摘要:本文主要闡述了建陶行業(yè)節(jié)能減排、固廢物利用的基本形勢(shì),以及綠色陶瓷技術(shù)的近況。據(jù)統(tǒng)計(jì),陶瓷行業(yè)每年的能耗消耗量占國(guó)家總消耗量的1.5%,但GDP產(chǎn)值卻只有1.2%,高于平均水平。所以,陶瓷行業(yè)的節(jié)能之路還很漫長(zhǎng),整個(gè)GDP能耗水平要達(dá)到日本、歐美的水平。還有很長(zhǎng)的路要走。因此綠色技術(shù)需要在整個(gè)陶瓷行業(yè)內(nèi)持續(xù)不斷地進(jìn)行推廣,讓我們的陶瓷行業(yè)由大做強(qiáng)。關(guān)鍵詞:建陶;綠色陶瓷;技術(shù);節(jié)能;推廣
1 建陶行業(yè)節(jié)能減排、固廢利用的基本形勢(shì)
據(jù)統(tǒng)計(jì),2011年我國(guó)建筑陶瓷生產(chǎn)線約三千多條,產(chǎn)能超過(guò)100億m2,實(shí)際產(chǎn)量已超過(guò)87億m2。如果每平方米按23kg計(jì)算,共重2億噸,按0.15tce/噸瓷,需3000萬(wàn)tee。但目前仍有30%~40%余熱沒(méi)有合理利用。
陶瓷行業(yè)每年的能耗消耗量占國(guó)家總消耗量的1.5%,但GDP產(chǎn)值卻只有1.2%,嚴(yán)重不匹配。按目前形勢(shì)的要求:建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)十二五規(guī)劃目標(biāo)為單位工業(yè)增加值能耗降低20%,生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的固體廢棄物利用率達(dá)到70%。預(yù)計(jì)到2015年,全國(guó)GDP將能耗下降到0.869tce/萬(wàn)元,比2010(1.034tee/萬(wàn)元)下降16%。
2 我國(guó)綠色陶瓷技術(shù)的近況
本文主要以內(nèi)寬超過(guò)3.0m的節(jié)能寬體窯,厚度為3~6mm的薄板薄磚,以及噴墨打印三大成熟技術(shù)為例,來(lái)說(shuō)明綠色陶瓷技術(shù)的優(yōu)越性。
2.1寬體窯集成技術(shù)
2.1.1寬體窯的優(yōu)勢(shì)
相比傳統(tǒng)窯爐,寬體窯具有占地面積小、能耗少、效率高、產(chǎn)量大的明顯優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過(guò)近幾年的推廣,寬體窯逐漸走向成熟,也成為很多陶瓷企業(yè)窯爐升級(jí)換代的主要設(shè)備。從占地、產(chǎn)能、節(jié)能降耗等方面綜合考慮,寬體窯符合當(dāng)今陶業(yè)節(jié)能環(huán)保的發(fā)展方向。
2.1.2寬體窯技術(shù)特點(diǎn)
寬體窯技術(shù)具有以下特點(diǎn):
(1)超高溫輥棒支撐與磚坯運(yùn)行調(diào)節(jié)技術(shù);
(2)采用拱頂平頂混合結(jié)構(gòu);
(3)閘板和擋火板的合理設(shè)置;
(4)同平面斷面溫差的測(cè)試技術(shù):
(5)具有高效、輕質(zhì)的保溫材料,其導(dǎo)熱系數(shù)僅為傳統(tǒng)的四分之一:
(6)充分利用余熱助燃風(fēng)加熱技術(shù),可以節(jié)能5%~7%:
(7)低溫快燒技術(shù)。不僅可以增加產(chǎn)量、節(jié)約能耗,還可以降低生產(chǎn)成本:
(8)一次燒成技術(shù)。燒成更節(jié)能、綜合效應(yīng)更佳,同時(shí)可以解決制品的后期龜裂:
(9)利用新型、高效、節(jié)能燒嘴,解決窯爐寬度上溫差。
2.1.3寬體窯的節(jié)能效果
