摘要：淀粉坑洞是耐火纤维板的内部缺陷，由残留在纤维板内部的淀粉颗粒经烘干收缩引发，颗粒越大，危害越大。淀粉是在打料阶段加入的，淀粉颗粒的形成亦发生在此阶段。打料工序要求快速高效的溶解淀粉，淀粉颗粒应具有很小的粒度，才可以满足生产线工艺的要求。目前的打料系统需要较长的工作时间才能达到较小的淀粉粒度，这将导致无法跟上后面的工序。干燥工序促使纤维板快速脱水干燥，但也使淀粉颗粒处形成硬质半空壳状的内部缺陷。通过分析，我们使用TRIZ工具得到三种方法：第一：出浆口过滤；第二：单独配置淀粉溶液；第三：侧壁加装档流板。综合考虑，我们确定方案为单独配置并过滤淀粉溶液。同时，进行了生产试验和结果的统计分析，生产试验表明，理想产品的概率达到83.3%。

一、问题描述

耐火纤维板通常采用湿法工艺制备而成，具有容重小，导热低，施工性能好等特点，广泛应用在钢铁、石化、电力等行业。耐火纤维板生产工序通常包含打料、制浆、成型、烘干、打磨及包装六个阶段。其中，打磨阶段主要是砂光纤维板坯体的上下表面和四个侧面，但是在砂光的过程中，容易留下白色或米黄色的淀粉坑洞，该坑洞外形不规则，长度尺寸约在0.5-2cm。淀粉坑洞的存在不仅影响制品的美观，也会增大制品的加热线收缩、导热系数等性能指标，劣化纤维板性能并降低产品质量稳定度。

①定义技术系统实现的功能

制浆系统

②现有技术系统的工作原理

淀粉在打料工序中与纤维棉、循环水溶液一同破碎，形成纤维浆液，纤维浆液再通过泵送进入打浆桶，至此制浆完成。

③当前技术系统存在的问题

纤维浆液中含有较大的淀粉颗粒，烘干后就会在纤维板内部形成淀粉坑洞。长时间的破碎可以增大淀粉的溶解性，但是生产中要求最多6~10min的打料时间，否则跟不上后面工序的进度，也即不能在有限的时间充分溶解淀粉。

④问题或类似问题的现有解决方案及其缺点

砂光结束后侧面坑洞修补。

⑤新系统的要求

磨后耐火纤维板不含5~20mm大颗粒淀粉坑洞缺陷。

二、解题过程

（1）功能分析（已有产品系统建立功能模型；新产品开发建立功能结构）

 功能模型的建立：

（2）“因果分析”或者“失效分析”

（3）冲突区域确定

进入打浆桶的淀粉希望可以充分溶解，或者淀粉颗粒非常的小，这样需要较长的打料时间和较大的打料动力才可以实现，但是无法跟上成型工序的速度，严重降低生产效率。

（4）理想解分析

最终理想解：无淀粉颗粒进入打浆桶。

次理想解：进入打浆桶的颗粒小而少。

（5）可用资源分析

（6）问题解决

工具一：冲突解决理论

根据具体问题，可采用技术冲突，或者物理冲突解决方法。

技术冲突解决过程（对于技术冲突，可以描述多对儿冲突，然后分别解决）

① 冲突描述：

  进入打浆桶的淀粉应充分溶解或颗粒小而少，但打料工序需耗费较长的时间，才能保证淀粉颗粒的充分溶解，消除淀粉坑洞缺陷，这导致生产效率的降低。

② 转换成TRIZ标准冲突

改善性能：运动物体体积（NO.07）

恶化性能：生产率（NO.39）

③  查找冲突矩阵，得到如下发明原理：

NO.02 分离、NO.06 多用性、NO.10 预操作、NO.34 抛弃与修复

④  依据选定的发明原理，得到问题的解：

结合选定的发明原理得到如下问题解：

方案一 ；NO.2 分离原理。在出浆口过滤。

方案二 ；NO.10 预操作，利用废弃搅拌器提前单独将淀粉制成溶液。

物理冲突解决过程（对于技术冲突，可以描述多对儿冲突，然后分别解决）

① 冲突描述：

  为了“提高生产效率”，需要破碎度大，但又为了“降低大淀粉颗粒粒度”，需要破碎度较小，即，破碎度既要“大”又要“ 小” 。

②转换成TRIZ标准冲突

考虑到该参数“破碎机破碎度”在不同的“空间上”（空间上、时间段、不同条件下、系统层次上）具有不同的特性，因此该冲突可以从“空间”（空间、时间、条件、整体与部分）上进行分离。

③  查找对应发明原理：

空间分离原理对应九条发明原理：

No.1、No.2、No.3、No.4、No.7、No.13、No.17、No.24、No.25 ，选定No.4不对称发明原理和No.17维数变化发明原理，进行问题解决。

④  依据选定的发明原理，得到问题的解：

结合选定的发明原理得到如下问题解：

方案三；NO.4 不对称原理，改变破碎杵的空间位置，使破碎杵由平行状态变为相交状态，且存在一定高度差。

方案四；NO.17 维数变化原理，破碎机内壁加装一层薄砧板。

工具二：物质-场分析及76个标准解

①建立问题的物质-场模型；

②根据所建问题的物质-场模型，应用标准解解决流程，确定问题的通解；

该物质场模型是一个作用不足的情况。本次选择标准解 NO.4（1.1.4）改进该不充分系统的性能。该后物质-场模型如下：

③ 依据选定的标准解NO.4（1.1.4），得到问题的解决方案；

方案五：加入超声波，辅助分散。

方案六：破碎机外箱体缠绕热水管道。

三、最终方案

四、创新点（200字以内）

单独配置超声分散淀粉溶液并过滤，解决了耐火纤维板淀粉坑洞缺陷的问题。

五、形成的知识产权情况

注：专利类型包括国内实用新型、国内发明、国外专利等

六、应用情况及范围

自制过滤网，进行出浆口过滤方案。利用废置小搅拌机，于生产线搭建打淀粉装置。试验共制备纤维板56块，抽样24块，经打磨处理，统计纤维板表面淀粉坑洞情况。统计结果表明，不含淀粉坑洞纤维板达到83.3%，含淀粉坑洞纤维板表面坑洞数量最多3~4个。

七、产生的经济效益或社会效益

降低纤维板内部淀粉坑洞缺陷。按照一个窑次需两个工人修一天计算，可节约修补人工成本100元/窑。延长循环水的使用周期1.5倍以上，相当于每一个生产周期节约1~1.5吨循环水，节约2000~3000元，同时延长了污水的排放量周期，按照一年生产十个月，一月生产一次计算，可降低污水年排放量10~15吨。开发出超轻质高强度的耐火纤维板，累积生产10吨。