硅酸鈣板流漿法工藝生產(chǎn)中物料損耗淺談

　　摘要：簡單介紹了硅酸鈣板生產(chǎn)原理及特性，以某廠家硅酸鈣板流漿法制造工藝為例，根據(jù)生產(chǎn)工藝流程，重點分析流漿工藝生產(chǎn)過程中的物料損耗原因，得出生產(chǎn)工藝，技術(shù)管理，是降低生產(chǎn)成本，增加經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑的結(jié)論。

　　關(guān)鍵詞：硅酸鈣板；流漿法工藝；物料損耗分析

　　0 前言

　　墻體材料是建筑結(jié)構(gòu)中不可或缺的組成部分，一直為建材工作者所關(guān)注。尤其是，隨著建筑節(jié)能的推廣和發(fā)展，具有質(zhì)輕、隔熱、隔音、保溫以及防火等特點的墻體材料日益受到人們的重視。其中，纖維增強(qiáng)硅酸鈣板（簡稱硅酸鈣板）是一種具有防火、隔音、防水、可鋸、可刨、可釘?shù)葍?yōu)良特性的多功能建筑板材，憑籍其可靠、安全、環(huán)保、高價值的品質(zhì)，深受對建筑新墻材有著高品質(zhì)要求的客戶所喜愛，更為大型工程所青睞，逐漸成為一種家喻戶曉的環(huán)保性建筑板材。

　　1 硅酸鈣板的發(fā)展

　　硅酸鈣板（簡稱硅鈣板）是由硅質(zhì)和鈣質(zhì)材料為主，經(jīng)制漿、成型、蒸養(yǎng)、烘干、砂光及后加工等工序制成的一種新型板材。其原料來源較廣泛，硅質(zhì)材料可用石英砂、硅藻土、粉煤灰、砂塵、瓷土等，鈣質(zhì)材料可用生石灰粉、石灰膏、消石灰粉、電石泥等，增強(qiáng)材料可用玻璃纖維、云母粉、纖維素、有機(jī)合成纖維及植物纖維。目前，生產(chǎn)硅鈣板的工藝主要有模壓法、抄取法和流漿法。其中，國內(nèi)流漿法工藝比較流行、成熟，板材平整度和外觀質(zhì)量可靠，并能保證產(chǎn)品制造成本低、損耗低，生產(chǎn)穩(wěn)定性易控制。

　　1.1硅酸鈣板發(fā)展簡史

　　20世紀(jì)50年代，硅酸鈣板由美國OCFG公司發(fā)明；60年代后期受到人們的認(rèn)可，并展開深入研究；70年代起，在發(fā)達(dá)國家推廣使用和發(fā)展起來，并被命名為“法定不燃材料”。經(jīng)30多年的應(yīng)用，已被證實是一種耐久可靠的建筑板材。

　　1.2硅酸鈣板制造基本原理及關(guān)鍵技術(shù)

　　硅酸鈣板是使用硅質(zhì)材料（石英粉、硅藻土等）、鈣質(zhì)材料（水泥、石灰等）、加入增強(qiáng)纖維（紙漿纖維、玻纖等）及添加劑，經(jīng)過混合制漿、成坯、高溫蒸壓養(yǎng)護(hù)，經(jīng)過烘干、砂光、磨邊、表面涂裝等工序制成具有防火、防潮、耐久、變形率低、隔熱等特點各式各樣建筑板材。

　　其生產(chǎn)過程中最重要的一道工序為“蒸壓養(yǎng)護(hù)”，即在180~200℃、1~1.5MPa高壓的釜內(nèi)經(jīng)過13~20小時，使硅和鈣兩種材料在板材內(nèi)生成大量性質(zhì)穩(wěn)定的“托貝莫來石（TOBERMORITE）”晶體。產(chǎn)品內(nèi)生成的“托貝莫來石”晶體愈多，則產(chǎn)品的性能愈穩(wěn)定。如何能反應(yīng)生成盡量多的“托貝莫來石”晶體，原料配比和蒸養(yǎng)控制是硅酸鈣板生產(chǎn)的技術(shù)關(guān)鍵。

