建筑石膏的主要用途和市場分析
1、石膏砌塊
石膏砌塊的生產(chǎn)在國外已有百余年歷史,目前世界上許多國家的生產(chǎn)都已基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。其中法國的年產(chǎn)量在1700萬平米以上,德國為600萬平米,荷蘭為300萬平米,另外俄羅斯、東歐的波蘭、保加利亞、羅馬尼亞和亞洲的韓國、印度、伊朗都有較大規(guī)模的生產(chǎn)。石膏砌塊具有質(zhì)量輕、可取代粘土磚、少毀耕地等優(yōu)點(diǎn),在高層建筑物中作為非承重墻使用,能夠增大有效使用面積10%左右。普通石膏砌塊是由普通石膏粉加水?dāng)嚢?經(jīng)澆注成型、凝結(jié)硬化而成;同其它新型墻體材料綜合比較來看,它是國內(nèi)建筑行業(yè)性能良的新型墻材(其價(jià)格甚至低于粘土磚的成墻價(jià)格),完全符合國家關(guān)于推廣新型建材的產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向,但由于種種原因,石膏砌塊目前在全國還沒有得到很好的推廣應(yīng)用;近年我國新型墻體材料產(chǎn)銷量為5.75億立方米,如果其中5%(約3000萬立方米)由石膏砌塊取代,每年可轉(zhuǎn)化2000萬噸的脫硫石膏。
2、石膏砂漿
石膏砂漿是水泥砂漿的換代產(chǎn)品,它能夠克服水泥砂漿抹墻后出現(xiàn)空鼓、干裂、脫落等現(xiàn)象,與各種墻體基材都能很好地粘結(jié),尤其適用頂棚抹灰,在加氣砼墻上效果更佳,同時(shí)它還具有以下特點(diǎn):
（1）表面裝飾性:墻面致密光滑而不起灰,有較高的強(qiáng)度而不收縮,外觀典雅,無氣味、無裂紋。
（2）防火性能:在發(fā)生火災(zāi)時(shí),石膏硬化體有大量結(jié)晶水在熱作用下釋放出來,形成蒸汽,阻擋了火焰的蔓延,同時(shí)在整個(gè)脫水過程中吸收了大量的熱,從而提高了耐火性能。
（3）保溫隔熱:石膏硬化體是一種多孔質(zhì)材料,導(dǎo)熱系數(shù)小,保溫隔熱性能好。
（4）施工方便:有良好的和易性、保水性,現(xiàn)場加水?dāng)嚢杈鶆蚝笾苯由蠅δɑ?操作自如,勞動(dòng)強(qiáng)度低,材料消耗少。
（5）節(jié)省工期:抹灰層凝結(jié)硬化塊,養(yǎng)護(hù)周期短,整個(gè)硬化及強(qiáng)度達(dá)標(biāo)過程1-2天全部完成,可大大提高工作效率,加快工程進(jìn)度。
（6）具有呼吸功能:當(dāng)室內(nèi)環(huán)境濕度較大時(shí),呼吸孔自動(dòng)吸濕;在相反條件下,能自動(dòng)釋放儲(chǔ)備的水份,反復(fù)循環(huán),將室內(nèi)濕度控制在適宜范圍之內(nèi),為居住者創(chuàng)造了良好舒適的生活環(huán)境。
（7）有利冬季施工:施工不受季節(jié)限制,尤其冬季-5℃以上搶工期時(shí),其水化速度不因氣溫低而明顯減慢,只要拌合水不結(jié)冰,即具有早強(qiáng)快凝的特性,是冬季室內(nèi)抹灰施工的好材料。
（二）建筑石膏生產(chǎn)設(shè)備的市場分析
由于用天然石膏生產(chǎn)建筑石膏的現(xiàn)行工藝是采用對(duì)粉狀物料的煅燒,而脫硫石膏就是粉狀的;因此,用脫硫石膏生產(chǎn)建筑石膏的設(shè)備與天然石膏的變化不大;但也并不能完全照搬,要根據(jù)脫硫石膏和天然石膏的不同點(diǎn)對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝和設(shè)備進(jìn)行選擇與改造；比如,脫硫石膏不適合流態(tài)化煅燒設(shè)備,因?yàn)樗教?有的未燒就被吹出來了,為解決這個(gè)問題需要加大均化倉,并不斷倒倉。目前用天然石膏生產(chǎn)建筑石膏的設(shè)備主要有:連續(xù)炒鍋、回轉(zhuǎn)窯、沸騰爐、流化床煅燒爐、以及沙司基打磨、彼特磨、斯德動(dòng)態(tài)煅燒爐等；總體來說都很成熟,但各有千秋,因此競爭激烈。
