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    摘要

    本文詳細(xì)描述了國內(nèi)外墻地磚干法制粉工藝技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展情況，分析比較國內(nèi)干法制粉工藝技術(shù)與國外的差距，提出了今后國內(nèi)墻地磚干法制粉工藝技術(shù)開發(fā)研究的目標(biāo)和方向，以及今后發(fā)展應(yīng)采取的相應(yīng)對(duì)策。
Abstract: this paper discribes in details new technoloye of ceramic mixes based on dry grinding followed by granulation of the powders for ceramic tiles at home and abroad, compares the differences between ours and abroad,gavis the objectives and positions on research and developing in future as well as the countermeasures in future.

    關(guān)鍵詞

    陶瓷墻地磚，干法制粉工藝，差距，目標(biāo)和方向，相應(yīng)對(duì)策
Ceramic tiles, the technoloye baseed on dry grinding and granulation of the powders,the sifferences, the objectives and positions,the countermeasures.

    從中國建筑衛(wèi)生陶瓷發(fā)展的眼光看，干法制粉技術(shù)對(duì)陶瓷行業(yè)節(jié)能減排具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ暨@項(xiàng)技術(shù)得以普及和推廣，將免去陶瓷廠原料車間球磨機(jī)球磨和噴霧干燥塔制粉等工序，能顯著降低能耗，并減少粉塵污染，減少占地面積，符合國家《建筑衛(wèi)生陶瓷工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中所提出的“推廣先進(jìn)、高效的除塵、脫硫、脫硝等環(huán)保技術(shù)設(shè)備”。陶瓷墻地磚干法制粉工藝技術(shù)，以技術(shù)先進(jìn)、投資少、節(jié)能、環(huán)保顯著等優(yōu)點(diǎn)，是陶瓷墻地磚工業(yè)一項(xiàng)重大技術(shù)突破與創(chuàng)新，是建陶企業(yè)減少投資、節(jié)約能耗、降低產(chǎn)品成本、擺脫粉塵污染，推行清潔生產(chǎn)、提高產(chǎn)品質(zhì)量、增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的一項(xiàng)重要舉措。

干法制粉工藝及設(shè)備的配套示意圖

    1、墻地磚干法制粉工藝技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展概況

    1.1 國外墻地磚壓型粉料制備工藝技術(shù)概況

    國外自上世紀(jì)八十年代初，開始開發(fā)研究陶瓷墻地磚干法制粉工藝技術(shù)。即原料用干粉粉碎后加水造粒，至壓型粉料含水量（5%～7%），經(jīng)悶料后去壓型。為了提高造粒效果，又采用了造粒時(shí)加水至l0%～12%，再經(jīng)流化干燥（至水分5%～7%）料后壓型。與噴霧干燥需從泥漿水分35%～45%干燥到干粉水分5%～7%相比，干法制粉工藝的節(jié)水及節(jié)省干燥熱耗的優(yōu)點(diǎn)極為突出，因而得到了迅速的發(fā)展。比較有代表性的公司有意大利L.B公司、M.S公司、GMV公司，德國的愛利許(Eirich)公司，英國的阿垂特(Atotor)公司。意大刮L.B公司是國外較早研究干法制粉工藝的公司，研制的關(guān)鍵設(shè)備造粒機(jī)有多個(gè)型號(hào)，各有不同的用途。

    其中：TAG型臥式造粒機(jī)是曲型的，用于制備壓型基料的造粒。意大利GMV公司也是專門從事干法制粉工藝及裝備開發(fā)研究的公司，他們首先從原料配料及干磨工藝著手，開發(fā)研制了帶有循環(huán)熱風(fēng)干燥系統(tǒng)的立式環(huán)輥磨機(jī)，即使原料原始水分過高，也不影響使用，獨(dú)立的熱風(fēng)干燥系統(tǒng)保證了干磨效率，該磨機(jī)產(chǎn)量大（32t/h）。GMV公司開發(fā)研制了造粒機(jī)。造粒機(jī)由直段和曲段筒組成，筒體可以旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)速度依所需粉料的性能而調(diào)節(jié)，在筒體內(nèi)有一組特殊的增濕加水裝置，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，其離心力作用，使水霧化，并與粉料結(jié)合。同時(shí)該裝置起到攪拌作用，形成水料結(jié)合的顆粒，并經(jīng)筒體的曲段滾動(dòng)，達(dá)到造粒的目的。國外其他幾家公司開發(fā)研制的干法制粉工藝及關(guān)鍵設(shè)備造粒機(jī)及振動(dòng)流化床干燥器各有目身特點(diǎn)，可概括如下：