以燒水煤氣為例,煅燒600mm×600mm規(guī)格的磚,傳統(tǒng)的窯爐煤耗在3.8-4.5kg/m2之間,而寬體窯則為328kg/m2,煤耗大約節(jié)省了21%。以燒天然氣為例,煅燒800mm×800mm規(guī)格的磚,傳統(tǒng)窯瓷熱耗大約550~700keal/m2,國(guó)外寬體窯瓷熱耗約420~440kcal/m2,國(guó)內(nèi)約480-500kcal/m2。節(jié)能大約20%。電耗方面,寬體窯因其生產(chǎn)效率高,風(fēng)機(jī)抽風(fēng)阻力減小,導(dǎo)致熱效率較高。因此,煙氣量減小。窯爐阻力減小,單位產(chǎn)品能耗變低,節(jié)電可達(dá)19%,每年每一條窯節(jié)省燃料費(fèi)約680多萬(wàn)元,節(jié)省電費(fèi)約80萬(wàn)元。
2.1.4寬體窯技術(shù)帶動(dòng)陶瓷輥棒技術(shù)的發(fā)展
陶瓷輥棒為了滿足寬體窯的發(fā)展,也將不斷地發(fā)展進(jìn)步。第一,超長(zhǎng)陶瓷輥棒的出現(xiàn)。目前3.0m內(nèi)寬的寬體窯技術(shù)已經(jīng)成熟,如國(guó)內(nèi)某知名窯爐公司生產(chǎn)的三條內(nèi)寬為3050mm的寬體窯爐,采用的是金剛GF95型φ65mm×4300mm規(guī)格的超高溫陶瓷輥棒,已在清遠(yuǎn)市升華陶瓷廠順利投產(chǎn)。第二,由于寬體窯自身的優(yōu)勢(shì),未來(lái)可能向仿古磚(吸水率<0.5%)、陶瓷薄板(3.2~3.5mm)、外墻磚等領(lǐng)域拓展。這些領(lǐng)域的產(chǎn)品沒(méi)有拋光工序,不能靠拋光糾正產(chǎn)品的平整度。例如仿古磚,燒成溫度較高,燒成時(shí)容易軟化變形。第三,陶瓷薄板的燒成控制更加嚴(yán)格,目前陶瓷薄板的厚度薄至3.2mm,所以要求窯內(nèi)具有極好的平整度。這些領(lǐng)域都要求輥棒的間距小、窯內(nèi)平整度好,需要使用小規(guī)格的輥棒。小規(guī)格、高平整度、高強(qiáng)度是目前陶瓷行業(yè)對(duì)輥棒的要求。
2.1.5寬體窯技術(shù)的推廣
廣東摩德娜科技股份有限公司早在四年前已經(jīng)在國(guó)外生產(chǎn)和制造寬體窯,而中鵬公司在國(guó)內(nèi)陶瓷企業(yè)中也是不遺余力地推廣節(jié)能寬體窯。據(jù)中窯公司柳丹董事長(zhǎng)介紹,今年所接的窯爐中80%都是寬體窯。寬體窯的推廣已經(jīng)成了陶瓷企業(yè)降低成本的利器。
2.2薄磚薄板技術(shù)
薄板是一種由粘土和長(zhǎng)石為主要原料,采用專業(yè)生產(chǎn)薄板的設(shè)備和技術(shù),經(jīng)高噸位壓機(jī)壓制成形,以及1250℃高溫煅燒等生產(chǎn)工藝制成的板狀陶瓷制品。其厚度為4.8~5.5mm,最薄的僅有3mm,各項(xiàng)性能完全媲美傳統(tǒng)瓷磚。與傳統(tǒng)陶瓷相比,薄板在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中可節(jié)約60%以上的原料資源,降低綜合能耗50%以上,較好地實(shí)現(xiàn)“節(jié)材、節(jié)能、降載荷”的低碳目標(biāo)。
2.2.1薄板技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
圍繞薄板技術(shù),多年以來(lái)關(guān)注陶瓷行業(yè)內(nèi)的陳帆教授、徐平高級(jí)工程師等專家做了大量的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、制造IT序前期理論等方面的探討,鼓勵(lì)裝備行業(yè)和陶瓷制造行業(yè)聯(lián)盟,共同研發(fā)薄板。他們的努力得到了行業(yè)內(nèi)同仁的廣泛認(rèn)可,他們的理論得以成為現(xiàn)實(shí),他們制定的標(biāo)準(zhǔn)成為首創(chuàng)。
