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1、硅酸钙板流浆法工艺生产中物料损耗浅谈 来源：华南理工大学材料科学与工程学院李方贤韦江雄石川雷盼盼 摘要：简单介绍了硅酸钙板生产原理及特性，以某厂家硅酸钙板流浆法制造工艺为例， 根据生产工艺流程，重点分析流浆工艺生产过程中的物料损耗原因，得出生产工艺， 技术管 理，是降低生产成本，增加经济效益的重要途径的结论。 关键词：硅酸钙板；流浆法工艺；物料损耗分析 0 前言 墙体材料是建筑结构中不可或缺的组成部分，一直为建材工作者所关注。尤其是， 随着 建筑节能的推广和发展，具有质轻、 隔热、隔音、保温以及防火等特点的墙体材料日益受到 人们的重视。其中，纤维增强硅酸钙板（简称硅酸钙板）是一种具有防火、隔音
2、、防水、可 锯、可刨、可钉等优良特性的多功能建筑板材，凭籍其可靠、安全、环保、高价值的品质， 深受对建筑新墙材有着高品质要求的客户所喜爱，更为大型工程所青睐，逐渐成为一种家喻 户晓的环保性建筑板材。 1 硅酸钙板的发展 硅酸钙板（简称硅钙板）是由硅质和钙质材料为主，经制浆、成型、蒸养、烘干、砂光 及后加工等工序制成的一种新型板材。其原料来源较广泛，硅质材料可用石英砂、硅藻土、 粉煤灰、砂尘、瓷土等，钙质材料可用生石灰粉、石灰膏、消石灰粉、电石泥等，增强材料 可用玻璃纤维、云母粉、纤维素、有机合成纤维及植物纤维。目前，生产硅钙板的工艺主要 有模压法、抄取法和流浆法。其中，国内流浆法工艺比较流行、
3、成熟，板材平整度和外观质 量可靠，并能保证产品制造成本低、损耗低，生产稳定性易控制。 1.1 硅酸钙板发展简史 20 世纪 50 年代，硅酸钙板由美国OCFG 公司发明； 60 年代后期受到人们的认可，并 展开深入研究；70 年代起，在发达国家推广使用和发展起来，并被命名为“ 法定不燃材料” 。 经 30 多年的应用，已被证实是一种耐久可靠的建筑板材。 1.2 硅酸钙板制造基本原理及关键技术 硅酸钙板是使用硅质材料（石英粉、硅藻土等）、钙质材料（水泥、石灰等）、加入增强 纤维（纸浆纤维、玻纤等）及添加剂，经过混合制浆、成坯、高温蒸压养护，经过烘干、砂 光、磨边、表面涂装等工序制成具有防火、防潮
4、、耐久、变形率低、隔热等特点各式各样建 筑板材。 其生产过程中最重要的一道工序为“ 蒸压养护 ” ，即在180200、 11.5MPa 高压的釜 内经过1320 小时，使硅和钙两种材料在板材内生成大量性质稳定的“ 托贝莫来石 （TOBERMORITE ）” 晶体。产品内生成的“ 托贝莫来石 ” 晶体愈多，则产品的性能愈稳定。 如何能反应生成尽量多的“ 托贝莫来石 ” 晶体，原料配比和蒸养控制是硅酸钙板生产的技术关 键。 1.3 硅酸钙板主要特性 由于硅、 钙两种材料反应后生成的“ 托贝莫来石 ” 晶体， 赋于了硅酸钙板很高的强度和极 为稳定的物理性能，具有质轻、防火、防潮、隔音、隔热、保温、耐
