摘要 本文綜述了國(guó)內(nèi)陶瓷行業(yè)自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)的發(fā)展及現(xiàn)狀，并分析了目前自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)的局限與發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞 自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)，發(fā)展

1前 言

在上世紀(jì)八十年代末、九十年代初，隨著墻地磚生產(chǎn)線的引進(jìn)，開(kāi)始出現(xiàn)以高鋁瓷球進(jìn)行釉料球磨的生產(chǎn)工藝，而這些高鋁球也大多是從西班牙、意大利或中國(guó)臺(tái)灣進(jìn)口，價(jià)格都在每噸16，000元人民幣左右。接著是大批生產(chǎn)線的引進(jìn)，高鋁瓷球的需求量也相應(yīng)越來(lái)越大，國(guó)內(nèi)開(kāi)始有廠家生產(chǎn)高鋁瓷球。此時(shí)生產(chǎn)高鋁瓷球有多種方法，一種是直接引進(jìn)自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)成形生產(chǎn)高鋁瓷球；一種是用濕袋法冷等靜壓機(jī)球形膠模人工裝粉、人工脫模直接成形進(jìn)行生產(chǎn)；還有一種是用濕袋法冷等靜壓機(jī)管形膠模人工裝粉壓成棒，然后進(jìn)行機(jī)械加工的，再有就是用單柱液壓機(jī)壓成圓柱狀或柱球狀進(jìn)行生產(chǎn)的，此時(shí)的高鋁瓷球生產(chǎn)方法可謂多種多樣。

2初期引進(jìn)的自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)

初期從德國(guó)或英國(guó)引進(jìn)的自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)，也稱為干袋式瓷球等靜壓機(jī)，一般都是噸位較小，每次只能壓4個(gè)或6個(gè)直徑30mm的高鋁球，大球壓得更少，其成形過(guò)程基本是全自動(dòng)的，但設(shè)備價(jià)格昂貴，大多在70萬(wàn)美元以上，后來(lái)有生產(chǎn)廠家從臺(tái)灣引進(jìn)一次壓1個(gè)或2個(gè)球的半自動(dòng)瓷球壓機(jī)，人工加料，自動(dòng)出球，等靜壓的壓力在450bar左右。但這些壓機(jī)的共同特點(diǎn)是投入大、能耗高、效率低，所以沒(méi)有大量引進(jìn)推廣。

3國(guó)內(nèi)自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)的起步

隨著瓷球需求量的進(jìn)一步擴(kuò)大，自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)的國(guó)產(chǎn)化勢(shì)在必行。國(guó)內(nèi)沈陽(yáng)航空工業(yè)部第606研究所率先研制出了每次壓2個(gè)直徑60mm，或者3個(gè)直徑50mm，或者4個(gè)直徑40mm或30mm的自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)，其噸位小、電機(jī)功率大，等靜壓壓力在450bar左右。因?yàn)楫a(chǎn)量低，且單位產(chǎn)量能耗高，以及設(shè)備價(jià)格在70萬(wàn)元人民幣以上，所以該設(shè)備未能得到很好的推廣。

由于早期氧化鋁粉價(jià)格低，而高鋁瓷球價(jià)格高，利潤(rùn)空間較大，所以企業(yè)投資生產(chǎn)方對(duì)設(shè)備價(jià)格及單位能耗似乎未太在意，這種局面一直維持到本世紀(jì)初。正因?yàn)樯a(chǎn)成本高的原因，中鋁瓷球或鋁釩土瓷球一直未能推廣使用。

