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当前砖瓦行业发展需要关注的几个问题

2015年02月06日    原国家建材局政策法规司司长、国家墙改办主任    陈福广

墙体材料改革已经25个年头了,砖瓦行业从实心黏土砖为一统天下的墙材产品发展为多孔砖、保温砖、空心砌块等多种产品;从以黏土为单一原料,发展为粉煤灰、煤矸石、建筑渣土、淤泥、污泥等多种废渣和页岩为原料;从土窑、轮窑发展到隧道窑,行业技术进步取得了令人瞩目的成就,产品结构得到了显著调整,为我国节约土地、节能减排、资源利用、推动节能建筑、提升房屋建筑功能、治理环境污染作出了巨大贡献。砖瓦行业的志士同仁们为此所立下的功劳,永远不可抹杀。但是随着我国节能减排任务的加重和国家环保治理力度的加大,砖瓦行业的现状与节能减排形势的要求还相差很远。例如:最近国家首次发布的《砖瓦工业大气污染物排放标准》将企业排放的烟气颗粒物限值,从原来三类地区300 mg/m3~400 mg/m3降低到100 mg/m3,新建和改建砖瓦企业降低到30 mg/m3;煤矸石烧结砖的SO2排放量由原来的排放浓度1 200 mg/m3降低到850 mg/m3,新建和改建企业降低到300 mg/m3,氟化物排放浓度由原来的15 mg/m3降低到3 mg/m3,这对于砖瓦行业是一个严峻考验,说明我国砖瓦行业所面临的节能减排任务还很重很重。与此同时,随着我国房地产市场逐渐趋于平稳发展,住房质量和功能不断提升,对墙体材料产品质量和性能要求也不断提高,因此我国墙体材料行业面临着减排升质的新挑战。为使砖瓦行业适应这种新形势的要求,我想和大家讨论如下几个问题:

1 准确把握墙改政策,增强发展优质烧结制品的信心

当前砖瓦行业发展关系到两项产业政策的贯彻落实,一是发展烧结制品是否符合发展“低碳经济”方针;二是“禁实”、“限黏”是否要禁止发展烧结制品,我想就这两项政策涵意谈谈个人理解。

1.1 发展烧结制品是否符合发展“低碳经济”方针

“低碳经济”是一个很少或没有温室气体排放到大气层的经济系统,它是经济发展的一种模式。是以低能耗、低污染、低排放为基础的人类社会继农业文明、工业革命之后又一次重大变革。这里需要澄清一种模糊观念,国家提高节能减排指标,要求发展“低碳经济”,并不是“不发展经济”的模式,而是追求“低碳高增长经济”的发展模式;“低碳经济”不是无原则的限制或禁止高能耗产业的发展,而是要求治理环境污染,追求高能耗产业向环保和高技术水平方向发展,使之单位生产总值能耗降到最低,污染物的排放最低。因此砖瓦行业采用先进技术,既能做到生产上节能、减排、利废,生产优质的节能保温墙材产品,又能做到建筑使用节能,就不能认为它不符合节能减排、发展低碳经济的方针。

根据国外考察,采用隧道窑烧成和配置有关除尘净化装置,烧制多排密孔、低导热性能的烧结空心砖(砌块),完全可以达到节能减排、提升产品质量性能的要求。在欧洲烧结砖厂无论干燥室或隧道窑的粉尘排放量均<20 mg/m3,德国新建砖厂SO2排放限值可以达到500 mg/m3,氟化物排放限值为5 mg/m3~10 mg/m3;在产品质量上,当生产孔洞率为55 %,容重为200 kg/m3的烧结空心砌块,抗压强度达10 MPa以上,在墙厚为365 mm时,传热系数为0.24 W/(m2·K),其导热系数λ值为0.14 W/(m2·K)~0.15W/(m·K);当生产孔洞率为63 %,容重为650 kg/m3的空心砌块,其导热系数λ值为0.09 W/(m·K),抗压强度达8 MPa以上,用这样的砌块砌筑墙厚300 mm时,传热系数为0.28 W/(m2·K);这类产品在欧洲节能建筑中占有相当高的比例。