5、腐蚀、防虫鼠咬、防冲 击、易加工、易装饰等优良特点。 2 硅酸钙板流浆生产工艺 流浆法与抄取法相比，虽然有许多优点，但物料损耗较大。现以某生产厂家的硅酸钙板 流浆法制造工艺为例，简单介绍该工艺流程。 图 1 硅酸钙板生产工艺流程图（流浆法） 2.1 纤维浆制备 1）将浆板纸及回收的废牛皮纸或水泥袋纸分别加入立式中碎浆机中，加入定量水充分 松解，每锅料松解时间为4060 分钟； 2）松解后的纸浆由泵送入纸浆池，再加水稀释到较低浓度（4%-6%）进入双盘磨浆机 循环进行疏磨； 3）疏磨后的纸浆由泵送入贮浆池进行配浆，使用时送往制浆计量罐备用； 4）在打浆机中加入计量好的水及其他需要松解的纤维，同时
6、加入制备好的纸浆，启动 机器进行纤维松解； 5）将松解好的纤维浆由泵送入逆流式搅拌机； 2.2 石英砂浆制备 1）将砂用装载机加入受料斗中，合格细度的石英砂进入砂仓储存； 2）砂仓下料口设置计量皮带秤，将砂喂入磨机内，同时加入一定比例的水，对砂进行 粉磨，制备成砂浆； 3）制备好的砂浆由泵送入砂浆储罐，使用时送往砂浆计量罐备用； 2.3 制浆工段 1）松解好的纤维浆由泵送入逆流式搅拌机，再依次加入砂浆、消石灰粉、水泥、干粉 煤灰等物料，最后加入改善性能的材料； 2）水泥、消石灰粉等用螺旋输送机送入粉料计量秤计量后再下料； 3）砂浆采用自流方式流入砂浆计量秤计量后再卸料； 4）粉状物料和纤维浆等
7、在逆流式搅拌机内充分拌合制成一定浓度的料浆，送至储浆池 （罐）中备用； 2.4 储浆磨浆及预搅拌 1）在储浆池中料浆，由泵定量均匀地供给单盘磨浆机匀磨处理，进一步拌合料浆，然 后送入储浆机内储存待用； 2）磨好的料浆再由储浆机进入设称重浓度显示系统的预搅拌罐内搅拌，可以检测出料 浆的质量浓度并自动调节流量大小； 3）恒定的料浆浓度可以稳定流浆制板机的操作并方便地调节板厚； 2.5 制板及堆垛 1）料浆经流浆箱后均匀流出铺在运行的工业毛毯上，通过真空系统的抽吸滤水，薄料 层缠绕在成型筒上，经过多层缠绕达到设定的料坯厚度时，自动出刀切断料坯。将料坯输送 至接坯切割机； 2）制板机采用一定直径的成型
8、筒，一次下坯经切割后成标准板坯（标准板坯： 2.44mx1.22m ） 。切割后的板坯经堆垛机，采取一张模板一张板坯交替堆垛的方式，充分保 证板坯平整； 3）堆垛机配置伺服电机，可准确控制速度及位置精度； 4）养护小车及模板小车的高度由两台升降平台自动调节。整个制板、接坯、堆垛全过 程采用可编程控制器自动控制； 2.6 预养护和脱模 1）湿坯堆垛后经一段时间的预养护，使板坯达到初期强度，以利于机械脱模堆垛； 2）板坯预养护采用自然养护。生产高密度板时，利用行车把板垛吊运至板垛液压压机 进行加压，保压一定时间后，把加压后的板垛吊运回板垛小车上； 3）预养后的板坯送至脱模机下，完成脱模堆垛并加入蒸
9、养垫板工作； 4）脱下的模板经清灰刷油机清灰刷油后堆放在小车上，沿轨道返回堆垛机循环使用。 板坯再经摆渡车摆渡至蒸压釜前编组入釜； 2.7 蒸压养护 1）板坯经脱模后，蒸养小车上的板垛由卷扬机牵引进入蒸压釜中进行蒸压养护，在高 温高压下， 板坯中的二氧化硅、氢氧化钙和水发生水化反应，最后生成托贝莫来石和部分硬 硅钙石结晶； 2）板坯进入蒸压釜后，需经大约1320 小时的高温、蒸压处理； 3） 一般蒸压制度为升温2 小时，恒温 810 小时，降温 3 4 小时，恒压压力为1.3MPa。 板坯车进出蒸压釜由卷扬机牵引完成； 4）一般在蒸压之前还需对釜内抽真空，时间约30 分钟，抽至 -0.5 个大