科達(dá)、摩德娜等陶機(jī)裝備公司,為薄板的研發(fā)和制造,投入巨資,研制了相應(yīng)的成型和燒成設(shè)備,并專門為此建成實(shí)驗(yàn)中心。蒙娜麗莎、新中源等陶瓷企業(yè),敢為天下先,投資形成了數(shù)條生產(chǎn)線,在行業(yè)內(nèi)率先生產(chǎn)和推廣。科達(dá)公司申報(bào)的“大規(guī)格陶瓷薄板技術(shù)及裝備”,是唯一一個(gè)陶瓷整線工程設(shè)備。
廣東蒙娜麗莎、新中源等大型陶企,積極生產(chǎn)和推廣薄板產(chǎn)品,為整個(gè)行業(yè)做出了沖鋒陷陣的犧牲。他們投入大量的人財(cái)物,持續(xù)不斷地對(duì)生產(chǎn)技術(shù)、市場(chǎng)推廣、T程鋪貼等方面進(jìn)行探討。
繼薄板之后,薄磚的生產(chǎn)也在行業(yè)內(nèi)積極進(jìn)行。以惠州皇磁等公司為代表的企業(yè),積極開發(fā)生產(chǎn)薄板以及薄磚,形成了系列化產(chǎn)品,在市場(chǎng)受到了消費(fèi)者的熱捧,董事長(zhǎng)鐘旭東在展廳親自為消費(fèi)者演示薄磚強(qiáng)度耐摔,消除了消費(fèi)者的疑慮。宏宇集團(tuán)“陶瓷磚減薄技術(shù)研究及薄型微粉拋光磚產(chǎn)品開發(fā)”項(xiàng)目具備多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù),其中有三項(xiàng)創(chuàng)新性關(guān)鍵技術(shù)為瓷磚的薄型化奠定了技術(shù)基礎(chǔ),為薄型磚的各項(xiàng)性能指標(biāo)的達(dá)標(biāo)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在薄板鋪貼使用中,人們使用傳統(tǒng)的砂漿時(shí),遇到了新問(wèn)題:找平難,如果有空鼓,薄板容易敲壞。為此。集束達(dá)等鋪貼輔料公司,專門配套薄板企業(yè),為他們研制配套了用量少、容易找平、粘貼牢固的新型鋪貼劑,使得市場(chǎng)終端的問(wèn)題得以解決。
2.2.2薄板陶瓷的優(yōu)勢(shì)
由于陶瓷薄板具有超薄的優(yōu)勢(shì),在二次裝修時(shí),不須把原有墻地磚撬起,可直接在原有墻地面上進(jìn)行新鋪貼。因此既可縮短施工工期、降低鋪貼成本,又可避免拆除的噪音、產(chǎn)生建筑垃圾、有效減少建筑用材的過(guò)度消耗(傳統(tǒng)瓷磚黏結(jié)層高約12mm,加上磚的厚度約10.5mm,總厚度達(dá)到22.5mm;而薄板磚用的粘結(jié)劑厚度僅需4,5mm,加上薄板厚度為4.8~5.5mm,最大厚度僅為10mm)。所以在翻新舊建筑外立面時(shí),使用薄板還可以極大的降低建筑負(fù)載。其采用專門的膠粘劑進(jìn)行鋪貼,既避免了傳統(tǒng)石材使用復(fù)雜的干掛工藝,也大幅降低了成本。同時(shí),憑借紋路的逼真細(xì)膩,使得裝飾的效果現(xiàn)代時(shí)尚,簡(jiǎn)約大方,與石材相比是有過(guò)之而無(wú)不及。
2.2.3薄板技術(shù)的優(yōu)化
