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发展新型建陶成装备转型新路向

2020-04-22 10:39:40  来源:http://www.analogcode.com  编辑:admin

发展新型建陶成装备转型新路向

  2012年1—6月份河南省发改委备案的陶瓷企业,总体数量比去年少了30%。上半年备案企业中,发展新型建筑陶瓷产业的约占30%,这些新型建筑陶瓷主要体现在保温功能上。另外,传统建筑陶瓷备案企业大部分运用了资源综合利用工艺和采用了大量的节能环保装备。

  上述资料透露两大信息:一、新型建筑陶瓷市场潜力巨大,研发新型建筑陶瓷已成为陶企谋求可持续发展的重要途径;二、陶机企业可往新型建筑陶瓷产业方向发展,这也是他们技术和设备转型升级的创新路向。

  为此,从本期起,《机械化工》将针对目前量产的新型建筑陶瓷进行报道,邀请具有代表性的相关企业以及业内专家,共同探讨其制作工艺、生产装备、推广现状、行业影响以及发展方向。

  “全行业单位工业增加值能耗降低20%”、“生产过程产生的固体废弃物利用率达到70%”,这两组具体数字是《建筑卫生陶瓷工业“十二五”发展规划》(以下简称为《规划》)的主要目标。要达此目标,轻量化、薄型化、功能化、节能降耗型的新型建筑陶瓷比重需明显提高。

  其中,以蒙娜丽莎为代表的薄板研发企业、以华泰为代表的陶板研制企业、以欧神诺为代表的隔热轻质陶瓷砖制造企业、以红狮陶瓷为代表的西瓦生产企业等,在发展新型建筑陶瓷的路上,贡献出了自己的力量。

  据统计,我国新型建筑陶瓷的研发与生产主要集中在佛山地区。缘于悠久的陶瓷发展历史,佛山陶瓷产业已形成规模化和产业化的特点。雄厚的产业基础、广泛的辐射能力、夯实的研发能力等促使佛山成为发展新型建筑陶瓷的领跑者。

  “但从这几年的现象来看,新型建筑陶瓷的研发将出现外移趋势,佛山将面临很大挑战。”华南理工大学教授税安泽表示,该产品的研制对原料要求较高,首要条件是原料资源富足。“知识产权难以得到保护也是导致新型建筑陶瓷产地转移的重要因素。”新品诞生后得不到有力保护,陶企宁愿选择较“偏僻”的产区从事研发工作。据采访,目前福建、山东等地正在迅猛发展新型建筑陶瓷。

  从装饰功能

  向“五化”的转变

  新型建筑陶瓷属新型建筑材料的一种,新型建筑材料包括新型墙体材料、保温隔热材料、建筑防水材料、建筑装饰装修材料等四大类基础材料。现阶段推出的较成熟的新型建筑陶瓷包括薄板、陶板、西瓦、隔热轻质陶瓷砖等。“从目前出现的种类来看,新型建筑陶瓷还是主要表现在装饰功能上。”咸阳陶瓷研究设计院副院长兼总工程师苑克兴表示,具有防火保温功能的隔热轻质陶瓷砖处于刚起步状态,仍未形成大规模的生产。

  不过,税安泽认为,未来该产品将向着“五化”发展———高性能化、多功能化、富艺术化、低能耗化,以及低矿耗化(即低矿物原料消耗化、环保化、绿色化)。

  首先,陶瓷逐步向高韧性与高强度方向发展。“从目前研发的高韧性陶瓷和可弯曲陶瓷砖中可见一斑。”税安泽说。由于先进陶瓷本身具有高强度、高硬度、耐腐蚀、耐高温等优异特征,可以充分利用该性能来研发高性能的新型建筑陶瓷。

  其次,陶瓷向防污、隔热、吸音、抗静电、空气净化、湿度调节、温度调节等多功能方向发展。业内出现的感温砖、呼吸砖和抗静电砖也属此类产品。据了解,经过长期实验与研究,最近税安泽的研发团队开发出一种兼具吸音和植物栽培功能的陶瓷砖———“植草砖”,砖上能“长”出植物,为陶瓷新增了“绿化”功能。

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  再其次,陶瓷将向更丰富的艺术表现力方向发展。喷墨砖就是其中的典型例子。借助模具配合陶瓷喷墨打印技术的瓷砖,其纹理变化性更大、色彩更自然、清晰度更高、立体感更强、大大提高瓷砖的艺术表现效果和档次。

  然后,原料、生产工艺与装备逐步向低能耗、低矿耗、高品质、高效率方向发展。“从目前已报道的数据来看,未来每公斤瓷砖再节能20%-30%是有可能的。”为进一步达到节能降耗的目标,税安泽提倡原料制备采用干法制粉工艺,生产工艺实行低温烧成技术,实施能源综合利用,并改进装备(如窑炉)的材料与设计等。

  最后,源头的原料处理日益得到规范。现在已出现利用固体废弃物如废渣、废泥等做成“环保陶瓷砖”,隔热轻质陶瓷砖是其中的代表。《规划》明确指明,要求推广低品位原料的综合利用技术,鼓励使用低质原料和工业废弃物等生产陶瓷产品。在重点发展的标准化原料基地建设过程中,也要求在主要陶瓷产区建立陶瓷原料标准化基地,通过对矿物原料的标准化加工与供应,充分利用低品位矿产资源。