10、气压。这样更有 利于节约蒸汽、硅酸钙板的吸热均匀，不至造成蒸养缺陷； 2.8 脱模、烘干 1）蒸养好的板坯要经过烘干处理，使板坯水份达到10%以下，满足建筑业的要求； 2）通过烘干机，由链板带动板坯在隧道窑中连续烘干，通过轴流风机使热风在窑内循 环，板坯得到均匀烘干； 3）从蒸压釜出来的带蒸养垫板的板垛小车经吸板机使板和蒸养垫板分离； 4）烘干机出板则由出板带式输送机、定位辊道输送机及真空吸板机将板卸出堆垛成垛， 再由叉车送入半成品堆存区； 2.9 砂光、磨边 为保证板面平整，提高外观质量， 烘干后的板坯还需经过单面砂光机定厚砂削。砂光后 的板再经过磨边倒角机组对板边磨削及倒角处理，达到满足建
11、筑业对硅酸钙板外观尺寸精确 度以及板与板接缝要求。 3 流浆工艺生产过程中的物料损耗分析 迄今为止， 还未见到相关单位公开硅酸钙板流浆法制造过程的物料损耗数据。通过对几 家单位调查， 现根据某生产厂家的硅酸钙板流浆法的投料、制造及加工工艺过程，收集核算 近几年的记录数据，对各工序物料损耗加以分析总结，以供参考。 全年工作日330 天，有效生产22 小时 /天，设备运转率85%。按石英粉： 水泥： 生石灰： 增强纤维：填料及絮凝剂= 48：18：15：18：1 计算，该厂年产500 万 m2 硅酸钙板生产线 物料平衡表及原料储存期，见下表： 表 1 年产 500 万 m2 硅酸钙板生产线理论物料
12、消耗表 3.1 物料装卸及粗处理 基于节省采购成本原因，制造所用的主要原料硅质（石英粉、硅藻土等）、钙质（水泥、 石灰等）、增强纤维（纸浆纤维、玻纤等）材料均为采购，汽车散装运输进厂，石英粉及水 泥用气力输送进入水泥储存仓内储存，生石灰经破碎消化处理制备成消石灰粉。 在装卸及搬运过程中，因卸人员、生产设备特性及生石灰质量原因，损耗率为：石英粉 0. 64%，水泥 1.25%，石灰 1.5%，纤维 0.21%，填料及絮凝剂0.01%。 3.2 物料投放 原料在往投料系统过程中，由于设备特性及周边环境原因，需要人工投放，损耗率为： 石英粉 0. 15%，水泥。 0.54%，石灰 0.35%，纤维
13、0.33%，填料及絮凝剂0.05%。 3.3 纤维浆制备 将纤维泵送入纸浆池，加水稀释进入双盘磨浆机疏磨，再由泵送入贮浆池进行配浆，使 用时送往制浆工段的纸浆计量罐备用，由于生产工艺原因，过程纤维总损耗率0.24%。 3.4 石英砂浆制备 用装载机将石英砂加入受料斗，进入砂仓储存后，再由计量皮带秤将砂喂入磨机，制备 成砂浆， 最后由泵送入砂浆储罐备用，由于天气及皮带输送原因，过程石英砂损耗率0.65%。 3.5 制浆工段 纤维浆由泵送入逆流式搅拌机，再依次加入砂浆、水泥、消石灰粉、填料及絮凝物料， 最后进入料浆储浆池。由于生产工艺、设备维护不足原因漏泄、溢出而硬化，占总损耗率为 0.8%。按配
