2014年陶瓷技術工藝盤點
作者:陶城網-陶城報    發布于:2015-01-08 15:53:50    文字:【】【】【

編者按:回顧2014年的陶瓷行業,產品花色更加豐富、鮮艷,規格進一步加大,瓷磚表面效果更加復雜多變,這些都離不開工藝技術的創新。另一方面,國內環保政策帶來的壓力日益嚴峻,也迫使陶瓷機械設備企業進行相關問題的攻關,以期為陶瓷企業的環保達標和節能降耗出一份力。   

         本專題將回顧2014年陶瓷技術工藝領域對行業產生較大影響的主要創新熱點,并為國內陶瓷行業接下來的技術進步提供參考。同時,也結合國外同行的相關技術創新,為國內下一步的技術研發方向提供借鑒。

  1、干法制粉

  在2014年意大利里米尼展期間,LB、MS、愛立許(Eirich)等品牌攜其干法制粉系統如數登場,西蒂貝恩特和我國的義科節能也向觀眾展示了相關技術。華南理工大學教授、行業知名學者尹虹預言,“干粉制粉技術較大面積應用的時候即將到來。”全球客商展示了EDP干法制粉系統。該系統分EVM粉磨系統(集破碎、干燥、粉磨、分級輸送于一體,最大入料粒度≤30mm,入磨物料水分≤15%)、EG造粒系統(將粉料充分混合,注入8%-12%的水溶液,粉料與水溶液高速旋轉中形成顆粒)、ED優化干燥系統(干燥顆粒,含水率6%-7%)、DCS控制系統(對現場設備的遠程控制及監控)。顆粒需至少陳腐48小時以上。

  山東金卡的一條仿古磚生產線使用了義科節能的干法制粉系統,日產量8000-10000平方米,另外兩條線也會在2015年相繼使用該工藝生產粉料。

  談到幾家干法制粉廠家的產品差別,業內專家表示,義科節能和愛立許采用高速攪拌造粒,顆粒密實度高;相比之下,LB與MS采用低速混合造粒,粉料密實度低。這樣的結果是,在填充模具時,密實度大的顆粒所需的填充量少,填充率越少,剛壓制出來的瓷磚就越容易脫離模具。

  此外,2014年6月21日,“陶瓷粉料高效節能干法制備技術及成套設備”鑒定會在佛山市溶洲建筑陶瓷二廠有限公司召開。專家組成員鑒定認為,溶洲二廠的陶瓷粉料高效節能干法制備技術及成套設備綜合技術水平達到國際先進。

  盡管干法制粉工藝符合未來陶業發展方向,不過其在干法除鐵、粉料性能、一次造粒合格率等方面存在短板,目前主要應用在外墻磚和內墻磚的制造中。不過,尹虹認為,隨著該技術越來越成熟,粉料性能獲得不斷改進,在應用中將會不斷提升,為我國瓷磚行業的節能減排作出一次革命性的貢獻。

  2、連續球磨

  在2014年廣州工業展期間,華南理工大學教授、行業知名學者尹虹曾分析認為,工業展上出現的山東義科節能科技有限公司與意大利LB公司的干法制粉,以及湘潭億達機電的組合式連續球磨機,將成為原料處理的兩大革命。

  2014年5月20日,湘潭億達機電總經理周碧輝攜其組合式連續球磨機,亮相“第三屆陶衛產區科學發展論壇”后,引起了包括尹虹在內的眾多行業人士和專家的關注,被稱為“具顛覆性的研磨技術”。

  湘潭億達機電生產的組合式連續球磨機,可以實現干料和漿料全能研磨,自動化程度高,可實現無人操作和遠程控制。據了解,組合式連續球磨機與間歇式球磨機的球磨原理是一樣的,但其特點是研磨體對物料的沖擊和研磨是分開進行的。筒體根據原料特性,或產量大小設計兩個或三個倉,倉與倉之間,用隔倉板隔開,其中一倉主要對物料完成沖擊作用,二、三倉主要對物料完成研磨作用。同時,可靈活調整模塊的配置數量,如兩聯體、三聯體甚至四聯體等,而且每一節球體轉速可根據其內部原料粒度,采用運行速度。

