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201陶业10大热门技术

2020-08-12 10:32:13 来源:梅州房产信息网 作者: 点击:0

201 年,陶瓷行业回暖。

不敢说瓷砖领域已经完全告别严冬,但上游产业的黄金时代从未褪色。一路高歌的陶瓷市场衍生出技术产业的一片繁荣。

回归理性扩张的转型时代,众多陶瓷配套企业远离喧哗、摒弃浮躁,在充满危机的空间里孜孜不倦、潜心攻克,工艺持续升级、新品秒杀眼球。

从生产源头到成品呈现,从原料制备到瓷砖烧制,每个节点都闪烁着上游制造商的智慧和汗水。他们一如既往地坚守在研发最前线,用每天进步一点点的力量,质变出节能、环保、自动、智能的国产化、大型化、高效化的技术或产品。

市场愈高速发展,图景愈未知善变,上游配套企业越要发挥其利剑作用,用创新的闪光点照亮陶瓷行业的前进路径。

回顾历史,是为了更好地懂得现在,启示将来。

本期专题梳理本年度影响建陶行业的十大热门技术,探讨其趋势走向,让陶瓷企业更好地把握产业风向标,拨开重重迷雾,规划未定走向。

1干法制粉

干法制粉只用电能及少量原料,省去喷雾塔和球磨机,综合节能达60%以上

现状分析:

意大利、德国、英国等在干法制粉生产技术上的研究早于中国。国内企业由于缺乏自主创新能力,干法制粉的工艺落后于国外。

山东义科节能已实现了陶瓷干法制粉新工艺成熟量产,关键指标 一次制粉合格率 已达95%以上,远超国际上同类技术所实现的60%。科达机电在2009年开始立项研发干法制粉系统,如今已进入中试阶段。蒙娜丽莎于2011年7月成立行业首个徐德龙院士工作站,并对干法制粉等多个共性项目正式立项。

前景预测:

陶瓷产业从事干法生产的前提是:性能稳定的各类原料;高效的干式粉磨及均匀预混合设备;与之相匹配的各类制粉和成形设备;高效节能的烧成设备。其中,原料标准化非常关键,然而这又是困扰中国陶瓷行业多年的老大难问题,如何解决这个问题还有待探索。

虽然干法制粉在国内尚未全面推广,但由于该工艺节能潜力巨大,所以前景广阔。干法制粉的日趋成熟,已开始向散、乱、小的上游原材料开采、加工企业提出了新要求。在政府节能环保政策的助推下,陶瓷行业的原材料供应链将向着专业化、规模化、标准化方向发展。

2连续式球磨

连续式球磨具有节能效率高、产量大、质量稳定等诸多优点

现状分析:

二十多年来,中国乃至世界球磨机最大的转变和进步包括:国产球磨机达100吨级;研磨体、内衬放弃选用原来的天然石料而使用铝质瓷球衬板等人造材料;应用工艺技术与机械化水平得到较大提高。

不过,目前全国仍有近万台40吨间歇式球磨机,每天消耗大量的电能与水资源。相比之下,连续式球磨机磨出的原料粗细度一致,使瓷砖平整度较高;设备连续自动装卸料,大大节省时间。但由于我国原料难以做到标准化,连续式球磨机仍不能在国内得到广泛推广。与间歇式球磨机只需原矿为研磨材料相比较,连续式球磨机要求进球体内的硬质料直径必须在5mm以下,软质料直径不能超过 0mm。

前景预测:

节能显著的连续式球磨机一直是我国相关陶机企业努力研发的方向。鉴于国内陶瓷原料难以达到标准化,制造出适合我国陶瓷原料配方工艺与陶瓷生产技术的连续式球磨机,成为行业亟需解决的重要问题。

在陶瓷行业节能呼声愈来愈高的今天,连续式球磨机是陶瓷企业内部整顿改造、降低成本、绿色生产、提高品质、提升竞争力的科技利器,也是产业转型升级的又一创新动力。

大吨位压制

大吨位压制进步的直接表现,即是万吨级压机的诞生。万吨级压机特别适用于以薄板为代表的大而薄规格的瓷砖生产

现状分析:

大规格瓷砖的研发对大吨位压机的需求愈发迫切,萨克米(SACMI)和西斯特姆(SYSTEM)在两三年前已推出万吨级陶瓷压机,现在他们的压机吨位甚至达25000吨、 000吨。

在国内,恒力泰自主研发的万吨级陶瓷压机已完成图纸设计,目前进入试制阶段,明年初推向市场,这意味着国产陶瓷自动压机即将进入万吨级时代。恒力泰万吨级压机正式投产之后,预计年产量约15台。

我国即将推出的万吨级压机的最大压制力达10000KN(千牛),在模芯顶出力、动梁最大行程、动梁与底座最大最小间距、左右立柱间净空距、最大填料深度、空循环次数等参数都与其他压机有很大不同。

前景预测:

国产万吨级压机成功面世时,将让中国陶瓷企业生产超大规格薄板成为了可能。从另一角度窥探,我国陶瓷生产设备也即将达到一个全新高度。

近年压机品牌集中度越来越高,陶瓷企业对压机的选择也非常注重品牌。陶机企业只有注重自身的科技创新和品牌化运营,才能不断创新,确保产品质量和服务,在打造具优势竞争力的产品上大有可为。