　　1.3硅酸鈣板主要特性

　　由于硅、鈣兩種材料反應(yīng)后生成的“托貝莫來石”晶體，賦于了硅酸鈣板很高的強(qiáng)度和極為穩(wěn)定的物理性能，具有質(zhì)輕、防火、防潮、隔音、隔熱、保溫、耐腐蝕、防蟲鼠咬、防沖擊、易加工、易裝飾等優(yōu)良特點。

　　2 硅酸鈣板流漿生產(chǎn)工藝

　　流漿法與抄取法相比，雖然有許多優(yōu)點，但物料損耗較大?，F(xiàn)以某生產(chǎn)廠家的硅酸鈣板流漿法制造工藝為例，簡單介紹該工藝流程。

　　圖1 硅酸鈣板生產(chǎn)工藝流程圖（流漿法）

　　2.1 纖維漿制備

　　1）將漿板紙及回收的廢牛皮紙或水泥袋紙分別加入立式中碎漿機(jī)中，加入定量水充分松解，每鍋料松解時間為40～60分鐘；

　　2）松解后的紙漿由泵送入紙漿池，再加水稀釋到較低濃度（4%-6%）進(jìn)入雙盤磨漿機(jī)循環(huán)進(jìn)行疏磨；

　　3）疏磨后的紙漿由泵送入貯漿池進(jìn)行配漿，使用時送往制漿計量罐備用；

　　4）在打漿機(jī)中加入計量好的水及其他需要松解的纖維，同時加入制備好的紙漿，啟動機(jī)器進(jìn)行纖維松解；

　　5）將松解好的纖維漿由泵送入逆流式攪拌機(jī)；

　　2.2 石英砂漿制備

　　1）將砂用裝載機(jī)加入受料斗中，合格細(xì)度的石英砂進(jìn)入砂倉儲存；

　　2）砂倉下料口設(shè)置計量皮帶秤，將砂喂入磨機(jī)內(nèi)，同時加入一定比例的水，對砂進(jìn)行粉磨，制備成砂漿；

　　3）制備好的砂漿由泵送入砂漿儲罐，使用時送往砂漿計量罐備用；

　　2.3 制漿工段

　　1）松解好的纖維漿由泵送入逆流式攪拌機(jī)，再依次加入砂漿、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、消石灰粉等用螺旋輸送機(jī)送入粉料計量秤計量后再下料；

　　3）砂漿采用自流方式流入砂漿計量秤計量后再卸料；

　　4）粉狀物料和纖維漿等在逆流式攪拌機(jī)內(nèi)充分拌合制成一定濃度的料漿，送至儲漿池（罐）中備用；

　　2.4 儲漿磨漿及預(yù)攪拌

　　1）在儲漿池中料漿，由泵定量均勻地供給單盤磨漿機(jī)勻磨處理，進(jìn)一步拌合料漿，然后送入儲漿機(jī)內(nèi)儲存待用；

　　2）磨好的料漿再由儲漿機(jī)進(jìn)入設(shè)稱重濃度顯示系統(tǒng)的預(yù)攪拌罐內(nèi)攪拌，可以檢測出料漿的質(zhì)量濃度并自動調(diào)節(jié)流量大??；

　　3）恒定的料漿濃度可以穩(wěn)定流漿制板機(jī)的操作并方便地調(diào)節(jié)板厚；

　　2.5 制板及堆垛

　　1）料漿經(jīng)流漿箱后均勻流出鋪在運(yùn)行的工業(yè)毛毯上，通過真空系統(tǒng)的抽吸濾水，薄料層纏繞在成型筒上，經(jīng)過多層纏繞達(dá)到設(shè)定的料坯厚度時，自動出刀切斷料坯。將料坯輸送至接坯切割機(jī)；

　　2）制板機(jī)采用一定直徑的成型筒，一次下坯經(jīng)切割后成標(biāo)準(zhǔn)板坯（標(biāo)準(zhǔn)板坯：2.44mx1.22m）。切割后的板坯經(jīng)堆垛機(jī)，采取一張模板一張板坯交替堆垛的方式，充分保證板坯平整；