    1.1.1 原料及原料加工

    干法制粉工藝中，一般講原料配方比較簡(jiǎn)單，這樣可避免原料在加工過程中出現(xiàn)分層現(xiàn)象。由于干法工藝中，原料雜質(zhì)難去除，一般選用比較純的原料。原料粉碎中，各種原料依據(jù)自身特性，選用不同的粉碎設(shè)備單獨(dú)粉碎，這樣可提高粉碎效率，也可保證配方對(duì)各原料細(xì)度的要求。備單獨(dú)粉碎的原料，再經(jīng)稱重、混合，進(jìn)入下道工序。像意大利M.S公司、德國的Eirich公司均采用這樣的粉碎工藝。由于原料采用干法粉碎，要求原料水分不能太高，對(duì)于含水量高的原料，要采用預(yù)先干燥的方式或者像意大利GMV公司，英國Atritor公司，其干磨設(shè)備均配有循環(huán)熱風(fēng)，各種預(yù)粉碎原料按配方配好后，經(jīng)混合進(jìn)入磨粉機(jī)，磨粉進(jìn)入預(yù)定細(xì)度，然后進(jìn)入下一道造粉工序。

    1.1.2 造粒部分

    國外干法制粉工藝，已研制出多種不同形式的造粒機(jī)，為了保證造粒效果，普遍采用加水到10～12%的過濕造粒工藝，然后采用高效干燥設(shè)備振動(dòng)流化床干燥器，干燥到5～7%的壓型水分。然后經(jīng)篩分設(shè)備去除細(xì)粉和大顆粒。合格粉料進(jìn)入壓型料倉陳腐。

    1.1.3干法制粉工藝的粉料性能及特點(diǎn)

    以國外各公司造粒機(jī)的造粒效果看，其顆粒級(jí)配大部分與噴霧干燥粉料相似。從顯微鏡觀察放大的照片看，顆粒形狀不規(guī)則，表面毛糙，不像噴霧顆粒那樣呈球形。從測(cè)試結(jié)果看，最終的產(chǎn)品質(zhì)量與濕法工藝沒有大的區(qū)別。

    干法制粉工藝的顯著特點(diǎn)是投資少，能耗低，可顯著降低產(chǎn)品成本，雖然從工藝及裝備方面還需進(jìn)一步完善，但從能源節(jié)省和投資費(fèi)用等方面看，國外專家認(rèn)為是發(fā)展方向。

    1.2 國內(nèi)墻地磚干法制粉工藝現(xiàn)狀

    干法粉碎、加水?dāng)嚢?、輪碾造粒?ldquo;土”干法制粉工藝國內(nèi)早有使用，粉料只能用于手動(dòng)壓機(jī)。在國外干法工藝發(fā)展的啟發(fā)下，八十年代后期，咸陽陶瓷研究設(shè)計(jì)院開始研究陶瓷墻地磚干法制粉工藝技術(shù)。首先，從原料干法細(xì)磨及造粒機(jī)方面進(jìn)行研究探討，相繼開發(fā)了不同同機(jī)理的造粒設(shè)備如將干法工藝及裝備結(jié)合，于九十年代初，經(jīng)鑒定后推向市場(chǎng)，受到用戶好評(píng)，并取得了較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。九十年代中期，又著手研究開發(fā)配套于大噸位自動(dòng)壓機(jī)的過濕造粒干法制粉生產(chǎn)線，相繼開發(fā)了新型輥筒式造粒機(jī)和振動(dòng)流化干燥床，采用新的工藝流程：原料→粗、中碎→配料→細(xì)磨→過濕造粒→流化干燥→篩分→陳腐。

    經(jīng)該工藝制備的粉料在四川某廠滿足1500噸自動(dòng)壓機(jī)要求，成功生產(chǎn)600×600×10mm大規(guī)格水晶釉磚生產(chǎn)。該工藝與濕法工藝比較，建立同等規(guī)模的制粉線，可一次性節(jié)省投資30%，節(jié)電30～50%，節(jié)熱70～80%，節(jié)水70～75%，可顯著降低生產(chǎn)成本。

