CN110757645B - 石膏料浆水化进程的检测方法及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种石膏料浆水化进程的检测方法及控制方法。该检测方法包括：间隔一定时间重复测量石膏料浆的温度；根据记录的时间和测量的温度绘制石膏料浆的温度随时间变化的水化进程曲线；根据水化进程曲线得到石膏料浆的初凝时间、终凝时间和水化完成时间。并且根据上述检测方法，通过在石膏料浆中添加缓凝剂或促凝剂，控制石膏料浆的初凝时间、终凝时间和水化完成时间。该检测方法能科学、稳定的检测和分析石膏料浆的水化进程；该控制方法便于生产工艺控制；稳定石膏料浆性能和产品质量。

Description

石膏料浆水化进程的检测方法及控制方法

技术领域

本申请涉及但不限于建筑材料领域，特别是涉及但不限于一种石膏料浆水化进程的检测方法及控制方法。

背景技术

在纸面石膏板生产中，要求在线检测石膏料浆凝结时间，并根据料浆凝结时间的变化调整调凝剂的添加量，控制终凝时间跟生产速度匹配。

一般生产线在线检测凝结时间的方法为：用小铲刀舀取适量的料浆同时按下秒表计时，用刀片划开料浆，缝隙不合拢时即为初凝时间，适时用拇指以约50牛顿的力按压料浆表面，直到用拇指按压料浆表面无水迹出现时，停止计时，此时秒表显示时间即为料浆终凝时间。然而用此方法检测的初凝时间并不是严格意义上的料浆初凝时间，而是料浆失去流动性的时间，仅可用于指导生产。并且拇指按压的力道因人而异，使终凝时间的检测存在较大误差，如何消除这样的误差，达到生产的稳定控制，对于稳定产品质量至关重要。

也可以用维卡仪检测料浆的初凝时间、终凝时间，但是操作起来非常麻烦，料浆初凝时间、终凝时间判断起来也会存在一定的误差，且对于生产的指导意义并不大，不适用于在线检测料浆的初凝时间、终凝时间。

目前料浆凝结时间的检测方法，均存在弊端，也存在不稳定因素，而且不能全面分析料浆的水化进程。所以有必要研究一种经济、科学、便捷的料浆水化进程检测、分析和控制方法，替代料浆初凝时间、终凝时间的检测，从而达到稳定料浆性能和产品质量的目的。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本申请提供了一种石膏料浆水化进程的检测方法。所述检测方法包括以下步骤：

测量从成型台取出的石膏料浆的温度，记为石膏料浆的初始温度，并将该测量时的时间记为初始时间0；

间隔一定时间重复测量石膏料浆的温度；

当石膏料浆的温度达到最高后开始下降时停止计时，将停止计时的时间记为终止时间t₁，则石膏料浆的水化完成时间为t₁；

根据记录的时间和测量的温度，绘制石膏料浆的温度随时间变化的曲线，作为水化进程曲线；

对水化进程曲线做切线；

使切线与料浆的初始温度水平线相交，沿相交点做石膏料浆的初始温度水平线的第一垂直线，第一垂直线与水化进程曲线相交于第一点，第一点的横坐标记为t₂，则石膏料浆的初凝时间为t₂，第一点的纵坐标为初凝时石膏料浆的温度；

使切线与石膏料浆的最高温度水平线相交，沿相交点做石膏料浆的最高温度水平线的第二垂直线，第二垂直线与水化进程曲线相交于第二点，第二点的横坐标记为t₃，则石膏料浆的终凝时间为t₃，第二点的纵坐标为终凝时石膏料浆的温度。

在一些实施方式中，可以设定测量石膏料浆温度的时间间隔为1秒～5秒，例如可以为5秒。

本申请还提供了一种在石膏板生产过程中控制石膏料浆水化进程的方法。所述控制方法包括以下步骤：

采用根据上述石膏料浆水化进程的检测方法检测石膏料浆的初凝时间、终凝时间和水化完成时间；

通过在石膏料浆中添加缓凝剂或促凝剂，控制石膏料浆的初凝时间、终凝时间和水化完成时间。

在一些实施方式中，可以控制从初始时间到湿板离开最后一道整平板的时间t₄<石膏料浆的初凝时间t₂。

在一些实施方式中，可以控制从初始时间到湿板离开一号成型皮带的时间t₅>石膏料浆的初凝时间t₂。

在一些实施方式中，可以控制从初始时间到湿板离开二号成型皮带的时间t₆>石膏料浆的终凝时间t₃。

在一些实施方式中，可以控制从初始时间到湿板到达切刀位置的时间t₇＝(80±5)％石膏料浆的水化完成时间t₁。

在一些实施方式中，可以控制从初始时间到湿板进入干燥机的时间t₈>石膏料浆的水化完成时间t₁。

本申请与现有技术相比具有的有益效果在于：

1、能科学、稳定地检测和分析石膏料浆的水化进程；

2、能准确地确定石膏料浆的初凝、终凝、水化完成的时间和温度；

3、能方便地控制石膏料浆的初凝、终凝和水化完成时间，稳定石膏料浆的性能，确保在一定的工序位置完成初凝、终凝和水化，便于生产工艺控制，从而提高石膏板产品的质量；

4、稳定石膏料浆性能和产品质量。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请实施例的石膏料浆水化进程检测方法和控制方法的流程图；