4清洁煤制气

清洁煤制气由于采用粒煤燃烧,具煤气热值高、转化率高、有害物排污少、运行成本低等特点

现状分析:

传统发生炉煤制气有着毒性大、易爆炸、污染重、难管理、难操作等弊端。但全国仍有近1万台用于建陶行业的煤气发生炉正在运作。

目前煤制气技术分为固定床技术(传统的煤制气技术)、流化床技术、气流床技术,这些技术分别对应的是煤块,粒煤,粉煤,其燃烧效果也随着煤块体积的减小而递增。

科达机电在7年前开始研发使用流化床技术的清洁煤气化系统,系统对煤的一次转化率可提升到8 %。尽管设备售价比传统煤气发生炉高4倍,但所采用的煤炭价格更低,陶瓷企业在未来的 -4年中就可收回设备的投资成本。

前景预测:

清洁煤制气技术的开发成功,对传统煤气设备的酚水污染问题、重油燃烧酸雨污染问题、突破天然气资源紧张的限制以及降低企业生产成本,提高企业竞争力具有重要意义。

伴随全国各地煤转气政策的实施,传统煤气发生炉必然被取缔。以1万座煤气发生炉来计算,年耗煤约两亿吨,如果将煤气化效率提高20%,那么我国将节约煤炭4000万吨。因此,清洁煤制气技术成为陶瓷行业可持续发展的必然选择。

5宽体窑烧成

采用宽体窑烧成具有生产效率提高、燃料及电能消耗降低、占地面积减少等发展优势

现状分析:

现阶段,全国共建成宽体窑超150条。宽体窑自2009年被市场采用后,经过几年的技术完善,相比传统窑炉,能耗节约21%、电耗节约19%、管理成本下降8%。当前研制宽体窑的代表企业有中窑、中鹏、摩德娜等。

宽体窑的集成技术主要有材料技术、结构技术、安装工艺技术、燃烧技术、智能化技术、节能减排技术等。截面温差一直是设备的发展瓶颈,采用合理的烧嘴和制定窑顶混合结构,可有效改善截面温差。我国窑炉的结构、材料、控制精度、温度均匀性等与国外存在较大差距。

前景预测:

预计未来2- 年品牌陶瓷企业会集中更新设备,宽体窑将迎来良好市场机遇。目前南北方陶瓷厂在设备投资、工艺技术和人才管理的差距呈缩小之势,越来越多精品砖品牌意识到降低生产成本的必要性,宽体窑将推广到各种档次和品牌的陶企生产线上。

宽体窑将往 宽、轻、薄 的低碳、环保、节能方向发展,后两个特点体现在设备材料技术与配置选型上。日后要优化窑炉结构和采用先进烧成技术,使产品向长宽发展的同时降低单位能耗,并保证窑炉加宽后,窑内温度均匀,产品质量得到保证。

6一次烧微晶

使用一次烧微晶熔块的微晶石,节省大量能耗的同时,具有良好的坯釉结合性、玻璃层的性能更优、产品的质感更加细腻

现状分析:

目前大部分色釉料品牌都推出一次烧微晶熔块。但二次烧微晶石的生产难度比一次烧要低,目前微晶石仍以二次烧技术为主。一次烧微晶石的烧成时间短,坯体没经过素烧,要排出大量的气体。若烧成不当,会在釉层中形成较多或较大的气泡,抛光后就会吸污。

前段时间,远泰制釉推出一次快烧微晶技术,只需分钟就可完成烧成,时间是现有一次烧产品的1// ;坯体的铝含量降低到18%-19.5%,普通全抛釉的坯体原料就可适用;解决了耐酸碱度和发色问题,清透度进一步提高。

前景预测:

我国陶瓷企业所面临的来自节能环保的巨大压力,受节能减排政策的推动,企业与政府将逐步重视一次烧技术。

不断提高一次烧微晶石优等率及品质,是微晶石一次烧技术研究的方向。技术存在一定难度,优等率上要研制出高品质的辅料以及完善的工艺技术,品质上更应加强产品的设计功能、设计服务水平。缺乏相关标准也是制约一次烧微晶技术的发展因素,需要协会定下相关标准,起到规范作用,方能促使企业增加该技术的研发投入。

7喷釉、喷干粉

将功能墨水、釉料、干粉、干粒直接通过喷头喷射到瓷砖表面,能够呈现出立体感强的特殊装饰效果,并实现按需精准定位,避免了不必要的材料浪费(由于功能墨水也能使瓷砖达到如经传统施釉一般的釉面装饰效果,因此广义上的数码喷釉指喷功能墨水和喷釉料)。

现状分析:

喷墨量少、固相颗粒粒度小的功能墨水可以通过常规压电式喷头喷射;喷墨量大、固相颗粒粒度大的功能墨水和釉料则需通过二态喷头(所谓二态是指像素点存在喷墨与不喷墨的两种喷射状态)喷射。