首先是優(yōu)化薄磚配方,實(shí)現(xiàn)薄磚增強(qiáng)。通過(guò)適當(dāng)提高可塑性粘土類原料的含量和降低長(zhǎng)石類原料含量,有效提高薄磚生坯的干燥強(qiáng)度。其次是開發(fā)出超薄面層二次布料技術(shù),布料厚度不超過(guò)2mm,為降低拋光削量提供了技術(shù)保證。第三是開發(fā)出低切削量拋光加工技術(shù)。通過(guò)在拋光磨頭運(yùn)動(dòng)范圍的間隙,安裝可調(diào)壓力的壓輥機(jī)構(gòu)和采用特殊的軟磨塊,實(shí)現(xiàn)低切削量拋光加工(拋光厚度不超過(guò)1.5mm),避免拋光加工過(guò)程中薄磚發(fā)生大的彈性變形或過(guò)拋現(xiàn)象,有效改善薄磚的拋光效果和提高了產(chǎn)品質(zhì)量,減少了拋光固體廢棄物的排放。
薄板薄磚技術(shù),區(qū)別于以往的單純減少磚坯厚度10%的人為技術(shù),是一套完整的、從裝備到工藝、從生產(chǎn)到鋪貼的成熟技術(shù)。它的使用,為陶瓷行業(yè)的低碳發(fā)展,創(chuàng)出一條新路。
2.3噴墨打印技術(shù)
噴墨打印機(jī)的研制和國(guó)產(chǎn)化。率先領(lǐng)頭的企業(yè)當(dāng)然是行業(yè)內(nèi)所知的希望花機(jī)廠。他們?cè)?008年率先研制成功國(guó)產(chǎn)花機(jī),并在企業(yè)成功使用。緊隨其后是美嘉、新景泰公司,以及在噴繪行業(yè)知名的泰威公司。這四家國(guó)內(nèi)的噴墨印花機(jī)生產(chǎn)企業(yè)。致力于陶瓷行業(yè)印花裝備的更新?lián)Q代和升級(jí),獲得了專家評(píng)委的好評(píng)。
而所有噴墨花機(jī)使用的核心部件——精確定位、精準(zhǔn)定量的高頻率噴射噴頭,而中國(guó)目前還不具備生產(chǎn)噴頭技術(shù)的能力。主要只有英國(guó)、美國(guó)、日本三個(gè)國(guó)家能生產(chǎn)。其中,最大量用于陶瓷噴墨機(jī)的是英國(guó)賽爾公司的噴頭,國(guó)內(nèi)外綜合約占80%以上。賽爾公司在今年還不斷推陳出新,針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)推出大劑量的新型噴頭,為花機(jī)生產(chǎn)商提供了高技術(shù)質(zhì)量的服務(wù),賽爾公司的產(chǎn)品和服務(wù)已適應(yīng)中國(guó)市場(chǎng)的需求,獲得了陶瓷行業(yè)內(nèi)同仁的贊許。賽爾公司的MARK先生也受到業(yè)內(nèi)的廣泛認(rèn)識(shí)和好評(píng)。
噴墨技術(shù)使用的墨水,一直以來(lái)靠進(jìn)口解決。從2009年底開始,國(guó)內(nèi)陶瓷企業(yè)掀起一股噴墨熱,并持續(xù)升溫。到目前為止(2012年12月),全行業(yè)陶瓷噴墨印花設(shè)備已經(jīng)驟升到900臺(tái),預(yù)計(jì)未來(lái)三年內(nèi)這一數(shù)字將上升到2000臺(tái),銷售額可達(dá)30-40億。但遺憾的是,雖然國(guó)內(nèi)陶瓷墨水市場(chǎng)不斷膨脹,但掌握市場(chǎng)話語(yǔ)權(quán)的卻一直是洋品牌。而且洋品牌對(duì)市場(chǎng)形成絕對(duì)壟斷。面對(duì)巨大的市場(chǎng)蛋糕,國(guó)內(nèi)一些有實(shí)力的陶瓷色釉料企業(yè)競(jìng)相加入到國(guó)產(chǎn)陶瓷墨水的研發(fā)行列。明朝科技、道氏制釉等創(chuàng)新成果及產(chǎn)品的發(fā)布,標(biāo)志著中國(guó)國(guó)產(chǎn)陶瓷墨水已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)重大突破,也意味著在國(guó)產(chǎn)陶瓷墨水的競(jìng)賽中,成為真正的國(guó)產(chǎn)化墨水制造商。