图2为本申请实施例1的石膏料浆的水化进程曲线图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

石膏板的生产工序一般包括以下步骤：

将生产石膏板的原料(熟石膏粉、水、淀粉、发泡剂等各种干料和湿料)通过计量泵输送进入混合机，搅拌得到均匀的石膏料浆；

将石膏料浆连续浇注在上下两层护面纸板之间，经过挤压板成型，制得石膏板湿板；

挤压成型的湿板通过一号成型皮带在多道整平板间顺序传输，使挤压成型的湿板经过多道整平板以进一步整平；

挤压成型的湿板在一号成型皮带上完成初凝，再通过一号成型皮带传输至过渡托板，再传输至二号成型皮带；

初凝后的湿板通过二号成型皮带传输至切刀位置，并在二号成型皮带传输过程中完成终凝；

将终凝的湿板在切刀位置进行切断；

将切断的湿板送入干燥机进行干燥；

干燥的石膏板经过锯边、封边、堆垛、包装，制得纸面石膏板成品。

本申请实施例提供了一种石膏料浆水化进程的检测方法，所述检测方法包括以下步骤：

测量从成型台取出的石膏料浆的温度，记为石膏料浆的初始温度，并将该测量时的时间记为初始时间0；

间隔一定时间重复测量石膏料浆的温度；

当石膏料浆的温度达到最高后开始下降时停止计时，将停止计时的时间记为终止时间t₁，则石膏料浆的水化完成时间为t₁；

根据记录的时间和测量的温度，绘制石膏料浆的温度随时间变化的曲线，作为水化进程曲线；

对水化进程曲线做切线；

使切线与石膏料浆的初始温度水平线相交，沿相交点做石膏料浆的初始温度水平线的第一垂直线，第一垂直线与水化进程曲线相交于第一点，第一点的横坐标记为t₂，则石膏料浆的初凝时间为t₂，第一点的纵坐标为初凝时石膏料浆的温度；

使切线与石膏料浆的最高温度水平线相交，沿相交点做石膏料浆的最高温度水平线的第二垂直线，第二垂直线与水化进程曲线相交于第二点，第二点的横坐标记为t₃，则石膏料浆的终凝时间为t₃，第二点的纵坐标为终凝时石膏料浆的温度。

如图1所示，用容器(例如，隔热塑料杯)从生产线成型台上随机舀取石膏料浆，采用温度记录仪测量石膏料浆的温度。将温度记录仪的温度感应装置插入盛有石膏料浆的容器中，测量石膏料浆的初始温度，将该测量时的时间计为初始时间0。可以使用多通道温度记录仪，设间隔一定时间(例如，5秒钟)重复测量并记录石膏料浆的温度数据。温度记录仪显示温度开始逐渐上升，温度达到最高温度后会持续一段时间，当温度开始下降时停止计时，记录最高温度和终止时间t₁。温度记录仪与电脑连接，将温度和时间数据上传，根据数据绘制石膏料浆水化进程的温度随时间变化的水化进程曲线图，用于分析石膏料浆的水化进程。

可使用自带计时功能的温度记录仪；若温度记录仪无计时功能，也可使用秒表辅助计时。

理论上可以取达到最高温度的时间为水化终点，但是检测系统无法实现与外界环境完全绝热状态，所以实际检测中可以取温度开始下降的时间为水化终点，以避免系统向外界环境散热造成水化终点判断提前。

根据生产速度，利用绘制的石膏料浆的水化进程曲线图，可以得到石膏料浆的初凝时间、终凝时间和水化完成时间，进而控制石膏板生产过程中湿板到达生产线各工序位置的时间。通过添加缓凝剂和促凝剂等手段，使湿板在生产线不同位置的水化性能指标满足生产速度要求，从而实现生产的稳定控制。

可以控制从初始时间到湿板离开最后一道整平板的时间t₄<石膏料浆的初凝时间t₂；可以控制从初始时间到湿板离开一号成型皮带的时间t₅>石膏料浆的初凝时间t₂；可以控制从初始时间到湿板离开二号成型皮带的时间t₆>石膏料浆的终凝时间t₃；可以控制从初始时间到湿板到达切刀位置的时间t₇＝(80±5)％石膏料浆的水化完成时间t₁；可以控制从初始时间到湿板进入干燥机的时间t₈>石膏料浆的水化完成时间t₁。