在国外,运用数码喷射功能墨水的工艺早于一年半前开发,我国约半年前才引入该工艺。而在意大利和西班牙等陶瓷强国,当前通过数码喷射釉料和喷干粉的工艺仍处测试阶段。主要原因在于传统施釉、施干粒、施干粒的成本较低,大多数陶瓷企业不愿承担该技术的高成本来研发新品。

前景预测:

先进工艺从海外展示到引入中国的时间正在不断缩短,预测明年国内的瓷砖制造商会大规模生产数码喷功能墨水的瓷砖。而用于数码喷射工艺的釉料发色范围窄,容易影响墨水发色,需要墨水制造商加大研发力度。

喷釉和喷干粉的应用范围较窄,主要用于腰线砖、抛晶砖以及部分特殊装饰效果的仿古砖和瓷片。此外,通过喷墨实现凹凸效果,需消耗大量釉料、干粉、干粒,如果大规模生产,成本高于凹凸模具,其影响力不如当前的喷墨技术。

8喷头大墨滴喷射

陶瓷喷头在单位时间内增加出墨量,一方面有助于陶瓷产量的提高,另一方面也让数码喷釉工艺成为现实

现状分析:

北极星(DIMATIX)的星光1024陶瓷喷头,其大墨滴(65pl)适合高速打印,特别适合下陷釉和渗透效果等特殊效果,使用灰度模式的最大墨滴可超80pl。在同样的打印速度下,星光1024的最大出墨量约为ml/m2,是普通喷头的4倍,带灰度的出墨量更可达200ml/m2。

而柯尼卡美能达(KONICA MINOLTA)用于陶瓷领域的喷头有KM1024iMHE和KM1024iLHE。KM1024iMHE的墨滴大小为1 -91pl,适合各种瓷砖生产;KM1024iLHE的墨滴大小为 pl,适合大墨量的地砖和喷釉技术,特别适用于凹凸釉及下陷釉的工艺。

前景预测:

当前,大墨滴陶瓷喷头的作用,还只是体现在陶瓷产量的提升以及部分特殊效果、大墨量瓷砖的生产上。要真正通过颗粒直径范围较大的釉料,实现数码喷釉技术还有待研究。

釉料中色料颗粒的D99约为4 m,釉料中原料颗粒是喷孔直径的1/25 1/20,要达到喷釉效果,喷头直径至少要大于860 m。可见当前的压电陶瓷喷头满足不了该要求,需要采用二态喷头或其他新型喷头来实现。

9墨水功能化

功能墨水包括下陷釉、金属釉、闪光釉、哑光釉、白花釉、渗花釉等,能使瓷砖表面形成各种各样的特殊装饰效果

现状分析:

陶丽西(TORRECID)、意达加(ITACA)、卡罗比亚(COL-OROBBIA)、福禄(FERRO)均推出了功能墨水。相比传统墨水,它们在粘度、颗粒度、表面 方面要达到常规墨水的特性,且能够满足喷墨机高频率的打印性能。

功能墨水的基础性能决定瓷砖能承受的烧成范围。下陷釉属低温釉,基础面釉相对固定,且层次变化简单,下陷功能容易实现。同样能适应较宽烧成范围的还有哑光釉、亮光釉和白花釉。相比之下,金属釉、闪光釉很难适应不断变化的烧成气氛。

前景预测:

墨水制造商要不断改良和优化功能墨水的性能,让更多品种的功能墨水承受更加宽广的烧成范围的同时,不断提高墨水本身的发色范围,令墨水的表现力更加丰富多样。

另一方面,墨水制造商实现功能墨水生产本土化,进一步降低材料成本,使更多陶瓷企业加大对相关材料的使用力度,实现功能墨水与图案设计的按需精准对位,降低生产成本和提高生产效率。

10喷墨机集成化

同一台喷墨机上可实现喷常规墨水、喷功能墨水、喷釉、喷干粉等工艺效果,体现了喷墨设备在兼容性和灵活性的巨大进步

现状分析:

凯拉捷特(KERAjet)的MASTER系列喷墨机,集喷墨、喷釉、喷干粉于一体,可移动单元能实现墨盒的快速转换,方便不同效果瓷砖的转产;可扩展至12色的机身设计,可进行喷头的混搭、兼容并同时使用不同品牌的墨水配置。

在喷釉方面,西斯特姆(SYSTEM)的WIND POWDER喷墨机、快达平(EFI-CRETAPRINT)的C 喷墨机等已经面世。我国的彩神推出了8色数字喷墨喷釉一体机,精陶也正在进行喷釉功能的相关测试。在喷干粉方面,萨克米(SACMI)也推出喷干粉的喷墨机DDD175。

前景预测:

设备稳定性一直是客户的基本要求,伴随喷墨机集成化技术的成熟,设备传感器系统和芯片系统的性能需有更大提升,以保证供墨连续及顺利运作。

喷墨机多功能的实现,对应的是软硬件的全面优化。兼容目前主流喷头、整合主流软件功能、配备大容量设计加载功能、附有强大色彩管理功能、轻松满足不同品种陶瓷的工艺需求等,是日后技术发展对喷墨设备提出的挑战。

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