二、工藝描述
1、工藝簡單
計(jì)量上料---皮帶輸送---預(yù)干燥---除塵---煅燒----質(zhì)控倉---降溫---改姓---儲(chǔ)存---包裝
2、工藝流程圖
3、工藝描述
生產(chǎn)工藝采用二步法進(jìn)行，前端采用管束烘干機(jī)進(jìn)行烘干，煅燒采用沸騰爐進(jìn)行煅燒。主要生產(chǎn)系統(tǒng)分為濕供料工段、預(yù)干燥工段、煅燒工段、質(zhì)量控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、改性處理、入倉陳化、除塵、熱源、自動(dòng)控制10個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、
1）濕供料工段
濕供料工段由受料斗、帶式定量給料機(jī)、皮帶輸送機(jī)、除塵器、篩分機(jī)等輸送設(shè)備構(gòu)成。
由3--5噸裝載機(jī)或者抓斗把含有游離水的工業(yè)副產(chǎn)石膏運(yùn)送至受料斗里面，在料斗內(nèi)進(jìn)行臨時(shí)儲(chǔ)存，料斗內(nèi)襯不銹鋼襯板，可防止化學(xué)石膏的粘倉問題。料斗底部設(shè)有專用計(jì)量皮帶稱，通過該設(shè)備可精確的計(jì)量每個(gè)時(shí)間段的供料量，并保證濕料均勻的供給下游皮帶輸送機(jī)。皮帶輸送機(jī)采用槽型皮帶輸送機(jī)，實(shí)現(xiàn)一定距離和高度的運(yùn)輸，在斜皮帶輸送機(jī)上設(shè)有除鐵器，可有效避免鐵制品進(jìn)入到系統(tǒng)中。另外在斜皮帶下料端設(shè)置旋轉(zhuǎn)篩分機(jī)，可有效避免大塊顆粒物及石膏內(nèi)的雜質(zhì)進(jìn)入到系統(tǒng)中。整個(gè)系統(tǒng)經(jīng)計(jì)量皮帶稱和皮帶輸送機(jī)輸送到后續(xù)工段，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)生產(chǎn)量和成品質(zhì)量的控制。
2）預(yù)干燥工段
預(yù)干燥工段采用管束式烘干機(jī)進(jìn)行烘干石膏粉，整個(gè)系統(tǒng)有自清潔鎖風(fēng)下料器、管束烘干機(jī)、預(yù)熱風(fēng)機(jī)、蒸汽換熱器、袋式除塵器、主引風(fēng)機(jī)、提升機(jī)、輸送設(shè)備構(gòu)成。
計(jì)量后的原料石膏經(jīng)皮帶輸送機(jī)輸送到以蒸汽為熱源的烘干機(jī)中進(jìn)行烘干，粉料在烘干設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)的帶動(dòng)下由進(jìn)料端往出料端移動(dòng)，并在移動(dòng)過程中進(jìn)行熱交換，以此達(dá)到烘干的目的，此種烘干機(jī)采用列管式換熱方式進(jìn)行熱交換，并在傳送物料過程中將物料揚(yáng)起進(jìn)入到管束中，保證石膏在烘干機(jī)中與蒸汽進(jìn)行的充分熱交換，提高烘干效率，
3）煅燒工段
煅燒系統(tǒng)采用蒸汽型沸騰爐煅燒工藝將粉料進(jìn)行均勻的煅燒；整套系統(tǒng)包含輸送設(shè)備、篩分機(jī)、計(jì)量螺旋、沸騰爐、羅茨風(fēng)機(jī)等組成；