　　3）堆垛機(jī)配置伺服電機(jī)，可準(zhǔn)確控制速度及位置精度；

　　4）養(yǎng)護(hù)小車及模板小車的高度由兩臺升降平臺自動調(diào)節(jié)。整個制板、接坯、堆垛全過程采用可編程控制器自動控制；

　　2.6 預(yù)養(yǎng)護(hù)和脫模

　　1）濕坯堆垛后經(jīng)一段時間的預(yù)養(yǎng)護(hù)，使板坯達(dá)到初期強(qiáng)度，以利于機(jī)械脫模堆垛；

　　2）板坯預(yù)養(yǎng)護(hù)采用自然養(yǎng)護(hù)。生產(chǎn)高密度板時，利用行車把板垛吊運(yùn)至板垛液壓壓機(jī)進(jìn)行加壓，保壓一定時間后，把加壓后的板垛吊運(yùn)回板垛小車上；

　　3）預(yù)養(yǎng)后的板坯送至脫模機(jī)下，完成脫模堆垛并加入蒸養(yǎng)墊板工作；

　　4）脫下的模板經(jīng)清灰刷油機(jī)清灰刷油后堆放在小車上，沿軌道返回堆垛機(jī)循環(huán)使用。板坯再經(jīng)擺渡車擺渡至蒸壓釜前編組入釜；[Page]

　　2.7 蒸壓養(yǎng)護(hù)

　　1）板坯經(jīng)脫模后，蒸養(yǎng)小車上的板垛由卷揚(yáng)機(jī)牽引進(jìn)入蒸壓釜中進(jìn)行蒸壓養(yǎng)護(hù)，在高溫高壓下，板坯中的二氧化硅、氫氧化鈣和水發(fā)生水化反應(yīng)，最后生成托貝莫來石和部分硬硅鈣石結(jié)晶；

　　2）板坯進(jìn)入蒸壓釜后，需經(jīng)大約13～20小時的高溫、蒸壓處理；

　　3）一般蒸壓制度為升溫2小時，恒溫8～10小時，降溫3～4小時，恒壓壓力為1.3MPa。板坯車進(jìn)出蒸壓釜由卷揚(yáng)機(jī)牽引完成；

　　4）一般在蒸壓之前還需對釜內(nèi)抽真空，時間約30分鐘，抽至-0.5個大氣壓。這樣更有利于節(jié)約蒸汽、硅酸鈣板的吸熱均勻，不至造成蒸養(yǎng)缺陷；

　　2.8 脫模、烘干

　　1）蒸養(yǎng)好的板坯要經(jīng)過烘干處理，使板坯水份達(dá)到10%以下，滿足建筑業(yè)的要求；

　　2）通過烘干機(jī)，由鏈板帶動板坯在隧道窯中連續(xù)烘干，通過軸流風(fēng)機(jī)使熱風(fēng)在窯內(nèi)循環(huán)，板坯得到均勻烘干；

　　3）從蒸壓釜出來的帶蒸養(yǎng)墊板的板垛小車經(jīng)吸板機(jī)使板和蒸養(yǎng)墊板分離；

　　4）烘干機(jī)出板則由出板帶式輸送機(jī)、定位輥道輸送機(jī)及真空吸板機(jī)將板卸出堆垛成垛，再由叉車送入半成品堆存區(qū)；

　　2.9 砂光、磨邊

　　為保證板面平整，提高外觀質(zhì)量，烘干后的板坯還需經(jīng)過單面砂光機(jī)定厚砂削。砂光后的板再經(jīng)過磨邊倒角機(jī)組對板邊磨削及倒角處理，達(dá)到滿足建筑業(yè)對硅酸鈣板外觀尺寸精確度以及板與板接縫要求。

