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400-115-2002
最近,從業(yè)內(nèi)人士的口中得知,數(shù)家陶瓷生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)把拋光磚、仿古磚的燒成溫度降低了20℃左右。對于陶瓷產(chǎn)業(yè)而言,瓷磚燒成溫度的降低是實(shí)現(xiàn)低碳生產(chǎn)的一大突破,是業(yè)內(nèi)眾多人士所關(guān)注的一個話題。
俗話說,“牽一發(fā)動全身”。瓷磚燒成溫度的降低與工藝配方的改變、對窯爐燒成、陶瓷配件、瓷磚本身等有著密切關(guān)系。那具體有何影響呢?為此,記者特意采訪了行業(yè)內(nèi)各領(lǐng)域?qū)<摇.?dāng)然,我們相信,如何通過技術(shù)創(chuàng)新,提高“低碳生產(chǎn)”將會是貫穿于陶瓷產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的一條主線,而對于這一話題的討論,我們今后仍將繼續(xù)下去,同時也期待您的參與。
加入長石類原料和中低溫砂可實(shí)現(xiàn)
佛山南海禾合高新材料有限公司研發(fā)部工程師秦威介紹,通常要降低坯體的溫度,除了直接減少坯體厚度之外,就是在粉料配方中增加溶劑性的材料。熔劑原料是能夠降低陶瓷坯釉燒成溫度,促進(jìn)產(chǎn)品燒結(jié)的原料。陶瓷工業(yè)常用的熔劑原料有鉀長石、鈉長石、方解石、白云石、滑石、螢石、含鋰礦物等。燒成前長石屬于非可塑性原料,可以減少坯體收縮與變形,提高干坯強(qiáng)度。長石是坯釉的熔劑原料,在坯體中占有25%含量;在釉料中占50%的含量。長石的主要作用是降低燒成溫度;在燒成中長石熔融玻璃可以充填坯體顆粒間空隙,并能促進(jìn)熔融其他礦物原料;長石原料還可以使坯體質(zhì)地致密,提高了陶瓷制品的機(jī)械強(qiáng)度、電氣性能與半透明度。碳酸鹽類熔劑原料作為主要的陶瓷熔劑原料,碳酸鹽類熔劑原料品種非常多。它們有碳酸鈣、方解石、大理石、白云石、菱鎂礦、碳酸鎂、石灰?guī)r等。適量加大坯體中低溫砂和長石類原料可以降低坯體的燒成溫度,通過調(diào)整好窯爐的燒成工藝和釉料的膨脹系數(shù),基本上降低30~50℃范圍內(nèi)對產(chǎn)品的質(zhì)量沒有明顯的影響。
對產(chǎn)品質(zhì)量帶來風(fēng)險
一般來說,降低燒成溫度主要是需要改進(jìn)原料的配方而能夠達(dá)到,關(guān)鍵是原料配方工藝解決。如何調(diào)整配方?西樵金剛科技有限公司總經(jīng)理張效玉告訴記者,通常要降低拋光磚、仿古磚的燒成溫度,主要在原料配方中加入鉀長石、鈉長石。但不是加入的越多越好,引入過量的長石會增加釉的膨脹系數(shù),這兩種材料加入的比例加起來不可超過七個點(diǎn)。燒成溫度降低會給瓷磚本身帶來一定風(fēng)險,瓷磚的品質(zhì)可能發(fā)生改變,其抗折強(qiáng)度會出現(xiàn)變化,比較容易折斷,或發(fā)生弓背現(xiàn)象。
此外,瓷磚的燒成溫度降低,意味著燒成范圍變窄。一般來說,瓷磚燒成周期是存在一個限值。燒成范圍越寬,相對比較容易控制產(chǎn)品燒成的質(zhì)量。但燒成范圍變窄了,對窯爐的要求就高了。如果不能在變窄的燒成范圍中及時調(diào)整,就會容易出現(xiàn)產(chǎn)品燒不熟或者過燒現(xiàn)象。
節(jié)約煤氣消耗3%
當(dāng)拋光磚、仿古磚的燒成溫度降低了20℃左右時,將節(jié)約不少燃料的消耗,對窯爐節(jié)能是具有不可估量的影響的。佛山市節(jié)能技術(shù)服務(wù)中心工程師謝炳豪在為記者計算窯爐節(jié)能時,以一條窯長285米,產(chǎn)品為800×800mm滲花磚的窯爐為例。
假設(shè)該窯爐產(chǎn)量410m2/小時(11155kg/h),原來燒成溫度為1257℃,如降低為1217℃,則窯爐燒成過程中的磚坯焙燒至燒成溫度時的吸熱從原來16006.01MJ/h降低為15342.62MJ/h,降低了663.39 MJ/h。
實(shí)際測定該窯爐燃燒為6075kJ/m3的煤氣4530m3/h,因降低燒成溫度而減少的煤氣量,相當(dāng)于減少窯爐供入燃煤氣總熱量的2.41%。
考慮全窯熱平衡,該項(xiàng)燒成過程中的磚坯焙燒減少也隨窯爐散熱、排煙、冷卻等損失的減少而減少。而窯爐測定熱效率為80.17%,實(shí)際上因而燒成溫度的降低可節(jié)約窯爐燒成煤氣消耗為:
節(jié)能效果:2.41%/80.17% = 3.01%
減少輥棒損耗約30%