國(guó)內(nèi)噴墨打印機(jī)的成功國(guó)產(chǎn)化,使得薄板生產(chǎn)花色品種獲得突破,比之前的膠輥印花豐富了許多。另外,噴墨技術(shù)的推廣,使得以前在印花工序破損較大的一次燒成瓷片技術(shù)重新獲得了生命。
3 其它綠色陶瓷技術(shù)的涌現(xiàn)
3.1連續(xù)磨技術(shù)
由薩克米公司在國(guó)內(nèi)陶瓷廠首家推廣的連續(xù)磨,經(jīng)過(guò)一年多的運(yùn)行,每天節(jié)電38400度,省錢26880元;與傳統(tǒng)的球磨機(jī)相比,總裝機(jī)功率只占原來(lái)的51%,實(shí)際使用功率只占原來(lái)的39%。一直以來(lái),在原料沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化的中國(guó),連續(xù)磨推廣的腳步步履維艱,個(gè)別高價(jià)購(gòu)買連續(xù)磨的企業(yè),成了擺設(shè)。與國(guó)外同行相比,高耗電的情況高居不下,連巴西也極其普遍的連續(xù)磨,在我國(guó)卻十分罕見。薩克米公司和豪邦陶瓷廠,創(chuàng)造性地使用二組間歇磨,對(duì)粘土類和硬質(zhì)類原料先行粗加工,再進(jìn)行配漿混漿,使得不標(biāo)準(zhǔn)的原料成了標(biāo)準(zhǔn)的漿料,解決了標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題;然后進(jìn)入了連續(xù)磨,享受了連續(xù)磨大幅度節(jié)電帶來(lái)的實(shí)惠。根據(jù)他們估算,370個(gè)工作日即可收回投資。
當(dāng)然,薩克米公司在壓磚機(jī)、寬體窯方面,也有造樹。我們更希望他們?cè)谶B續(xù)磨方面,為中國(guó)的陶瓷行業(yè),多披上一層耀眼的綠色!
3.2一次快燒微晶干粒
遠(yuǎn)泰公司生產(chǎn)的“一次快燒微晶干?!?,受到陶瓷企業(yè)的普遍歡迎,產(chǎn)品供不應(yīng)求,成功替代進(jìn)口產(chǎn)品。為整個(gè)行業(yè)的產(chǎn)品推陳出新,提供了原輔材料。
能耗一直是陶瓷行業(yè)被人詬病的話題。如何推廣新型節(jié)能技術(shù),讓陶瓷行業(yè)能從新技術(shù)中不僅得到實(shí)惠,而且受到政府的支持。于是,陶瓷行業(yè)的能源合同化管理應(yīng)運(yùn)而生。佛山市陶澤新能源科技有限公司、佛山市啟迪節(jié)能科技有限公司,正是其中的代表。他們?cè)谕茝V新型技術(shù)、新裝備方面,和陶瓷企業(yè)簽訂協(xié)議,積極降低能耗,達(dá)到指標(biāo),按合同收費(fèi)、并享受政府一定的節(jié)能獎(jiǎng)勵(lì)補(bǔ)貼。這條路子正被業(yè)內(nèi)越來(lái)越多的企業(yè)接受。有別于單純的賣節(jié)能設(shè)備,他們的節(jié)能技術(shù)推廣、能源合同化管理能是企業(yè)受到眼見為實(shí)的實(shí)惠。
4 結(jié)語(yǔ)
據(jù)可靠的數(shù)據(jù)表明,陶瓷行業(yè)每年的能耗消耗量占國(guó)家總消耗量的1.5%,但GDP產(chǎn)值卻只有1.2%,高于平均水平。所以,陶瓷行業(yè)的節(jié)能之路還很漫長(zhǎng)。中國(guó)的能耗消耗量占世界總消耗量的10%多,整個(gè)GDP能耗水平要達(dá)到日本、歐美的水平,還有很長(zhǎng)的路要走,所以節(jié)能是一個(gè)沉重的話題。
希望通過(guò)綠色陶瓷技術(shù)、產(chǎn)品、企業(yè)的評(píng)選。能積極有效推動(dòng)我國(guó)陶瓷企業(yè)由大做強(qiáng)。