　　3 流漿工藝生產(chǎn)過程中的物料損耗分析

　　迄今為止，還未見到相關(guān)單位公開硅酸鈣板流漿法制造過程的物料損耗數(shù)據(jù)。通過對幾家單位調(diào)查，現(xiàn)根據(jù)某生產(chǎn)廠家的硅酸鈣板流漿法的投料、制造及加工工藝過程，收集核算近幾年的記錄數(shù)據(jù)，對各工序物料損耗加以分析總結(jié)，以供參考。

　　全年工作日330天，有效生產(chǎn)22小時/天，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率85%。按石英粉：水泥：生石灰：增強(qiáng)纖維：填料及絮凝劑= 48：18：15：18：1計算，該廠年產(chǎn)500萬m2硅酸鈣板生產(chǎn)線物料平衡表及原料儲存期，見下表：

表1 年產(chǎn)500萬m2硅酸鈣板生產(chǎn)線理論物料消耗表

　　3.1 物料裝卸及粗處理

　　基于節(jié)省采購成本原因，制造所用的主要原料硅質(zhì)（石英粉、硅藻土等）、鈣質(zhì)（水泥、石灰等）、增強(qiáng)纖維（紙漿纖維、玻纖等）材料均為采購，汽車散裝運(yùn)輸進(jìn)廠，石英粉及水泥用氣力輸送進(jìn)入水泥儲存?zhèn)}內(nèi)儲存，生石灰經(jīng)破碎消化處理制備成消石灰粉。

　　在裝卸及搬運(yùn)過程中，因卸人員、生產(chǎn)設(shè)備特性及生石灰質(zhì)量原因，損耗率為：石英粉0. 64%，水泥1.25%，石灰1.5%，纖維0.21%，填料及絮凝劑0.01%。

　　3.2物料投放

　　原料在往投料系統(tǒng)過程中，由于設(shè)備特性及周邊環(huán)境原因，需要人工投放，損耗率為：石英粉0. 15%，水泥。0.54%，石灰0.35%，纖維0.33%，填料及絮凝劑0.05%。

　　3.3纖維漿制備

　　將纖維泵送入紙漿池，加水稀釋進(jìn)入雙盤磨漿機(jī)疏磨，再由泵送入貯漿池進(jìn)行配漿，使用時送往制漿工段的紙漿計量罐備用，由于生產(chǎn)工藝原因，過程纖維總損耗率0.24%。

　　3.4 石英砂漿制備

　　用裝載機(jī)將石英砂加入受料斗，進(jìn)入砂倉儲存后，再由計量皮帶秤將砂喂入磨機(jī)，制備成砂漿，最后由泵送入砂漿儲罐備用，由于天氣及皮帶輸送原因，過程石英砂損耗率0.65%。

　　3.5制漿工段

　　纖維漿由泵送入逆流式攪拌機(jī)，再依次加入砂漿、水泥、消石灰粉、填料及絮凝物料，最后進(jìn)入料漿儲漿池。由于生產(chǎn)工藝、設(shè)備維護(hù)不足原因漏泄、溢出而硬化，占總損耗率為0.8%。按配比換算成單料，過程損耗率為：石英粉0.384%，水泥。0.144%，石灰0.120%，纖維0.144%，填料及絮凝劑0.008%。

　　3.6儲漿、磨漿及預(yù)攪拌

　　料漿儲漿池→單盤磨漿機(jī)→斗式儲漿機(jī)→稱重濃度預(yù)攪拌罐備用。由于工藝及設(shè)備原因而部分硬化，總損耗率為0.5%。過程損耗率為：石英粉0.24%，水泥。0.09%，石灰0.075%，纖維0.09%，填料及絮凝劑0.005%。

　　3.7制板及堆垛

　　料漿→流漿箱→工業(yè)毛毯→抽吸濾水→成型筒→切斷料坯→切割機(jī)→堆垛機(jī)。由于生產(chǎn)工藝流程及回漿過程原因，造成不可回收利用的部分硬化、邊角料等，總損耗率為0.5%。按配比換算成單料，過程損耗率為：石英粉0.24%，水泥。0.09%，石灰0.075%，纖維0.09%，填料及絮凝劑0.005%。

