摘 要:針對目前陶瓷生產(chǎn)中普遍采用水冷加工陶瓷磚的加工工藝，造成陶瓷磚加工優(yōu)品率低、生產(chǎn)效率不高、能耗高、污染大等問題，本文介紹了一種新型陶瓷磚生產(chǎn)加工工藝——集塵式無水工藝，并對其工藝特點及所能達到的經(jīng)濟效益進行了詳細分析。最后，從技術(shù)標準戰(zhàn)略的角度提出了推行應用該工藝的三種方式。

關(guān)鍵詞:集塵式無水工藝;磨邊倒角;標準化戰(zhàn)略

1 陶瓷磚磨邊工藝現(xiàn)狀

磨邊倒角加工是陶瓷磚生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，該工藝的優(yōu)劣直接影響著陶瓷磚4條邊和4個倒角的表面加工質(zhì)量(如崩瓷、鋸齒邊、光滑度等)。長期以來，國內(nèi)外陶瓷磚加工都采用水冷卻磨削工藝，這種工藝具有以下問題:

(1) 大量陶瓷磚磨削粉塵隨冷卻水或空氣排出，耗水量大，陶瓷粉塵不能得到回收利用，增加了污水處理負擔;

(2) 冷卻水影響了陶瓷磚的表面質(zhì)量，增加了烘干工序，降低了陶瓷磚的生產(chǎn)效率;

(3) 采用上下同步帶傳輸，陶瓷磚定位不精確(壓不緊、壓不到位)，造成陶瓷磚對角線尺寸不穩(wěn)定、成品率低、設備耗能大等問題。

2 陶瓷磚磨削工藝研究概況

由于陶瓷材料的高硬度和高脆性，被加工陶瓷元件大多會產(chǎn)生各種類型的表面或亞表面損傷，這會導致陶瓷元件強度的降低，進而限制了大材料去除率的采用。對陶瓷高效磨削加工而言，根本目標就是在保持材料表面完整性和尺寸精度的同時，獲得最大的材料去除率。目前陶瓷的加工成本已達到整個陶瓷元件成本的80%～90%，高加工成本以及難以測控的加工表面損傷層限制了陶瓷元件更廣泛的應用[1]。

1989年，T.G Bifano明確提出加工脆性材料的延性域磨削新工藝，認為采用高剛度高分辨率精密磨床，通過控制進給率，就可使硬脆材料以延性域模式去除材料。

1993年，Inoue等人用120#金剛石砂輪磨削RESN的實驗結(jié)果表明，在170m/s 速度下，工件表面崩裂的比例由25m/s的48%降到12%。

1994年，Kovch等使用陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪在160m/s速度下磨削陶瓷，獲得5100的高磨削比。1996年，Malkin等進行的研究則進一步說明，高速超高速磨削中的表面破碎減少，塑性流動顯著增加，可能與在較高磨削溫度下所形成的玻璃相有關(guān)。

1999年，國防科技大學柯宏發(fā)等人提出，在對陶瓷進行半延展性磨削時，由于陶瓷的導熱性能較差，冷卻液的迅速冷卻會加大陶瓷的脆性，導致表面產(chǎn)生微裂紋。如果要獲得良好的加工表面，應不使用冷卻液，以使陶瓷盡可能以塑性變形的方式去除。

2005年，由廣東科達機電股份有限公司負責起草的行業(yè)標準JC/T 970.2-2005《陶瓷瓷質(zhì)磚拋光技術(shù)裝備第2部分:磨邊倒角機》正式開始實施，該標準中磨邊倒角機采用傳統(tǒng)水冷卻磨邊工藝。

2006年，根據(jù)國防科技大學柯宏發(fā)等人提出的理論，包括廣東一鼎科技有限公司在內(nèi)的部分陶瓷磚加工設備生產(chǎn)企業(yè)開始應用無水風冷工藝加工陶瓷磚。

3 集塵式無水工藝

3.1工藝特點

集塵式無水工藝通過采用風冷磨輪技術(shù)，并集中收集陶瓷磨削粉塵，從根本上解決了傳統(tǒng)水冷工藝帶來的問題:

(1) 無水工藝解決了耗水、水污染以及水冷卻加工陶瓷磚需烘干、陶瓷磚品質(zhì)降低等問題;

(2) 通過對陶瓷粉塵的回收利用，達到了節(jié)能減排、資源循環(huán)利用的效果;

(3) 陶瓷磚經(jīng)干式磨邊倒角機加工后無需烘干，可直接包裝出售，提高了陶瓷磚的生產(chǎn)效率。

但是，無水工藝面臨磨邊輪無水冷卻的狀態(tài)下金剛石的高溫碳化問題，以及磨削粉塵吸收、磨削陶瓷磚對角線缺陷等等問題。集塵式無水工藝從設計到工藝的系列創(chuàng)新解決了上述難題，與傳統(tǒng)水冷工藝相比，集塵式無水工藝具有以下特點:

(1) 利用無水磨邊風冷式工藝替代傳統(tǒng)水磨水冷卻方式，減少了陶瓷磚烘干工序并節(jié)省了能耗;

(2) 結(jié)構(gòu)上把上下同步帶傳動方式，改為上壓梁氣動雙排錯位壓輪、下同步帶方式，具有使用穩(wěn)定、耐久，無需用戶調(diào)節(jié)等優(yōu)點。壓輪壓梁取代了傳統(tǒng)的上同步帶結(jié)構(gòu)，取得了突破性的創(chuàng)新;

(3) 采用上壓梁氣動雙排錯位壓輪式結(jié)構(gòu)，解決了因磨邊頭增多而出現(xiàn)的對角線不穩(wěn)定的難題，同時因磨邊頭可以增多，也解決了產(chǎn)量達不到水冷磨邊的難題;