在上世紀(jì)末的1999年，廣東南海新翼液壓設(shè)備有限公司開(kāi)始研制大噸位自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)，設(shè)計(jì)噸位為1200t，每次可壓8個(gè)直徑75mm的瓷球，而等靜壓壓力最高可高至750bar，壓制小直徑瓷球單次數(shù)量則可以更多。由于當(dāng)時(shí)合作單位的粉體成形性能差，試驗(yàn)效果不理想而未能得到推廣。在此期間，佛山市南海區(qū)邁馳機(jī)械制造有限公司研制出一種可適應(yīng)惡劣環(huán)境的高性能增壓器，使得濕袋法等靜壓機(jī)的生產(chǎn)效率提高了4～5倍，故濕袋法直接裝粉成球的技術(shù)得到了普遍的應(yīng)用。由于生產(chǎn)效率的提高，產(chǎn)量提高了幾倍，生產(chǎn)成本大大降低，從而使得高鋁瓷球的價(jià)格降到了每噸8000～9000元人民幣。這一價(jià)格在國(guó)際市場(chǎng)有了竟?fàn)幜Γ瑥亩沟酶咪X瓷球開(kāi)始由進(jìn)口走向出口。而原來(lái)使用進(jìn)口自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)生產(chǎn)的廠家由于生產(chǎn)成本高而被迫淘汰或失去了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

隨著我國(guó)建陶業(yè)的迅猛發(fā)展，球磨坯料需用大量的球石。原有的天然球石或人工鵝卵石由于環(huán)境保護(hù)而逐漸被禁采，加上球磨效率低而被人工手搓生產(chǎn)的鋁釩土瓷球所取代，但人工手搓生產(chǎn)鋁釩土瓷球坯體的干燥時(shí)間長(zhǎng)、中心部位不夠耐磨。此時(shí)由于用濕袋法直接裝粉成球，生產(chǎn)成本大大降低，而且對(duì)粉料也無(wú)特別要求，故很快便推廣到用于生產(chǎn)鋁釩土瓷球的工藝上，即現(xiàn)在市面上所售的“等靜壓微晶中鋁瓷球”。初期是用立式等靜壓機(jī)生產(chǎn)，設(shè)備投資大，限制了“等靜壓微晶中鋁瓷球”的發(fā)展，但隨著臥式等靜壓機(jī)的逐漸推廣并用于壓制“等靜壓微晶中鋁瓷球”，該工藝很快就得到了普及。但用濕袋法生產(chǎn)“等靜壓微晶中鋁瓷球”的最大缺點(diǎn)就是用人多、工作環(huán)境差，勞動(dòng)強(qiáng)度相對(duì)較大。

4國(guó)內(nèi)自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)的推廣

隨著人工成本的不斷提高以及社會(huì)保險(xiǎn)、環(huán)保等因素的限制，瓷球行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇，瓷球生產(chǎn)企業(yè)不得不考慮自動(dòng)化生產(chǎn)。而此時(shí)粉體技術(shù)也得到了發(fā)展，原來(lái)廣東南海新翼液壓設(shè)備有限公司研制的1200t自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)又派上了用場(chǎng)，而且還實(shí)現(xiàn)了小批量生產(chǎn)。

也就是在這一時(shí)期，在山東開(kāi)始有廠家利用淘汰的小噸位自動(dòng)墻地磚壓機(jī)改造成自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)，效果還不錯(cuò)，并且由于舊壓機(jī)收購(gòu)單價(jià)低、改造方便，故很快得到了推廣。同一時(shí)期，布料器、翻模技術(shù)不斷改進(jìn)而走向成熟。到目前為止，用自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)生產(chǎn)的瓷球已超過(guò)瓷球總量的一半，而且這一比例尚有擴(kuò)大的趨勢(shì)。目前自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)約有一半是用舊的自動(dòng)墻地磚壓機(jī)改造而成的。

