，可以快速排掉大部分的附着水。晾晒工段包括平整且周边排水好的晾晒场设计；檐高合适（6～8m）且水平与竖向通风排潮采光好的晾晒棚设计，所有晾晒棚子的架体与焊接点都需要严格的防腐处理；无障碍行车（2～3t）线规划设计；物料铲运（5t）路线与功能区（晾晒区、待用区、周转区）设计。晾晒场总面积可以按400～500m2/万t设计。2.3磨粉10磨粉工段是把块状的半水石膏磨至规定的细度与颗粒级配。破碎机可选用耐用的鄂式破碎机；喂料可采用板式喂料机，便于铲车供料；磨机一般选用4R、

6、5R雷蒙磨机。实践表明，物料颗粒级配与料浆流变性比较适合陶瓷工业模具要求，但对磨辊的密封提出了更高的要求。磨机的供料与磨机电流要实现连锁控制，并且磨机严禁空膛运行。磨机调压排风系统收尘除了旋风收尘外，还要用其他二级收尘，最好选用静电收尘。袋收尘不适合低温含湿的半水石膏粉尘过滤，极易吸潮凝固堵塞滤布而失效，且功能难以恢复。在物料需磨至120目，筛余　　2.5混合由于石膏粉炒制是间歇式炒锅作业，难免存在质量偏差，为了在尽可能的再批次范围内消除产品品质偏差，便于产品应用，需要设计混合系统。同时，实现物料在输送、提升、混合过程中的初步冷却（85%，必须在蒸压装料以及磨

7、粉前去除硬石膏、灰岩、泥岩等杂质。这些杂质的存在对产品强度、吸水性、模具溶蚀、耐磨性产生严重的影响。（2）蒸压压力-时间与块度块度范围一般要求控制在150～250mm。从生产节拍和效率方面考虑，釜内压力一般选择为0.6～0.8MPa、温度为160～175℃、蒸压为4～4.5h，要求快速升压与稳定保压。（3）排水作业一个蒸压作业循环反应釜一般需要排3～4次冷凝水，充汽达到工艺压力后排水，然后进行中间排水（1～2次），最后再排汽前排水，以保证有良好蒸压效果。（4）石膏原料与蒸压后的半成品质量关系10石膏原料与蒸压后的半成品的质量比在原材料品位不太高的情况下可以按（

8、1.15～1.16）：1计算。（5）能