是什么推動了陶瓷原料技術(shù)革新的應(yīng)用?

不久前寫過一篇關(guān)于原料技術(shù)革新的文章,叫《淺談陶瓷原料加工技術(shù)的“四大三小”變化》,當(dāng)時只是把一些具體的技術(shù)內(nèi)容講了一下,這次再次撰文則主要分析原料技術(shù)變革的背景和意義。

中國陶瓷在30多年來的發(fā)展歷程中,經(jīng)歷了很多技術(shù)變革,往往現(xiàn)在我們走的道路有可能就是西方陶瓷強(qiáng)國已經(jīng)走過的路。記得尹虹博士在大概20來年前就曾經(jīng)說過,(同時張柏清教授也有過類似觀點(diǎn))并寫過一篇文章《原料的技術(shù)改革在干法造粒與連續(xù)球磨》。

那么,在20多年前就有的技術(shù)為何一直推廣不開,而現(xiàn)在卻能呢?

這需要分析中國陶瓷走過的道路。發(fā)展初期的中國陶瓷正像幼兒學(xué)步,走路搖搖晃晃,只能扶墻走,因?yàn)榇饲爸袊?a href="http://www.eattheroses.com" target="_blank">陶瓷原料的特點(diǎn)是非標(biāo)準(zhǔn)化,原料變化非常頻繁。因此,工廠必須嚴(yán)格按當(dāng)日測定的原料水分再在當(dāng)天下一個配方單,然后鏟車司機(jī)“戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢地”把各種配料加到球磨機(jī)里,這樣才能保證配方的準(zhǔn)確性,并最終保證后續(xù)工藝的穩(wěn)定。而一旦原料有所變化,包括下雨天或干旱天導(dǎo)致原料水分變化時,若仍按同一配方去配料,往往后續(xù)工序會面目全非,燒出來的陶瓷產(chǎn)品的優(yōu)等品率波動極大。因此,在20多年前大家看好的連續(xù)球磨機(jī)———當(dāng)時輕工部在湛江一陶瓷廠據(jù)說花了上千萬引進(jìn)的設(shè)備也被棄之不用,最后變成了廢鐵。

又比如干法造粒,當(dāng)時曾有個德國公司叫愛立許(音)的在大力推行。干法造粒的優(yōu)點(diǎn)在于不用水分溶化泥漿,然后又從噴霧干燥塔里去除水分,原料工序占整廠的能耗達(dá)到40%左右。如不用水分去濕球磨漿來粉碎原料,那就省了利用燃料把這約為33%左右的水分高溫蒸發(fā)掉的工序,無需耗費(fèi)大量能源。這等好技術(shù),為何也推廣不開來?這也在于當(dāng)時,一是原料的變化多端,二是當(dāng)時的陶瓷人對工藝變化缺乏應(yīng)對,往往稍一變化就找不到原因,手忙腳亂。干法造粒對原料的標(biāo)準(zhǔn)化有一定的要求,更對過程控制的要求比較嚴(yán)格,在整個原料造粒過程中,各種原料球磨細(xì)度要恒定,皮帶秤配料的波動要控制在一定范圍內(nèi),干法造粒中噴霧進(jìn)去的水分也要控制到均等一致,不能忽大忽小,另外,對于粉料成腐也需要進(jìn)行一定的控制……凡此種種,干法造粒工藝就像一個熟練的魔術(shù)師躺在鋼絲繩上也可以睡覺而根本不擔(dān)心掉下來,而當(dāng)時我們還在起步階段的“陶瓷嬰兒”即使走在平坦的大路上也會摔倒。

中國陶瓷經(jīng)過30年的發(fā)展,陶瓷人在生產(chǎn)過程中對陶瓷工藝和技術(shù)的解讀已經(jīng)了然于胸,因此對先進(jìn)技術(shù)的把控也近乎爐火純青。例如他們在使用連續(xù)球磨時,往往會設(shè)置2~4組的間歇磨把不標(biāo)準(zhǔn)的原料經(jīng)過短暫時間的球磨化漿、大漿池均化而達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化,然后通過混漿、配漿池進(jìn)入連續(xù)球磨從而達(dá)到和歐洲標(biāo)準(zhǔn)化原料走在“同一起跑線”的水平。

干法造粒的前提條件往往是帶雨棚的原料倉以及經(jīng)過充分均化的原料,很多陶瓷廠經(jīng)過長足的發(fā)展,經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)水平都大大提高。單種原料均化量或儲量往往達(dá)到數(shù)萬噸,它所使用的料倉足夠陶瓷廠穩(wěn)定生產(chǎn)三天一個批次。

回顧這20多年來陶瓷原料加工技術(shù)的進(jìn)步,無非圍繞下面四個核心點(diǎn)來進(jìn)行。

第一,主要是非標(biāo)準(zhǔn)化原料達(dá)到“近似”標(biāo)準(zhǔn)化或準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化;

第二,圍繞原料加工中節(jié)能降耗。無論是連續(xù)球磨還是干法造粒,像現(xiàn)在涌現(xiàn)的神工快磨、立磨和華南理工大學(xué)開發(fā)的動能磨以及萍鄉(xiāng)金剛的鋯鋁球等,它們的著眼點(diǎn)一是節(jié)省球磨時所消耗的電能,二是節(jié)省傳統(tǒng)噴霧干燥塔工藝中蒸發(fā)水分所消耗的燃料。

第三點(diǎn)是圍繞劣質(zhì)原料經(jīng)過加工提升為優(yōu)質(zhì)原料,這部分工藝主要著眼于對原料進(jìn)行去除雜質(zhì)、提高白度,通過水洗、球磨、過濾、均化等手段,提升原料的品質(zhì)。


第四個核心點(diǎn)則圍繞往尋找廉價替代品的方向進(jìn)發(fā),優(yōu)質(zhì)黑泥資源日益減少,優(yōu)質(zhì)高嶺土也在減少。很多地方政府對鉀鈉長石開采造成對山林植被的破壞也下了禁令,如何找替代品特別是利用現(xiàn)代的化工技術(shù)增加坯體的強(qiáng)度、減少泥漿的粘度,在這一研究方向上近期也獲得了突破。

縱觀中國陶瓷原料加工技術(shù)的進(jìn)步,還有賴于兩大推手。第一是成本壓力逐漸增加,隨著中國陶瓷產(chǎn)能的過剩,企業(yè)在市場競爭中紛紛把成本進(jìn)行倒推算,所以很多節(jié)能措施在陶瓷企業(yè)大受歡迎,磚坯減薄化以及通過二次布料工藝把劣質(zhì)原料墊底、優(yōu)質(zhì)原料上面已成為了眾多陶瓷企業(yè)的“標(biāo)配”;其次,還要有賴于政府對環(huán)保執(zhí)法力度的加強(qiáng),傳統(tǒng)噴霧干燥塔耗費(fèi)大量燃料,在單位時間內(nèi)排放的廢氣又要進(jìn)行除塵、脫硫、脫硝,一旦不達(dá)標(biāo)便要關(guān)停整頓或者重金處罰,在這情況下干法造粒正好應(yīng)運(yùn)而生,也是大受陶瓷廠的歡迎。因此,成本和環(huán)保兩大壓力也助推了陶瓷原料先進(jìn)技術(shù)在陶瓷廠的應(yīng)用。