烘干好的粉料首先經(jīng)過輸送設(shè)備、旋轉(zhuǎn)篩分機(jī)進(jìn)行輸送處理，在計(jì)入沸騰爐之前首先進(jìn)行篩分，避免大顆粒物料進(jìn)入到沸騰爐，進(jìn)而避免沸騰爐煅燒不均勻和沸騰爐底部歩風(fēng)板堵塞。處理完畢的石膏粉料經(jīng)計(jì)量螺旋均勻輸送給沸騰爐；輸送設(shè)備為可計(jì)量輸送機(jī)，可精確計(jì)量每個(gè)時(shí)間段的喂料量嗎，保證石膏粉供料穩(wěn)定性。其供料量可根據(jù)煅燒工藝要求和工作過程中的沸騰爐各點(diǎn)具體溫度進(jìn)行調(diào)整，溫度增高則進(jìn)料量增加，反之減少；沸騰爐為蒸汽沸騰爐，沸騰爐內(nèi)分為主爐和副爐共4個(gè)室，底部設(shè)有高壓羅茨風(fēng)機(jī)往底部注風(fēng)，協(xié)助粉料在爐內(nèi)沸騰；粉料在沸騰爐中與管道內(nèi)的蒸汽進(jìn)行間接熱交換，蒸汽把熱量傳遞給粉料，對(duì)粉料進(jìn)行煅燒。粉料首先進(jìn)入沸騰爐的主爐內(nèi)進(jìn)行煅燒，進(jìn)而經(jīng)過底部通道進(jìn)入副爐進(jìn)一步脫水；最后經(jīng)沸騰爐上部出料口排出至粉磨工段進(jìn)行粉磨；
沸騰爐出料口溫度調(diào)整可通過蒸汽進(jìn)口的壓力和溫度進(jìn)行調(diào)整，粉料溫度高時(shí)，適當(dāng)在電腦屏幕上關(guān)小蒸汽進(jìn)口的壓力或者溫度，反之亦然；另外也可通過喂料進(jìn)行調(diào)整，粉料溫度高時(shí)，適當(dāng)在電腦屏幕上增加給料量，反之亦然。
粉料在沸騰爐內(nèi)煅燒產(chǎn)生的蒸汽和底部羅茨風(fēng)機(jī)鼓入的空氣經(jīng)沸騰爐頂部排出，進(jìn)入到配套的袋式除塵器中，經(jīng)處理后的干凈空氣排放到大氣中；蒸汽沸騰爐為節(jié)能型煅燒設(shè)備，它采用的是一次能源進(jìn)行熱交換，減少熱交換次數(shù)，大大降低了能耗指標(biāo)；
沸騰爐熱源來自高溫蒸汽，通過蒸汽管道進(jìn)入到沸騰爐的換熱管內(nèi)，沸騰爐換熱管路采用高進(jìn)低出設(shè)計(jì)，高溫蒸汽在沸騰爐內(nèi)和粉料進(jìn)行熱交換，換熱完畢的冷凝水排至余熱換熱器回收利用，此換熱器是給沸騰爐羅茨鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)進(jìn)行加溫的。將羅茨風(fēng)機(jī)的風(fēng)加熱到一定溫度進(jìn)入到沸騰爐底部，實(shí)現(xiàn)蒸汽余熱二次利用。
4）質(zhì)量控制系統(tǒng)
質(zhì)量控制系統(tǒng)采用專門臨時(shí)暫存工藝將粉料進(jìn)行精準(zhǔn)分離；整套系統(tǒng)包含提升機(jī)、螺旋輸送機(jī)、氣動(dòng)閥門、暫存?zhèn)}等組成；
因?yàn)樵诜序v爐開、停機(jī)時(shí)會(huì)產(chǎn)生不合格的石膏粉料，如果此時(shí)的石膏粉料輸送到下游與成品粉混合的話將會(huì)產(chǎn)生很大的質(zhì)量波動(dòng)。所以此時(shí)產(chǎn)生的石膏粉通過質(zhì)量控制系統(tǒng)經(jīng)輸送設(shè)備運(yùn)送至?xí)捍鎮(zhèn)}內(nèi)存儲(chǔ)，在正常生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生質(zhì)量波動(dòng)時(shí)，也將通過質(zhì)量控制系統(tǒng)進(jìn)入到此料倉內(nèi)進(jìn)行暫存，待石膏粉正常煅燒時(shí)按一定添加量進(jìn)入到煅燒系統(tǒng)重新煅燒。這樣可有效避免石膏粉產(chǎn)生質(zhì)量波動(dòng)影響下游產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)此料倉作為煅燒前穩(wěn)料倉，當(dāng)烘干物料產(chǎn)生重量方面波動(dòng)時(shí)，此料倉起到緩沖穩(wěn)料的作用，這樣來保證煅燒前供料穩(wěn)定性。