    2、國內(nèi)干法制粉工藝技術(shù)與國外技術(shù)的差距

    2.1粉料及最終產(chǎn)品質(zhì)量方面的差距

    目前國內(nèi)干法制粉工藝生產(chǎn)的墻地磚產(chǎn)品，給人們的印象是沒有濕法工藝生產(chǎn)的墻地磚質(zhì)量好。這主要是原料加工處理工藝及造粒工藝的不足，加之生產(chǎn)廠家控制操作因素的引起的，在原料細(xì)磨工段，濕法工藝用球磨機(jī)將泥漿球磨到細(xì)度萬篩孔以下，原料濕法細(xì)磨時(shí)，不帶入鐵質(zhì)，不會(huì)對(duì)坯體及釉面產(chǎn)生危害，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。而目前國內(nèi)原料干磨設(shè)雷蒙磨會(huì)在料粉中磨入鐵質(zhì)，由于設(shè)備的本身性能的限制，加之原料原始水份太高，若干磨到與濕法同樣的細(xì)度，則磨機(jī)產(chǎn)量很低，使用廠家考慮到電耗及成本，人為調(diào)粗細(xì)度，增加產(chǎn)量，這樣勢(shì)必影響后序的造粒工藝及產(chǎn)品的燒結(jié)質(zhì)量。而國外如意大利GMV公司的帶熱風(fēng)干燥的立式磨機(jī)，細(xì)磨的細(xì)粉細(xì)度為45μm（350目篩）。國外己將干法制粉工藝技術(shù)應(yīng)用于玻化磚的生產(chǎn)，而我國目前的干法制粉工藝僅應(yīng)用彩釉磚的生產(chǎn)工藝。另外從造粒工序分析，國外造粒機(jī)出來的粉料顆粒級(jí)配合理，與噴霧料相似。而目前國內(nèi)開發(fā)的造粒機(jī)設(shè)備制備的粉料顆粒雖能滿足自動(dòng)壓機(jī)的壓型要求，磚的內(nèi)在質(zhì)量可達(dá)到國家產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，但粉料顆粒分布不如濕法工藝好。

    2.2 主要裝備方面的差距

    國外的干法制粉工藝裝備具有性能優(yōu)良，產(chǎn)量大，自動(dòng)程度高，操作維修方便的特點(diǎn)。而國內(nèi)干法制粉裝備就相對(duì)差一些。干法制粉細(xì)磨工藝及設(shè)備是連續(xù)式生產(chǎn)，不像濕球磨機(jī)間歇式生產(chǎn)，連續(xù)配料的準(zhǔn)確性至關(guān)重點(diǎn)。國外對(duì)進(jìn)入連續(xù)式干法細(xì)磨機(jī)采用電子稱配料。而國內(nèi)普遍采用人工配料，有些廠配料連稱都不用，人為的憑感覺配，難以保證配料的準(zhǔn)確性。國外開發(fā)研制配熱風(fēng)系統(tǒng)的大型立式磨機(jī)，可依據(jù)粉料硬度自動(dòng)調(diào)整磨輥壓力，空氣分級(jí)效果好，細(xì)磨效率高，產(chǎn)量達(dá)32噸/小時(shí)（細(xì)度達(dá)到3450目），該細(xì)度的單位電耗僅為17.8kwh/t粉料，而國內(nèi)用于干法制粉工藝4R或5R型雷蒙磨機(jī)，產(chǎn)量為3～5t/h（細(xì)度為200目篩產(chǎn)量），若達(dá)到250目的細(xì)度，產(chǎn)量僅為2～4t/h。國外造粒機(jī)每臺(tái)產(chǎn)量即可達(dá)15～16t/h。國內(nèi)造粒機(jī)產(chǎn)量僅為2～4t/h，產(chǎn)量太小。另外如前述從造粒機(jī)理及效果方面比較， 國外的造粒機(jī)造粒效果要優(yōu)于國內(nèi)的造粒。

    2.3 生產(chǎn)工藝與自動(dòng)控制技術(shù)方面的差距

    國內(nèi)干法制粉生產(chǎn)工藝與自動(dòng)控制技術(shù)與國外比較也存在著差距。其原因有兩個(gè)方面，首先還沒有開發(fā)出自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)工藝控制非常穩(wěn)定的工藝參數(shù)及設(shè)備控制技術(shù)。另外一個(gè)原因是由于國情的限制，用戶主要從資金方面考慮，不愿采用自動(dòng)化程度太高的工藝技術(shù)，制約了生產(chǎn)工藝及控制技術(shù)發(fā)展。

