1、论石膏粉生产过程中的精密控制一、 前言石膏是五大胶凝材料之一。2001 年我国石膏粉产量已达到 260 万吨，广泛用于陶瓷模具、建筑材料、精密铸造、工艺美术等行业。成为一种非常重要的无机非金属材料。但我国生产的大部分石膏粉的质量很差，质量波动范围大，不稳定，适应性低，凝结时间不可调等质量问题，严重地影响了客户的使用，甚至造成退货、赔偿等经济纠纷。重要的是：我国石膏粉产品质量长期处于一种低水平、低质量的状态中，对我国石膏粉生产的发展极为不利，特别是我国入世以后，将直接面对国外高质量产品和技术的竞争，我们如果不在最近几年加以改善和提高，我国的石膏粉产业将面临极大的压力，直接影响到我国石膏粉产业的发
2、展。 二、 石膏粉精密控制的重要性。石膏作为一种大宗的建筑、模具材料，被使用和发明的年限甚至超过水泥。在埃及金字塔中就使用了石膏胶凝材料，历史非常悠久，但它的发展远没有后来居上的水泥受到人们的重视，对石膏的研究开发的深入程度比水泥落后的多。现代水泥产量可达日产 2000-5000吨的规模，能连续地、长久地、稳定地生产出 32.5-62.5各种标号水泥，而石膏粉生产规模却达不到，产量达不到，质量也达不到。我国石膏粉厂产量大部分是 0.5-5.0万/年，因受生产工艺、设备、原料、人员素质等条件限制，能够稳定、连续、持久地生产的企业不多。我国石膏粉企业生产存在的显著问题是三放：即生产粗放、管理粗放、
3、检测控制粗放。例如：规模产量小，生产设备十分简陋，入窑颗粒大小不均，石膏原料成分波动很大，缺少或基本没有原料、成品的均化设施。管理上的随意性大，没有或没有严格的管理制度，或有了制度不严格执行各项管理制度，操作工人没有接受正规的专业知识和基本技能培训。有的企业没有基本的产品检测仪器和设备，甚至不配备专职质量检测人员，有的企业只有一点简陋的检测仪器，根本不能胜任产品的质量控制任务。如此等等，造成了石膏粉产品质量极不稳定，性能指标偏差很大，强度偏低，尤其凝结时间极不稳定，严重影响了用户的使用和信心，更直接影响到企业的经济利益。稳定生产，精密控制是生产高质量石膏粉的前提，应当引起各石膏粉生产企业的高度
4、重视。三、 精密控制的方法和步骤。石膏粉生产过程实行精密控制是一项系统工程，应从主要原料进厂管理入手，到产品出厂为止，均应进行严格的控制，局部主要环节，应采取精密控制，生产中主要有以下环节或工艺参数需要实行精密控制。 生产中的控制点是：1、 生产原料的控制（控制石膏矿石中 CaSO42H2O的含量）2、 石膏煅烧过程的工艺参数控制（温度、入料量、煅烧时间，进、出料时间等）3、 熟料的陈化、粉磨及均化的控制控制方法：1、原料精选，原料中 CaSO42H2O含量的控制2、半水石膏粉结晶水快速测定3、相分析快速测定4、 标稠、凝结时间、强度与各工艺参数的曲线关系5、 产品的常规物理性能检测以上八条，
5、均是石膏粉生产过程中与产品质量有密切关系的重要控制环节或控制方法。从整体上说，整个控制分为三大部分，即：原材料控制，石膏脱水过程控制和产品陈化、均化控制。四、精密控制的保证措施：1、 原材料控制：首先对所用石膏矿石的整体质量要有一个评价，做到心里有数。除了经常对所进石膏原料进行化学全分析外，生产控制中更简易易行的方法是采用结晶水分析法来控制石膏质量。这种方法简单易行，分析成本低、快速，所需仪器设备为天平、马弗炉（或烘箱）即可。例如：均匀取石膏样 1克，经 230灼烧 2小时，冷却，称重。两者之比即为结晶水含量。 试样重-煅烧后试样重结晶水含量% =100%试样重 1-0.802例：100%=1