  據周碧輝介紹,在生產中,可以先使用間歇式球磨機對原料進行球磨,然后用連續性球磨機進行精磨,這個使用后的節能效果大概在25%左右。硬度干粉平常用間歇式球磨機生產是需要40度電左右,而連接連續性球磨機精磨以后,一噸干粉可以降10度電。利用連續性球磨機,發揮它最大節能降耗的效果,必須通過軟質料搗漿,硬質料通過柱磨機進行粉碎,粉碎到100目左右,通過自動配料與搗的漿同時均勻進入連續性球磨機進行研磨,那么節能效果可以達到40~50%,也就不需要間歇磨了。

  3、大規格瓷板成型

  2014年意大利里米尼展期間,薩克米的PCR一次輥壓成型裝備吸引了無數觀眾前往觀看。尹虹觀后表示,“一直以西斯特姆大型薄板成型裝備為一枝獨秀的局面已經打破,薩克米用皮帶加輥壓成型的設備(一次輥壓成型)已在市場上應用。”不少業內人士認為,該設備是陶瓷領域革命性的創新產品。

  據了解,該生產線前進速度約7米/分鐘,日產量高達1.4萬平方米。可短時內實現長度、寬度和結構的任意轉換:改變長度只需10秒,改變寬度只需15分鐘,改變花色和結構約1小時。“因為采用一次輥壓工藝,從中節省大量的電耗和液壓油,整條生產線綜合節能80%。”

  據透露,公司參展前,薩克米已經賣出8臺一次輥壓成型設備,分別應用在8家陶企中。意大利占了4家,另外的來自阿聯酋、埃及、巴西和德國。在博洛尼亞瓷磚及衛浴展上展出3×1.5(m)一次成型瓷板的意大利陶企Iris,就是該機器的其中一位應用者。在中國硅酸鹽學會陶瓷分會副理事長張柏清看來,以這樣的普及速度,該設備很快普及,在中國應用只是時間問題。

  憑著在大規格瓷板壓制領域14年的豐富經驗,西斯特姆也在展會上推出5萬噸無模具壓機GEA,產品規格可達1.6×5.4(m),厚度為3-30(mm)。

  值得注意的是,鑒于大規格瓷板的逐步流行,西蒂貝恩特將于2015年4月發布4萬噸無模具壓機SUPERA,可壓寬度達1.8-3.6(m),適用于多種尺寸和厚度的瓷磚及瓷板生產。

  4、噴釉技術

  2014年意大利里米尼展上,不少廠家展示了噴釉技術與裝備,西斯特姆公司展示了多款噴釉技術實現的產品,其中一款瓷磚表面同時使用了啞光、光澤、金屬三種釉面,一款產品技術參數顯示噴釉量達1100克/平方米;陶麗西展示的噴釉產品釉面厚度可達5mm;凱拉捷特(Kerajet)公司相關產品資料顯示,其系列產品K8S、K8M、K8L的噴釉量分別可以達到500、1500、4000 g/m2,其噴釉量之大,完全可以實現現有釉料裝飾表現。將釉面裝飾數字化,理論上意味著噴釉技術可以替代傳統的施釉方法(也許下一步關鍵是噴釉用釉料的成本)。隨著釉料裝飾數字化進程的推進,可以想象,無論是水基釉料、還是干釉產品的系列化,都將成為釉料發展的重要方向。

  實際上,噴釉技術并非在2014年意大利里米尼展上初次展現,但這次展會上的展示,卻意味著噴釉技術的極大進步,而中國噴墨設備制造商也在潛心攻關。2014年廣州工業展期間,上海泰威技術就展示了其自主研發的T-glaze jet數碼噴釉機。

  噴釉技術的進步,帶來的影響,在于瓷磚表面裝飾效果的豐富,凱拉捷特(Kerajet)公司就在2014年里米尼展上展示了利用噴釉技術做出的馬賽克效果的瓷磚。

  而另一方面,噴釉技術目前大多是作為一種實力的展示,實際應用依然較少。有行業技術專家表示,噴釉技術能否得到大面積推廣,關鍵問題在于,是否有客戶為這一技術的效果買單。

  5、陶瓷墨水

  陶瓷墨水領域的進步,在2014年廣州工業展和2014年意大利博洛尼亞展上可見一斑。

  廣州工業展期間,道氏技術推出了快干高清系列和低油性墨水,突破了傳統墨水在高灰度打印時由于滲透性以及與釉料兼容性較差而引發的一系列問題,引起了市場共鳴,迅速得以廣泛應用。