    2.4 生產(chǎn)管理及其它方面的差距

    生產(chǎn)管理主要指設(shè)備管理及工藝技術(shù)參數(shù)，由于國內(nèi)目前開發(fā)研制的設(shè)備，保養(yǎng)維修都是人工進(jìn)行，如果維修人員責(zé)任心強(qiáng)，設(shè)備故障率低。由于設(shè)備用干法細(xì)磨，工作環(huán)境惡劣，粉塵污染及磨損較快，這就對(duì)設(shè)備的材質(zhì)、加工精度、維修及售后服務(wù)提出了更高的要求。

    其它方面差距主要指環(huán)保方面，人們的印象干法制粉工藝作業(yè)環(huán)境不如濕法工藝作業(yè)環(huán)境干凈。但國外的干法制粉車間，車間環(huán)境也很好，這主要是他們的環(huán)保意識(shí)強(qiáng)，除嚴(yán)格對(duì)設(shè)備維修管理外，自覺采用了環(huán)境收塵設(shè)備。

    3、目標(biāo)與方向

    通過分析比較國內(nèi)外干法制粉工藝技術(shù)的水平及差距；我們認(rèn)為應(yīng)重點(diǎn)從以下幾個(gè)方面著手，進(jìn)一步完善和改進(jìn)國內(nèi)干法制粉工藝及裝備技術(shù)，便其盡快達(dá)到國外同類先進(jìn)技術(shù)水平。

    3.1 繼續(xù)完善現(xiàn)有干法制粉工藝技術(shù)

    從目前推廣使用的廠家看，原料品種較少，原料干磨時(shí)不會(huì)出現(xiàn)分層或成份不均勻現(xiàn)象，如果原料種類多，配料時(shí)存在著混料均勻性的問題，因此對(duì)于多種類配方原料應(yīng)研究配料均勻性技術(shù)，開發(fā)研制混料設(shè)備及新的配料方式。

    3.2 研究開發(fā)大型粉碎造粒設(shè)備及干燥設(shè)備

    從原料干磨設(shè)備分析，應(yīng)該與國內(nèi)生產(chǎn)雷蒙磨機(jī)的廠家合作，開發(fā)研制高效高產(chǎn)且?guī)犸L(fēng)干燥的新型干法磨粉設(shè)備。

    從粉料造粒后的顆粒級(jí)配分析，應(yīng)繼續(xù)研究和探索新的造粒機(jī)理，繼續(xù)努力開發(fā)研制出新型造粒設(shè)備（如開發(fā)造粒—干燥一體化的設(shè)備），改善粉料性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量和檔次。

    嚴(yán)格制定干法工藝及設(shè)備參數(shù)控制標(biāo)準(zhǔn)，確保用戶能熱練掌握新的工藝參數(shù)。加強(qiáng)對(duì)用戶操作人員的技術(shù)培訓(xùn)。努力作好技術(shù)推廣及宣傳工作，盡快使用戶認(rèn)識(shí)干法制粉工藝技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)越性，將該技術(shù)盡快推向市場(chǎng)，服務(wù)于用戶，服務(wù)于我國的陶瓷墻地磚工業(yè)。

    目前開發(fā)研制的干法造粒設(shè)備及干燥設(shè)備產(chǎn)量小，國內(nèi)新上的墻地磚生產(chǎn)規(guī)模大，產(chǎn)量高。單線原料需用量可達(dá)10t/h以上。用現(xiàn)有的設(shè)備配套應(yīng)用新上的墻地磚生產(chǎn)線，將需要多臺(tái)設(shè)備，這勢(shì)必增加用戶的投資成本，因此造粒、干燥設(shè)備的系列化和大型化的工作也刻不容緩。