实施例1

(1)采用如上的检测方法进行石膏料浆的水化进程检测，记录石膏料浆水化进程的温度及时间，如下：

初始时间计为0，石膏料浆初始温度：29.5℃；

每隔5秒，测量石膏料浆的温度；

温度达到最高后开始下降时停止计时，终止时间t₁：585秒，最高温度：44.8℃。

(2)绘制石膏料浆水化进程的温度随时间变化的水化进程曲线图，如图2所示。

(3)对水化进程曲线做切线，分别与初始温度和最高温度水平线相交，沿两个交点分别作垂直线。

(4)第一垂直线与水化进程曲线相交于第一点(115，30.9)，对应的时间t₂：115秒，对应的温度：30.9℃。

(5)第二垂直线与水化进程曲线相交于第二点(490，44)，对应的时间t₃：490秒，对应的温度：44℃。

(6)根据水化进程曲线得到：

石膏料浆的水化完成时间t₁：585秒，石膏料浆水化的最高温度：44.8℃；

石膏料浆的初凝时间t₂：115秒，初凝时石膏料浆的温度：30.9℃；

石膏料浆的终凝时间t₃：490秒，终凝时石膏料浆的温度：44℃。

(7)根据生产速度，计算出石膏板生产过程中湿板到达生产线各工序位置的时间；通过在石膏料浆中添加缓凝剂或促凝剂，控制石膏料浆的初凝时间、终凝时间和水化完成时间，使得满足下述关系：

从初始时间到湿板离开最后一道整平板的时间t₄<石膏料浆的初凝时间t₂，确保湿板在出最后一道整平板后达到初凝，避免整平板对石膏体网格结构造成破坏，影响粘结性能；

从初始时间到湿板离开一号成型皮带的时间t₅>石膏料浆的初凝时间t₂，确保在进入过渡托板之前完成初凝，湿板不易变形；

从初始时间到湿板离开二号成型皮带的时间t₆>料浆的终凝时间t₃，确保湿板在出二号成型皮带之前达到终凝，避免湿板在敞开辊道上产生变形；

从初始时间到湿板到达切刀位置的时间t₇＝(80±5)％石膏料浆的水化完成时间t₁，确保湿板在切刀位置具有较好的湿强度，使湿板切断后在输送中不至于产生变形和碎裂，并具有较好的湿粘结；

从初始时间到湿板进入干燥机的时间t₈>石膏料浆的水化完成时间t₁(585秒)，确保湿板在进入干燥机之前完成水化，避免湿板进入干燥机后水分大量蒸发，造成水化不完全，影响强度和粘结性能。

虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种石膏料浆水化进程的检测方法，所述检测方法包括以下步骤：

测量从成型台取出的石膏料浆的温度，记为石膏料浆的初始温度，并将该测量时的时间记为初始时间0；

间隔一定时间重复测量石膏料浆的温度；

当石膏料浆的温度达到最高后开始下降时停止计时，将停止计时的时间记为终止时间t₁，则石膏料浆的水化完成时间为t₁；

根据记录的时间和测量的温度，绘制石膏料浆的温度随时间变化的曲线，作为水化进程曲线；

对水化进程曲线做切线；

使切线与料浆的初始温度水平线相交，沿相交点做石膏料浆的初始温度水平线的第一垂直线，第一垂直线与水化进程曲线相交于第一点，第一点的横坐标记为t₂，则石膏料浆的初凝时间为t₂，第一点的纵坐标为初凝时石膏料浆的温度；

使切线与石膏料浆的最高温度水平线相交，沿相交点做石膏料浆的最高温度水平线的第二垂直线，第二垂直线与水化进程曲线相交于第二点，第二点的横坐标记为t₃，则石膏料浆的终凝时间为t₃，第二点的纵坐标为终凝时石膏料浆的温度。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其中，设定测量石膏料浆温度的时间间隔为1秒～5秒。

3.一种在石膏板生产过程中控制石膏料浆水化进程的方法，所述控制方法包括以下步骤：

采用根据权利要求1或2所述的石膏料浆水化进程的检测方法检测石膏料浆的初凝时间、终凝时间和水化完成时间；

通过在石膏料浆中添加缓凝剂或促凝剂，控制石膏料浆的初凝时间、终凝时间和水化完成时间。

4.根据权利要求3所述的控制方法，所述控制方法还包括：控制从初始时间到湿板离开最后一道整平板的时间t₄<石膏料浆的初凝时间t₂。

5.根据权利要求3或4所述的控制方法，所述控制方法还包括：控制从初始时间到湿板离开一号成型皮带的时间t₅>石膏料浆的初凝时间t₂。

6.根据权利要求3或4中任一项所述的控制方法，所述控制方法还包括：控制从初始时间到湿板离开二号成型皮带的时间t₆>石膏料浆的终凝时间t₃。

7.根据权利要求3或4中任一项所述的控制方法，所述控制方法还包括：控制从初始时间到湿板到达切刀位置的时间t₇＝(80±5)％石膏料浆的水化完成时间t₁。

8.根据权利要求3或4中任一项所述的控制方法，所述控制方法包括：控制从初始时间到湿板进入干燥机的时间t₈>石膏料浆的水化完成时间t₁。

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