  明亮鮮艷色彩的高溫陶瓷色料一直是行業技術難題,陶瓷墨水同樣具有這樣的問題,展覽中,意達加(ITACA—ESMAL-GLASS)展出了檸檬(黃)、西瓜(紅)、水晶蘿卜(紅)的圖案,陶麗西(Torrecid)展出了一只拖著鮮紅尾巴的鳥的大幅圖案,這些鮮艷的色彩令觀眾贊嘆不已,參展商介紹這些鮮艷的墨水尚未全面投放市場,可以判斷主要原因是技術本身尚不成熟,或者價格遠離市場期望值。今年陶瓷墨水還展示了具有裝飾效果的墨水,例如:金屬光澤、閃光、下陷、糖果等效果。

  國內陶瓷墨水企業方面,在2014年工業展期間,都不同程度的透露出各自的墨水創新方向。萬興正在開發紅色墨水,匯龍科技在嘗試研發閃光、浮凸和下陷墨水,并且也嘗試在大紅色、金黃色等一些特殊色域方面有所突破。但迄今為止,國內研發的大紅色等特殊色域的墨水尚未出現實物。

  遠泰制釉董事長巫漢生認為,特殊色域和功能性墨水的研發,將會給瓷磚表面帶來更加豐富的裝飾效果,極大提升產品附加值,同時也滿足消費者日益提升的審美需求。

 

  在2014年博洛尼亞展上,參展的色釉料企業對水性墨水只字不提,而經過行業專家的探討,也基本上證明,“水性墨水接近偽命題”。

  6、噴頭升級

  2014年9月22日,時值意大利里米尼國際陶瓷技術展(Tecnargilla)舉辦的第一天,英國陶瓷噴頭制造商賽爾(Xaar)向全球陶瓷領域的客商隆重發布其研發的大墨滴噴頭Xaar 1002 GS40和噴釉噴頭Xaar 001,并面向各大行業媒體召開新聞發布會。

  Xaar 1002 GS40的墨滴量為40-160pL,噴墨量為40g/m2,適用于下陷釉、啞光釉、亮光釉、閃光釉、金屬釉等特殊墨水的噴射。其噴墨量是Xaar 1002 GS12的兩倍,可以應用更多的不同流體,噴印鮮艷強烈的色彩,以及各種不同的上釉效果。

  另外,Xaar 001噴頭的墨滴量為70-200nL,噴墨量為700g/m2,適用于釉料的噴射,也可噴射特大顆粒的墨水。陶瓷企業使用該噴頭后,可制作有紋理的圖案,以及按需制作每塊圖案都不相同的瓷磚。設計者們還可以同步制作紋理和彩色圖案,生產更為逼真的瓷磚成品。重要的是企業不需借助模具,即可實現瓷磚表面的凹凸效果,且實現了精準設計定位,節省生產成本。

 

  在噴頭創新方面,作為陶瓷噴墨設備制造商中的佼佼者,凱拉捷特(Kerajet)同樣有大動作。里米尼展期間,凱拉捷特(Kera-jet)以新噴頭K8(數碼噴釉)和K9(數碼噴干粒)的發布為切入點,結合數碼噴墨、噴釉和噴粉(干粒)設備,在同一條施釉線上實現多達48道工序,將全數碼施釉線的夢想變成現實。據了解,K8的噴釉量分別為500g/m2、1500g/m2和4000g/m2,K9的干粒覆蓋量分別為100g/m2和300g/m2。凱拉捷特亞太區總經理雅各布(Jacob)表示,“有別于其他噴粉工藝,由于加入特殊溶劑,我們無需借助膠水即可將干粒固定在磚面上。”值得注意的是,噴干粒的難點在于發色效果,而凱拉捷特突破了此技術難題,瓷磚色彩斑斕豐富。

  7、窯爐節能

  中國展商華信達借2014意大利里米尼展,正式推出全球首創的輥道窯輻射換熱式余熱發電的新型技術。

  華信達出口部總經理徐澤峰表示,相比傳統工藝外加風機冷卻這種浪費電和熱量的方式,公司經過兩年研究,創造性地用水替代風機進行冷卻,水比風的冷卻效率高,利用水產生的大量蒸汽來發電。“這樣下來,整條生產線省去了60%的電能。由于免去窯爐所用的風機,窯爐部分節省電耗40%。”據了解,日產3萬平方米的生產線,每月用電超過100萬元。