6、9.8%1 说明这批石膏质量较好，从而计算出这批石膏的品位（二水硫酸钙含量）：19.8%100%=94.6%20.93%式中：20.93%为纯二水硫酸钙中结晶水含量。说明这批石膏原料的二水硫酸钙含量为 94.6%，为二级品。石膏原料的化学成分也是在不断变化的，每批原料（100T 为一个批次）进厂都要进行结晶水含量分析，及时掌握石膏质量波动情况，为下道工序提供准确的数据。特别指出，取样时一定要平均取样，样品一定要具有代表性。2、 石膏脱水过程控制石膏脱水控制是石膏生产中最重要的控制，半水石膏结晶水的含量直接反映了脱水程度（即物料脱水温度和脱水时间的变化）。石膏脱水温度和脱水时间是 2个重要的工艺
7、参数，因石膏煅烧设备，石膏矿石结晶水含量的不同而不同。正确的脱水温度和时间一般必须经过试验来确定。煅烧设备的测温探头一定要接触物料，出料温度波动范围不能超过5，如出料温度波动较大（超过 5），就会导致产品质量出现大的波动，每批或每窑物料的性能出现较大差异，从而影响整个产品质量的稳定性。为排除人为因素和经验主义，最新的温控仪器已可以实现集中微机控制，不管是 粉生产线和 型高强石膏生产线都可实行集中微机化控制和管理，生产过程中的温度变化可及时、直观、准确地记录下来，可及时调整，对生产控制有很重要的指导意义。 为了做到石膏脱水过程的精密控制，除了必须严格地控制物料的煅烧温度、出料温度及煅烧时间外，还
8、必须严格控制物料进煅烧设备的进料量或进料的连续稳定性，尤其对于间歇式设备，必须严格地控制每一次的进料量（波动范围不能超过100kg），并尽可能地缩短进料时间和出料时间。煅烧过程中的每一个步骤都可能影响到产品质量，为了保证产品的质量及质量的稳定性，必须严格、精确地控制该过程中的每一个工艺参数。3、 半水石膏结晶水含量的控制石膏的加热脱水过程实际上是一个化学反应过程，由二水石膏转变成半水石膏：加热 CaSO42H2O CaSO4?H2O+1?H2O在这个反应过程中，要脱掉 1?H2O结晶水（14.73%），半水石膏中只含有半个分子的结晶水（6.2%）。从理论上讲要使二水石膏尽可能地生成半水石膏，也
9、就是说，要使半水石膏中结晶水的含量最大限度地靠近 6.2%，这样才能达到产品的最好质量。那就需要更准确、精密地控制半水石膏中结晶水的含量才行。控制方法是采用结晶水的快速测定法，测定方法与前述方法相同。但在实际生产过程中二水石膏不可能呈非常纯的，总含有许多其它杂质，如：硅、铝、铁等，结晶水含量也不可能达到 20.93%，所以每批二水石膏有它的一个实际值，这个实际值为：实测二水石膏结晶水含量%实际半水石膏值=100%3.375例如：实测二水石膏矿石结晶水含量为 19.3，那么它的实际理论值为：19.3100%=5.72%3.375也就是说，用这批石膏原料生产的半水石膏粉 的结晶水含量应尽可能地靠近
10、 5.72%，过高、过低都不好，靠的愈近，产品质量愈好。4、 产品均化控制石膏生产企业一般只注意石膏产品的陈化处理，而很少注意石膏产品的均化处理。俊化处理在产品的质量稳定方面起着举足轻重的地位。许多石膏企业产品质量不稳定，忽高忽低、忽快忽慢，都是均化不足引起的。尤其在间歇式煅烧设备生产工艺表现最为明显。控制办法为多窑搭配，均衡入库，机械倒库。新建石膏企业在工艺设计时要考虑到均化问题，设立均化库。老企业进行技改，设立均化库或仓，亦可解决问题。5、 加强质检控制部门（化验室）建设实行生产过程中的精密控制，企业内部是通过化验室来实施的，人的因素最为重要，化验室人员必须具有较高的文化程度，最好是无机材料专业方面的大学毕业生，而且具有敬业精神和创新精神，有较丰富的实践经验。根据实际情况，一般年产量在 1.5万吨的企业必须配备 4名以上质检控制人员。建立完善的生产控制点以及有关的控制指标和参数。建立严格的质量管理制度、取样制度。五、结束语：石膏粉生产过程中的精密控制是一个系统工程，最关键的还是人的因素，包括人的素质，人的思想观念，人的创新意识，管理水平以及敬业精神等。首先，提高人的因素，才能将精密控制系统建立起来，并实行下去，取得良好的经济效益。我希望在条件较好的企业实行产品的精密控制方法，为企业发展和质量提高创造打下坚实的基础，迎接入世后对我们石膏行业的挑战。