14、比换算成单料，过程损耗率为：石英粉0.384%，水泥。 0.144%，石灰 0.120%， 纤维 0.144%，填料及絮凝剂0.008%。 3.6 储浆、磨浆及预搅拌 料浆储浆池单盘磨浆机斗式储浆机称重浓度预搅拌罐备用。由于工艺及设备原因 而部分硬化， 总损耗率为0.5%。过程损耗率为： 石英粉 0.24%，水泥。0.09%，石灰 0.075%， 纤维 0.09%，填料及絮凝剂0.005%。 3.7 制板及堆垛 料浆流浆箱工业毛毯抽吸滤水成型筒切断料坯切割机堆垛机。由于生产 工艺流程及回浆过程原因，造成不可回收利用的部分硬化、边角料等，总损耗率为0.5%。 按配比换算成单料，过程损耗率为： 石
15、英粉 0.24%，水泥。0.09%，石灰 0.075%，纤维 0.09%， 填料及絮凝剂0.005%。 3.8 预养护和脱模 湿坯堆垛自然预养护脱模加压堆垛。由于各道工序控制得好，无损耗。 3.9 蒸压养护 板坯车入蒸压釜蒸压养护板坯车出蒸压釜。过程中，蒸养垫板占板坯5%，回收利 用率为 60%，即占板坯总损耗率为2%。换算成单料，过程损耗率为：石英粉0.96%，水泥 0.36%，石灰 0.30%，纤维 0.36%，填料及絮凝剂0.02%。 3.10 脱模、烘干 接板辊道输送机辊道输送机定位辊道输送机吸盘转臂输送机进板带式输送机 隧道窑中连续烘干卸出堆垛成垛叉车送半成品堆存区。在板和蒸养垫板分
16、离、卸出、 堆垛成垛过程中，由于偶然的操作失误，造成0.2%的不可回收的废料。换算成单料，损耗 率为：石英粉0.096%，水泥 0.036%，石灰 0.03%，纤维 0.036%，填料及絮凝剂0.002%。 3.11 砂光、磨边、成品储存 单（双）面砂光机磨边倒角机组外观检查叉车送成品库存放。由于产品成型过程 中下列原因：（1）钢模板、 钢垫板表面平整度及产品少量残余物的强附着力，时常导致板的 表面有凹凸不平现象； （2）原料有杂质，磨浆不充分，或搬运不规范，少量产品有纸团、硬 物、暗伤、崩边等情况。为满足合格产品的质量要求，需采取如下措施：（1）用较厚的坯板 经砂光机磨削成所需厚度，有时切削
17、量甚至达1mm，造成了极大浪费； （2）加强检测，将 有纸团、硬物、暗伤、崩边现象，作不可回收的废品处理。 据统计，总损耗率占板坯的2.8%。换算成单料，过程损耗率为：石英粉1.344%，水泥 0.504%，石灰 0.42%，纤维 0.504%，填料及絮凝剂0.028%。 根据上述生产厂家的情况分析结果，仅从制浆工段到砂光、磨边工序， 总损耗率就占板 坯的 6.8%，按配比换算成单料，过程损耗率为： 石英粉 3.2644%，水泥 1.224%，石灰 1.02%， 纤维 1.224%，填料及絮凝剂0.068%。按该厂硅酸钙板生产线实际物料平衡表及原料储存期 表，材料总损耗量为：石英粉538 吨/年，水泥75.5 吨/年，石灰52.5 吨 /年，纤维66.6 吨/ 年，填料及絮凝剂0.23 吨/年，总计 732.830.23 吨/年。若生产按6mm 厚板计，可增加约10 万 m2 产品。 结语 由上述分析可见，硅酸钙板流浆法生产工艺流程虽然是流水线作业，但主要原料都是采 购散装运输进场，设备组合较复杂，从投料到产品加工的工序又较多，操作环境普遍比电子 机械行业差， 如果生产工艺不合理，生产管理及设备维护不到位，势必导致各道工序材料损 耗率增加，造成无谓的浪费，直接影响到生产成本。 因此， 采用合适的生产工艺，加强生产技术管理，是降低生产成本，增加工厂经济效益 的重要途径。 何珮