  據悉,華信達設計生產的日產1.5萬平方米600×600(mm)拋光磚輥道窯,采用輥道窯輻射換熱式余熱發電技術后,每小時可以利用的余熱量為1.2218750千萬KJ(千焦),可以發電量為533kW/h,完全滿足成型車間的設備用電量。徐澤峰告訴記者,設備投入兩年后即可收回成本。目前國內的山東、河南和吉林等3家企業使用了該新型結構的隧道窯設備。

 

  另外,西蒂貝恩特的XXL雙層寬體輥道窯,窯內寬達3.95米,可走4片800×800(mm)、5片600×600(mm)和8片400×400(mm)的瓷磚。由于改善了燒嘴結構、循環系統和結構設計,該產品的綜合節能效率達30%,產量增加25%。

  8、厚拋釉工藝

  “厚拋釉”產品是普通全拋釉磚的升級版產品,其工藝是在普通全拋釉工藝的基礎上改變釉料配方,把鐘罩淋釉器中的淋釉量增至普通全拋釉淋釉量的2-4倍,施釉后的坯體經干燥處理入窯燒成后,再根據調整后的硬性模塊和彈性模塊配比進行拋光,拋光后釉層達0.6-0.8(mm)厚度的拋釉磚產品。與微晶石不同,“厚拋釉”產品由生料釉一次燒成。

  普通全拋釉產品應用于家裝后,經燈光反射普遍存有“波紋面”現象,而由于釉層厚度厚于普通全拋釉產品,“厚拋釉”產品不僅解決了該缺陷,提高了釉面平整度,耐磨度和防污性,也使得磚面圖案紋理更具立體感和生動性。

 

  據《陶城報》記者不完全統計,2014年佛山秋季陶博會期間,推出超平釉產品的品牌企業不下15家。其實在2013年,已有企業研發生產和推廣超平釉產品,但只是單個和少數企業的行為,除釉料配方需要重新調配和優等率的因素外,主要的原因是超平釉技術還不夠成熟。而2014年佛山秋季陶博會上有如此之多的企業大力度推廣超平釉,說明超平釉的技術和工藝已經得到突破。

  9、糖果釉工藝

  廣交會、陶博會、西陶展上,“糖果釉”頻頻現身,作為今年有新鮮感的產品之一,目前已有多個廠家將其作為拳頭產品重磅推出。

  確切來說,“糖果釉瓷磚”并非一款單純的新產品(紋理方面),它還融合了新的瓷磚生產工藝。它可以在產品原有表面圖案上增加一種糖果釉的效果,被運用于仿古磚、仿木紋磚、仿石磚和全拋釉等系列產品上。

  以天欣科技“糖果釉瓷磚”為例,其挑選自然石材精品為藍本,采用目前行業先進的噴墨打印技術還原其真實石材的原始色調及紋理;采用進口再經企業自主研發優化提升的釉料;以特殊的淋釉程序,經1200℃左右的高溫燒成,使表面達到一種如砂糖般感覺的顆粒均勻布于磚面的效果。據了解,因糖果釉工藝的特殊性,要求釉料施布均勻及在磚釉上有較好的附著力,故對淋釉或印刷介質有較高的要求,有時要用到糖果釉專用印油。

  10、國產壓機萬噸級時代開啟

  國外已經有超萬噸級的大規格磚成型裝備,然而其價格及維護成本極高,高昂的裝備成本直接導致超大規格陶瓷磚價格居高不下,而且國外進口裝備只能生產厚磚,不能生產大規格陶瓷薄磚或陶瓷薄板,產品適應性較差,造成投資上的極大浪費。恒力泰自主研發的YP10000型壓磚機,生產普通厚度的瓷磚規格可達900×1800(mm),生產3.5-6(mm)厚的瓷磚規格可達1000×2200 mm。不但能讓瓷磚產品生產更加多樣化,也有可能推動行業掀起大而薄規格瓷磚發展的新潮流,成為國內大中型陶瓷生產企業替代進口生產裝備的主要選擇,發展優勢十分明顯,將有力地促進我國陶瓷生產裝備產業以及陶瓷生產企業的轉型升級。

 

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