    3.3 進(jìn)一步完善和提高工藝線及設(shè)備控制的自動(dòng)化水平

    應(yīng)實(shí)現(xiàn)整線聯(lián)合控制采用電子配料系統(tǒng)及計(jì)量泵自動(dòng)供水，細(xì)磨設(shè)備預(yù)先設(shè)定參數(shù)。風(fēng)選器自動(dòng)調(diào)節(jié)，確保粉磨細(xì)度。造粒系統(tǒng)的給料量，給水量均自動(dòng)控制，按預(yù)先設(shè)定的料水比例自動(dòng)調(diào)節(jié)。干燥用振動(dòng)流化床，由紅外水份探測(cè)儀測(cè)定水份，依據(jù)要干燥的水份，微機(jī)自動(dòng)控制干燥介質(zhì)熱風(fēng)的溫度和熱風(fēng)量。實(shí)現(xiàn)操作人員在控制室用微機(jī)控制原料水份、細(xì)度，粒度分布，產(chǎn)量等參數(shù)，保證工藝參數(shù)的可靠性和穩(wěn)定性。

    3.4 開發(fā)研制新型干法制備大顆粒色斑設(shè)備及其相關(guān)設(shè)備

    干法制備大顆粒色斑技術(shù)，是干法制粉工藝的另一用途。干法造粒設(shè)備預(yù)先制備小顆粒彩色基料，經(jīng)對(duì)輥機(jī)壓成一定尺寸的大顆粒(約3～15mm），然后經(jīng)破碎機(jī)破碎不同尺寸的顆粒，經(jīng)篩分裝置去掉細(xì)粉和粗顆粒，回收3～l0mm的不同尺寸的顆粒進(jìn)入料倉，不同顏色的顆粒進(jìn)入不同料倉，然后由微機(jī)及電子稱從各料倉取料、配料、混合，送入壓機(jī)壓型，可壓制不同圖案、具有仿天然石材質(zhì)效果的高檔瓷質(zhì)磚。

    干法制粉工藝具有非常廣泛的用途，深入探討其應(yīng)用領(lǐng)域，是我們今后工作的內(nèi)容。

    3.5 繼續(xù)開展和完善干法制粉工藝及設(shè)備的配套工作，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。

    目前，我們開發(fā)的干法制粉工藝技術(shù)，僅用于彩釉墻地磚生產(chǎn)線的粉料制備，若要應(yīng)用于白坯?；u粉料的制備，還需開發(fā)研制新型干法細(xì)磨設(shè)備及配套的干法除鐵設(shè)備，高效篩分設(shè)備，另外，還要對(duì)干法制備?；u壓型粉料的工藝技術(shù)參數(shù)進(jìn)行研究。

    從技術(shù)上分析，凡采用半壓干成型的工藝技術(shù)領(lǐng)域，如工業(yè)瓷領(lǐng)域，氧化鋁球，氧化鋁襯板，器皿等均可采用干法制粉制備壓型粉料。

    另外，耐火材料工業(yè)，各種耐火磚，耐火棚板的壓制，也可采用干法制粉制備壓型粉料。拓寬干法制粉在這些領(lǐng)域的應(yīng)用也是今后的重點(diǎn)工作。
 

    總之，干法制粉工藝以其投資少、能耗低的優(yōu)點(diǎn)，不斷被推廣應(yīng)用。然而，該技術(shù)工藝在國內(nèi)，還需要開展大量的工作，進(jìn)行更深入的研究，既需要人力的投入，也需要資金的投入。逐步完善該技術(shù)，拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域，干法制粉工藝必將為陶瓷墻地磚工業(yè)及相關(guān)工業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

    4、對(duì)策與措施

    4.1 國外的干法制粉設(shè)備少有引進(jìn)，對(duì)國外資料所述的干法粉碎、造粒、干燥設(shè)備的性能也未能充分考察了解，應(yīng)加強(qiáng)這方面的工作，予以考察，可以引進(jìn)高性能的有關(guān)關(guān)鍵設(shè)備、消化吸收，促進(jìn)國內(nèi)干法制粉工藝的開發(fā)。

    4.2 國內(nèi)應(yīng)強(qiáng)化此類以企業(yè)為中心的技術(shù)開發(fā)工作，對(duì)其裝備的系列化工作予以研究、開發(fā)的資金支持，加速國產(chǎn)技術(shù)裝備的開發(fā)與完善。

    4.3 行業(yè)協(xié)會(huì)組織相關(guān)的技術(shù)交流，從工藝、裝備，環(huán)境技術(shù)等各方面促進(jìn)干法制粉技術(shù)的發(fā)展與完善。

    ■ 徐 波（中國建筑衛(wèi)生陶瓷協(xié)會(huì)建筑琉璃制品分會(huì)）

    ■ 陶曉文（ 咸陽陶瓷研究設(shè)計(jì)院）