隨著中鋁瓷球用量的不斷擴(kuò)大，產(chǎn)量要求也越來(lái)越大，近年來(lái)國(guó)內(nèi)已有多條中鋁瓷球輥道窯生產(chǎn)線建成，其設(shè)計(jì)日產(chǎn)量單線在100t左右，這就對(duì)壓機(jī)的單產(chǎn)和壓機(jī)的可靠性提出了更高的要求，促使自動(dòng)等靜壓瓷球壓機(jī)向高產(chǎn)量方向發(fā)展，也就使得壓機(jī)單次壓球數(shù)越來(lái)越多，現(xiàn)在生產(chǎn)的1200t自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)單次可壓21個(gè)直徑60mm的瓷球，單次壓球時(shí)間即單循環(huán)周期越來(lái)越短，壓機(jī)由一臺(tái)主機(jī)配一個(gè)等壓室（俗稱單模壓機(jī)）發(fā)展成一臺(tái)主機(jī)配二個(gè)等壓室（俗稱雙模壓機(jī)），從而進(jìn)一步提高了單機(jī)產(chǎn)量。就邁馳機(jī)械公司來(lái)說(shuō)，目前已擁有月產(chǎn)20臺(tái)大小自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)的生產(chǎn)能力，主要用于生產(chǎn)大球(直徑50mm、60mm、70mm)的1200t單模或雙模自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)和生產(chǎn)小球(直徑30mm、35mm、40mm)的300t單?；螂p模自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)。

從最近一兩年的實(shí)際使用情況來(lái)看，雙模壓機(jī)的單機(jī)日產(chǎn)量大約是單模壓機(jī)的130～150%，但壓機(jī)制造費(fèi)用增加，即壓機(jī)單價(jià)提高，一臺(tái)壓機(jī)需要兩個(gè)人操作，同時(shí)維修幾率也增多，換模時(shí)間會(huì)增加，換模時(shí)兩邊都要同時(shí)停下，從而人均產(chǎn)量降低，在目前人工費(fèi)用愈來(lái)愈高的情況下，雙模壓機(jī)并無(wú)多大優(yōu)勢(shì)。

5自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)的局限和發(fā)展方向

盡管自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)的數(shù)量越來(lái)越大，但仍無(wú)法完全取代濕袋式冷等靜壓機(jī)，因?yàn)槟壳白詣?dòng)瓷球等靜壓機(jī)使用的等靜壓壓力大多在400bar左右，遠(yuǎn)不如濕袋式等靜壓機(jī)使用的800bar以上來(lái)得高，坯體密度和坯體強(qiáng)度也就遠(yuǎn)不如濕袋法生產(chǎn)的高。作為對(duì)質(zhì)量有高要求的等靜壓瓷球，是無(wú)法用現(xiàn)有的自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的。由于自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)生產(chǎn)過(guò)程要求效率高，從而工作周期短，沒(méi)有足夠長(zhǎng)的卸壓時(shí)間和排氣時(shí)間，因此球坯內(nèi)部的氣體不易排出，從而導(dǎo)致球坯易產(chǎn)生裂紋甚至開(kāi)裂。由此而帶來(lái)的對(duì)粉體要求高的實(shí)際情況，必須使用噴霧造粒料來(lái)解決，另外需添加粘結(jié)劑等不利的工藝要求，限制了小廠的進(jìn)入。

由于自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)的上述特點(diǎn)而決定了所生產(chǎn)瓷球的質(zhì)量不如濕袋法生產(chǎn)的瓷球，同樣的粉料用兩種壓機(jī)生產(chǎn)的瓷球質(zhì)量有明顯差別。特別是磨耗指標(biāo)相差很大，對(duì)于要求包磨耗的客戶明顯不合算。目前用于包磨耗的瓷球一般為濕袋法生產(chǎn)的“等靜壓微晶中鋁瓷球”，或者干脆就用手搓的中鋁瓷球。

要想用自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)生產(chǎn)出高品質(zhì)的中鋁瓷球，目前仍有一些技術(shù)難題需要解決，比如粉體磨得不夠細(xì)、成形性能差、燒成工藝不合理等因素。如果這些因素都得到解決，就可以用目前的自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)生產(chǎn)出高品質(zhì)的中鋁瓷球，否則就可能要增大等靜壓的壓力來(lái)彌補(bǔ)自動(dòng)等靜壓瓷球壓機(jī)壓力低的缺陷，才能生產(chǎn)出在其它條件不變的情況下與濕袋法等靜壓質(zhì)量相同的瓷球。由此可見(jiàn)，所以今后的自動(dòng)瓷球等靜壓機(jī)應(yīng)向高壓力方向發(fā)展，以滿足高質(zhì)量瓷球生產(chǎn)的需求。