5）冷卻系統(tǒng)
冷卻系統(tǒng)采用我公司專用石膏冷卻機(jī)，可在保證石膏粉煅燒相組成穩(wěn)定狀態(tài)下有效的進(jìn)行冷卻。整套系統(tǒng)包含冷卻器、羅茨風(fēng)機(jī)、冷卻器風(fēng)機(jī)是、輸送設(shè)備等組成。
煅燒好的石膏粉因出料溫度比較高，如果直接進(jìn)入后期處理工段，會(huì)因石膏粉溫度過高導(dǎo)致石膏粉的相組成產(chǎn)生變化，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量。所以石膏粉在進(jìn)入到后期工段時(shí)，必須通過冷卻降溫后方能進(jìn)入到后期工段。降溫工段采用我公司專用冷卻器進(jìn)行降溫，可有效的將石膏粉溫度降低到80°C以下，從而保證石膏粉的后期質(zhì)量。
6）改性磨工段
脫硫石膏因其生成機(jī)理的影響，具有比表面積小和級(jí)配不合理的先天缺陷，具體表現(xiàn)為；脫硫石膏的比表面積僅有1500cm2/g,是天然石膏的40~60um之間，級(jí)配遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于粉末后的天然石膏，易導(dǎo)致脫硫熟石膏加水后的流變性能不好，顆粒離析、分層現(xiàn)象嚴(yán)重，制品容重偏大，石膏粉強(qiáng)度低等問題。因此，我們?cè)诿摿蚴囔褵笤黾臃勰スば?，用以增加比表面積、改變顆粒級(jí)配、降低松散榮重，以解決上述出現(xiàn)的問題。
7）成品儲(chǔ)存和包裝工段
經(jīng)煅燒機(jī)煅燒后的半水石膏輸送到陳品料倉儲(chǔ)存起來，成品倉下可根據(jù)業(yè)主意見建設(shè)散裝系統(tǒng)和小袋包裝系統(tǒng)以及另作它用
8）除塵系統(tǒng)
除塵系統(tǒng)采用袋式除塵器，以此來保證石膏粉在生產(chǎn)過程中因原料的預(yù)干燥、輸送、粉磨、煅燒、陳化處理過程中，保證系統(tǒng)運(yùn)行在負(fù)壓狀態(tài)下，所產(chǎn)生粉塵經(jīng)過除塵設(shè)備靜化再排出室外，工作環(huán)境達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。
9）熱源提供給系統(tǒng)
熱源供給：以電廠蒸汽為熱源的蒸汽系統(tǒng)，以蒸汽做熱交換介質(zhì)，由于沒有鍋爐直接使用蒸汽，熱源熱效率可達(dá)100%；控制系統(tǒng)采用PLC、壓力變送器、溫度電動(dòng)調(diào)節(jié)，出口溫度控制在+1°c區(qū)間，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
10）自動(dòng)控制
原料車間生產(chǎn)控制采用分布式PLC控制系統(tǒng)，CPU模塊選用西門子品牌，現(xiàn)場I/O模塊采用西門子ET-200SP, 人機(jī)界面選用西門子品牌。傳感器、變頻器、PLC模塊、HMI等核心設(shè)備構(gòu)成原料控制站。設(shè)備級(jí)（變頻器、分布式I/O等）采用現(xiàn)場總線方式與CPU通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，原料控制站和計(jì)算機(jī)控制中心通過工業(yè)以太網(wǎng)相連、wincc組態(tài)軟件編程，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的集中控制和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。