(4) 對磨邊輪布局進行了創(chuàng)新修改，在磨邊輪中加裝倒角裝置。采取磨邊→倒角→精磨邊→精修邊→倒角工藝替代原生產(chǎn)工藝:磨邊→精修邊→倒角。中間倒角磨去磚體表面釉質(zhì)層，巧妙地將釉面、陶質(zhì)的加工層分離加工，解決了崩釉、崩邊等現(xiàn)象，實現(xiàn)了工藝的創(chuàng)新;

(5) 生產(chǎn)線添加了除塵器，除塵率達到99.9%，而且粉料可全部回收再利用，減少了無水處理環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了節(jié)能降耗、清潔環(huán)保;

(6) 出風口選擇合理上位，分離了粉塵和磨料殘渣，實現(xiàn)粉塵直接回收利用。風道與大梁一體，使設備維護、調(diào)整更為方便。同時也節(jié)省了風道所需材料，更加節(jié)約資源;

(7) 采用雙座隔離防塵罩，有效降低了磨邊時發(fā)出的噪音;

(8) 調(diào)節(jié)座采用T型直調(diào)，解決了傳統(tǒng)燕尾槽磨邊時尺寸不穩(wěn)定的問題。

3.2經(jīng)濟效益分析

通過大量研究、生產(chǎn)測試和統(tǒng)計，集塵式無水工藝可以產(chǎn)生以下經(jīng)濟效益:

(1) 與水冷卻工藝相比，優(yōu)品率從95%提高到97%;

(2) 單線磨邊產(chǎn)量可達6000㎡/天;

(3) 無水磨邊倒角生產(chǎn)線對傳統(tǒng)的水磨方式、上下壓帶方式等進行了大膽改進，加工陶瓷磚對角線誤差低于5‰;

(4) 采用集塵方式，將磨削粉料回收再利用，除塵率達99.9%。根據(jù)統(tǒng)計，在日產(chǎn)10000㎡/天情況下，磨邊后粉料回收重量約為6t。按400條生產(chǎn)線一年計算，回收粉料876000t;

(5) 按照目前普通的用氣量，干燥器每條生產(chǎn)線每天約需煤4t， 400條線一年用煤節(jié)省584000t，同時，SO2、SOD排放為零;

(6) 無水磨邊代替水磨磨邊，傳統(tǒng)水磨方式耗水量每條生產(chǎn)線耗水量為5t/天，按目前400條線一年用水量計算，每年節(jié)約用水量 730000t。

4 技術(shù)推廣應用

自我國加入WTO以來，標準在社會經(jīng)濟中的作用日顯重要，國家和各級地方政府相繼出臺標準化戰(zhàn)略，先進技術(shù)轉(zhuǎn)化為標準，為經(jīng)濟社會服務是其中的重要內(nèi)容。

集塵式無水生產(chǎn)工藝是集合了多種專利的先進生產(chǎn)技術(shù)，通過陶瓷磚生產(chǎn)企業(yè)的大量生產(chǎn)實踐，該系列技術(shù)已日趨完善。在當今信息化時代，知識產(chǎn)權(quán)與標準是高度相關(guān)的，通過走“技術(shù)專利化、專利標準化、標準全球化”道路，才能提高產(chǎn)品科技含量，提升自主創(chuàng)新能力和國際競爭力。標準的轉(zhuǎn)化可以通過以下三種方式進行[2]:

(1) 企業(yè)標準

在這種模式中，企業(yè)是標準的制定者和標準化活動的管理者，負責技術(shù)標準的全面服務(制定、執(zhí)行、測試、認證等)，并獨立出資。企業(yè)獨自享有知識產(chǎn)權(quán)，其他企業(yè)若使用需繳納高額費用。標準的收益歸該企業(yè)所有，標準形成的規(guī)范文件，供本企業(yè)內(nèi)部使用。

(2) 聯(lián)盟標準

在政府引導下，由相關(guān)企業(yè)作為技術(shù)標準的發(fā)起者，在遵循市場制度的前提下，依照國家政府部門頒布的相關(guān)法律政策，企業(yè)聯(lián)盟共同發(fā)起創(chuàng)立技術(shù)標準。

(3) 國家標準或行業(yè)標準

根據(jù)我國的標準化戰(zhàn)略政策，由相關(guān)企業(yè)或技術(shù)機構(gòu)申請對現(xiàn)有的行業(yè)標準JC/T 970.2-2005《陶瓷瓷質(zhì)磚拋光技術(shù)裝備第2部分:磨邊倒角機》進行申請修訂，以推動陶瓷加工先進技術(shù)的發(fā)展，適應現(xiàn)今陶瓷加工的新形勢。

通過與其他磨邊生產(chǎn)線先進技術(shù)進行整合，對傳統(tǒng)的水冷磨邊倒角機進行升級改造，通過標準的轉(zhuǎn)化，將有助于本產(chǎn)品在陶瓷行業(yè)乃至全國范圍內(nèi)得到推廣，推動我國陶瓷加工設備產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級及先進技術(shù)的發(fā)展，從而大力推進我國節(jié)能、環(huán)保政策，早日實現(xiàn)“十一五”節(jié)能目標。

參考文獻

[1] 中國工控網(wǎng).陶瓷材料磨削加工的技術(shù)研究與發(fā)展現(xiàn)狀.

http://ww.gongkong.com.

[2] 中國標準化研究院.科技成果轉(zhuǎn)化為技術(shù)標準的三種模式.

http://finance.sina.com.cn.