據(jù)了解,一般小型企業(yè)為了節(jié)約成本,會考慮降低燒成溫度,而且,有關(guān)人士透露,一般溫度降低為20℃左右。但是,比較大型的企業(yè)為了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定,暫時還沒有降低陶瓷燒成溫度。受燒成溫度降低影響比較大的,目前主要還是私拋廠。這些企業(yè)原本利潤就很低,在燒成過程中加入低溫砂或是低溫材料,在對質(zhì)量影響不是太大的前提下,既節(jié)約了成本,又從中獲取客觀利潤。
溫度降低,對輥棒的影響是巨大的。內(nèi)部人士透露,燒成溫度降低20℃,輥棒的損耗一般來說可以減少三分之一,甚至一半。目前,已知的溫度變化,是由1250℃降低到1230℃,由1210℃降低到1190℃,輥棒消耗據(jù)不完全統(tǒng)計,分別減少23%和38%。
對窯爐結(jié)構(gòu)的影響不大
窯爐燒成溫度降低,對于窯爐的結(jié)構(gòu)的影響應(yīng)該不會很大。窯爐燒成溫度降低,對窯爐結(jié)構(gòu)方面的作用是可降低窯體散熱損失,但這不是主要的,通過窯體加強(qiáng)保溫措施更可達(dá)到此目的。謝炳豪告訴記者。
同時,科達(dá)熱工事業(yè)部副經(jīng)理李振中說到,判斷窯爐是否節(jié)能的其中一個標(biāo)志:窯爐外表溫度。在窯壓一定的前提下,窯爐外表溫度低說明窯爐散熱少,窯爐外表溫度與窯墻厚度和耐火保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)有關(guān),窯爐窯墻厚度大,外表溫度可降低,但也不是窯墻越厚越好,因?yàn)楦G墻厚了,輥棒的長度也跟著增加,這就會增加客戶的后期運(yùn)行成本;同時輥棒長了,兩側(cè)的支點(diǎn)距離大了,走磚情況也會趨于變壞,會使磚坯在燒成區(qū)引起變形。
在保證使用溫度的前提下,應(yīng)盡量選擇導(dǎo)熱系數(shù)低的耐火材料,根據(jù)窯墻從里到外的溫度梯度合理配置耐火保溫材料,就可以達(dá)到既減小窯墻厚度又能保證保溫性能的目的。
在重視窯墻保溫性能的同時,也不能輕視窯底和窯頂?shù)纳?,有的窯爐公司認(rèn)為窯底不重要,把窯底設(shè)計得很薄,選擇的保溫材料比重又大,造成大量的熱從窯底散掉。如果窯底按不同的工作溫度選擇一些低導(dǎo)熱系數(shù)的材料,如在低溫區(qū)使用體積密度0.6的硅藻土磚等,則可大大提高窯爐的保溫性能。
助力“低碳”燒成
據(jù)了解,曾在1982年,原輕工部科技司組織召開了一個題為《全國低溫?zé)商沾杉夹g(shù)座談會》的會議,包括原輕工部科技司工程師留蘇博士張錫秋、遼寧硅酸鹽研究所的范起泰和唐山陶瓷研究所等國內(nèi)當(dāng)時知名研究機(jī)構(gòu)和專家都做論文報告。盡管當(dāng)時是針對日用陶瓷的,但是為建筑陶瓷低溫快速燒成開了個好頭。
2002年以來,在新的結(jié)構(gòu)配方研究上和資源綜合利用上,低溫陶瓷開始具備幾個特點(diǎn),一是陶瓷原料逐漸資源化,如廢玻璃、廢瓷粉、拋光廢渣等,除此以外還有冶金廢渣如工業(yè)尾礦,工業(yè)廢棄物等,煉鋁赤泥、煉鋼液態(tài)廢渣、煉金煉鋅煉銅工業(yè)尾礦都成了低溫陶瓷的主要原料。
據(jù)鷹牌陶瓷技術(shù)顧問韓復(fù)興透露,2006年以來,深圳皇瓷有限公司和佛山石灣鷹牌陶瓷有限公司,都在低溫陶瓷生產(chǎn)上進(jìn)行了科學(xué)技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。深圳皇瓷于2006年申報了《一種采用低溫?zé)Y(jié)生產(chǎn)仿古磚的方法》和《一種采用低溫?zé)Y(jié)生產(chǎn)拋光磚的方法》,方法中以廢玻璃為主要助融原料,以三聚磷酸鈉為次要助融原料,燒成溫度在960~1120℃,屬于超低溫?zé)Y(jié)陶瓷之類。佛山石灣鷹牌于2009年開始超低溫快燒薄體陶瓷研究,于2010年開始了產(chǎn)業(yè)化研究,并于2011年申報了專利,該技術(shù)特點(diǎn)是溫度降低到960~1060℃,強(qiáng)度提高了兩倍,實(shí)現(xiàn)了薄量化生產(chǎn),原料沒有利用昂貴原料,成本較低。
結(jié)語:
通過降低燒成溫度來減少能耗,降低企業(yè)生產(chǎn)成本的行為本身就具有很好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。同時,也是陶瓷行業(yè)積極響應(yīng)國家節(jié)能減排的一項(xiàng)社會環(huán)保行動。經(jīng)過技術(shù)配方調(diào)整后采取的適當(dāng)降溫行為對瓷磚等技術(shù)指標(biāo)影響不大,只要做好坯體和釉料的有效結(jié)合工作,經(jīng)過生產(chǎn)中試的調(diào)試,一般都可以保證產(chǎn)品的前后質(zhì)量穩(wěn)定。(廖俊敏 謝家聲 張揚(yáng))
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