　　3.8預(yù)養(yǎng)護(hù)和脫模

　　濕坯堆垛→自然預(yù)養(yǎng)護(hù)→脫模→加壓→堆垛。由于各道工序控制得好，無損耗。

　　3.9蒸壓養(yǎng)護(hù)

　　板坯車入蒸壓釜→蒸壓養(yǎng)護(hù)→板坯車出蒸壓釜。過程中，蒸養(yǎng)墊板占板坯5%，回收利用率為60%，即占板坯總損耗率為2%。換算成單料，過程損耗率為：石英粉0.96%，水泥0.36%，石灰0.30%，纖維0.36%，填料及絮凝劑0.02%。

　　3.10脫模、烘干

　　接板輥道輸送機(jī)→輥道輸送機(jī)→定位輥道輸送機(jī)→吸盤轉(zhuǎn)臂輸送機(jī)→進(jìn)板帶式輸送機(jī)→隧道窯中連續(xù)烘干→卸出堆垛成垛→叉車送半成品堆存區(qū)。在板和蒸養(yǎng)墊板分離、卸出、堆垛成垛過程中，由于偶然的操作失誤，造成0.2%的不可回收的廢料。換算成單料，損耗率為：石英粉0.096%，水泥0.036%，石灰0.03%，纖維0.036%，填料及絮凝劑0.002%。

　　3.11 砂光、磨邊、成品儲存

　　單（雙）面砂光機(jī)→磨邊倒角機(jī)組→外觀檢查→叉車送成品庫存放。由于產(chǎn)品成型過程中下列原因：（1）鋼模板、鋼墊板表面平整度及產(chǎn)品少量殘余物的強(qiáng)附著力，時常導(dǎo)致板的表面有凹凸不平現(xiàn)象；（2）原料有雜質(zhì)，磨漿不充分，或搬運(yùn)不規(guī)范，少量產(chǎn)品有紙團(tuán)、硬物、暗傷、崩邊等情況。為滿足合格產(chǎn)品的質(zhì)量要求，需采取如下措施：（1）用較厚的坯板經(jīng)砂光機(jī)磨削成所需厚度，有時切削量甚至達(dá)1mm，造成了極大浪費(fèi)；（2）加強(qiáng)檢測，將有紙團(tuán)、硬物、暗傷、崩邊現(xiàn)象，作不可回收的廢品處理。

　　據(jù)統(tǒng)計，總損耗率占板坯的2.8%。換算成單料，過程損耗率為：石英粉1.344%，水泥0.504%，石灰0.42%，纖維0.504%，填料及絮凝劑0.028%。

　　根據(jù)上述生產(chǎn)廠家的情況分析結(jié)果，僅從制漿工段到砂光、磨邊工序，總損耗率就占板坯的6.8%，按配比換算成單料，過程損耗率為：石英粉3.2644%，水泥1.224%，石灰1.02%，纖維1.224%，填料及絮凝劑0.068%。按該廠硅酸鈣板生產(chǎn)線實際物料平衡表及原料儲存期表，材料總損耗量為：石英粉538噸/年，水泥75.5噸/年，石灰52.5噸/年，纖維66.6噸/年，填料及絮凝劑0.23噸/年，總計732.830.23噸/年。若生產(chǎn)按6mm厚板計，可增加約10萬m2產(chǎn)品。

　　４ 結(jié)語

　　由上述分析可見，硅酸鈣板流漿法生產(chǎn)工藝流程雖然是流水線作業(yè)，但主要原料都是采購散裝運(yùn)輸進(jìn)場，設(shè)備組合較復(fù)雜，從投料到產(chǎn)品加工的工序又較多，操作環(huán)境普遍比電子機(jī)械行業(yè)差，如果生產(chǎn)工藝不合理，生產(chǎn)管理及設(shè)備維護(hù)不到位，勢必導(dǎo)致各道工序材料損耗率增加，造成無謂的浪費(fèi)，直接影響到生產(chǎn)成本。

　　因此，采用合適的生產(chǎn)工藝，加強(qiáng)生產(chǎn)技術(shù)管理，是降低生產(chǎn)成本，增加工廠經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。