  技术、政策、消费观念

  制约推广

  苑克兴和税安泽一致表示:“目前新型建筑陶瓷遇到的最大问题就是‘推广不力’,主要原因来自技术、政策和消费者观念三个方面。”税安泽说,为让产品得到进一步推广,不仅要改进原料、工艺来提高产品质量与成品率,而且国家需出台相关鼓励政策(鼓励研发、生产与消费),消费者也应转变对新型建筑陶瓷的消费观念。

  由于“薄、轻、大”的特点,薄板在保证产品使用功能的情况下,最大限度实现了产品薄形化,产品厚度为3-6mm。与同类产品相比,薄板单位面积的建筑陶瓷材料用量降低1倍以上,节约60%以上的原料资源,降低综合能耗50%以上。

  业内人士认为,目前薄板制备技术已相当成熟,但消费者对传统厚重陶瓷的青睐是制约薄板发展的最大障碍。在传统消费观中,大部分人摆脱不了陶瓷产品“厚与重”的形象,他们认为符合这两大基本特点的才算陶瓷。

  陶板是以天然陶土为主要原料,添加少量石英、浮石、长石及色料等其他成分,经过高压挤出成型、低温干燥及1200℃的高温烧制而成。该产品最显著的特点是材料环保,由天然陶土配石英砂,经过挤压成型、高温煅烧而成,没有放射性,耐久性好,由于空心结构,自重轻,同时增加热阻,起到保温作用。

  据不完全统计,目前全国陶板生产线已超30条。“虽然陶板在所有新型建筑陶瓷中的普及率最大,但生产该产品的挤出机仍主要依靠国外进口。”苑克兴表示,尽管国内已有不少陶机企业研制出挤出机,但由于设备性能与海外差距较大,部分陶板生产企业仍进口国外的挤出设备。

  隔热轻质陶瓷砖则是以陶土尾矿、陶瓷废渣、陶瓷碎片、掺加料等为主要原料,采用先进的生产工艺和发泡成型技术,经高温烧成的高气孔率闭孔陶瓷。该产品针对以往对废料利用的不足之处,更加有效大量利用工业废渣,由于产品具有轻体结构,可在高层建筑墙面的装修中应用,具有轻质、高强、保温等良好性能。

  “隔热轻质陶瓷砖的成品率仍有待提高。”税安泽认为该产品同时符合节能减排和隔热保温的特点,是未来新型建筑陶瓷的重点发展品类。但由于产品在制作过程中比较容易变形,因此仍需通过一系列的工艺与技术改进来防止变形发生。

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  装备是软肋

  工艺应向节能降耗靠拢

  税安泽认为,现阶段,我国在发展新型建筑陶瓷的生产技术、粉料技术、装备技术、知识产权意识、研发投入等方面均有待提高。“研发投入不足是最大的问题。”他表示,相比国际先进陶瓷企业的研发投入通常占利润的20%-30%,而我国大部分陶企不太重视创新研制,导致产学研结合也不够深入。

  实际上,与国外比较,我国发展新型建筑陶瓷较晚,装备与工艺也比较落后。“特别是装备,制约了该产品的发展。”苑克兴表示。税安泽也指出,我国制造新型建筑陶瓷的装备在结构设计、材质以及自动化控制等方面仍有很大的提升空间。“窑炉作为耗能大户,亟需改进其设计和材料。”

  要发展新型建筑陶瓷,装备必须跟上,这要求陶机企业必须革新,使研发的新装备在节约能源、新材料上获得突破。正如行业知名评论家韩复兴所说:“没有创新的装备企业必然先死,创新装备企业必然成为建筑陶瓷产业提升的垫脚石。”

  另一方面,目前新型建筑陶瓷的制作工艺也相对落后。“喷雾造粒耗费了大量能源,应提倡干法制粉技术,连续式球磨工艺也是未来发展方向。”税安泽说。从长远来看,干法制粉技术和连续式球磨工艺在节能减排方面具有巨大的发展潜力,这也符合他所提及的新型建筑陶瓷的“低能耗化”趋势。

  目前我国干法制粉工艺生产的陶瓷,给人没有湿法工艺的质量好的印象。这主要是缺乏对干法粉碎、造粒、干燥设备性能的了解,原料加工处理工艺及造粒工艺粗糙,加上生产企业控制操作不规范引起的。税安泽表示,设备一次性投资较大、原料标准化欠缺也成为制约国内发展该工艺的重要原因。“业内缺乏高层次的粉体技术专家,加上原料来源难控制,供应渠道不一,最终导致原料很难统一标准。”据了解,在干法制粉工艺中,为避免原料在加工中出现分层,其配方较简单,且选用较纯的原料。根据各种原料特性,粉碎过程选用不同粉碎设备单独粉碎,以保证对各原料细度的要求。

  另外,作为另一个节能装备,连续球磨机是连续进料和连续出料,工作效率更高。其料浆含水量更低,在喷雾干燥塔制粉中所需蒸发的水分和热量减少,降低能耗。设备筒体一般设计成多仓,可分别配置不同粒径和密度的球石,提高研磨效率。其自动化控制水平高,劳动强度低,占地面积少,大约为相同产量间歇式球磨机的1/3。

  苑克兴补充,如果从最终产品来说,我国新型建筑陶瓷本身就具有节能减排效果,与国外相差不大;但从生产环节上讲,国外生产的每个环节都注重无污染和零排放,我国应向这个目标努力。