近一年来,我国有的烧结砖企业也开始使用脱硫除尘装置,开发高保温性能的烧结空心砖(砌块)已取得长足进展,不少生产厂正在或已经开发出多排密孔的高保温性能的空心制品,其导热系数可以满足当地节能50 %的建筑设计标准,有的甚至可满足当地节能65 %的要求,我国新疆建工集团引进国外生产设备开发的365 mm厚的自保温烧结保温砌块,墙体传热系数可达到0.36 W/(m2·K),能够满足严寒地区节能65 %的要求。至于其他气候地区,如果企业采取相应的节能减排措施,利用煤矸石、粉煤灰、淤泥等废渣或掺加少量页岩,开发产品结构合理的空心砖(砌块),就更有可能达到当地建筑节能设计标准,尤其是通过20多年来各种新型墙体材料应用实践对比,证明优质烧结制品质量性能最稳定,具有长期使用耐久性。因此我们完全有理由认为发展节能减排的优质高性能的烧结空心制品,是符合发展低碳经济要求的,是属于绿色墙体材料范畴,关键是我国砖瓦行业要强化环保意识,加强节能减排的技术改造,加快产品结构调整和企业转型升级,我们应当充满信心开发优质烧结制品。

1.2 “禁实”、“限黏”是否要禁止发展烧结制品

根据《中华人民共和国土地管理法》和《中共中央国务院关于进一步加强土地管理,切实保护耕地的通知》(中发[1997]11号文)的精神,“禁实”是“禁止破坏农田耕地建砖瓦窑和取土烧砖”,以后逐步发展为“限黏”或者“禁黏”,其准确理解都是“禁止破坏农田、耕地,破坏生态环境建窑取土烧砖”,如果不是破坏农田、耕地和生态环境,而是用建筑渣土淤泥、污泥、煤矸石、粉煤灰等工业废渣烧砖,就不应列为“禁实”、“限黏”或“禁黏”范围之内,相反利用这些工业废渣生产烧结砖,还会根据国家资源综合利用政策,享受减免产品增值税和企业所得税的优惠。因此“禁实”、“限黏”不等于禁止烧结制品。

2 尽快对现有砖瓦生产工艺进行节能减排改造

从当前国家的产业政策的形势看,砖瓦生产工艺的节能减排技术改造,可以说是行业发展的当务之急,我想从行业整体战略发展角度提出如下几点建议:

2.1 科学合理设计、制造隧道窑,严格规范干燥、烧成工艺规程

砖瓦企业节能改造,首先是将轮窑逐步改造为隧道窑,因此隧道窑的设计建造至关重要。近年来我国隧道窑发展速度很快,但也带来诸多不确定因素和工程质量事故,各种大小断面宽度的窑型五花八门,有的窑体结构设计存在安全隐患;有的预热、烧成、冷却三带分布不合理,造成烧成制度不能按照正常的烧成曲线运行;有的保温材料、耐火材料和密封材料的选择、铺设和砌筑不当,不但窑内温度达不到热工要求,浪费能源,而且会大大缩短窑体和窑车使用寿命。凡此种种,几乎在隧道窑烧成各个运行系统中都曾出现不同程度的质量事故,说明有关人士尚没有完全掌握隧道窑烧成原理和产品热工反应的规律。

当然我国大规模发展隧道窑还是近几年才兴起的,而且多以小断面隧道窑为主,又是以内燃焙烧(或内燃补充外加煤)为主要特点,这与国外采用早已成熟的规范化隧道窑烧成技术、烧制外燃砖也不尽相同,这就需要我们认真研究如何结合我国国情发展隧道窑烧成技术。为了避免我国目前隧道窑发展中出现各种不该出现的问题,从规范行业发展的角度,我想提出如下三点建议供同志们参考。

2.1.1 尽快组织编制《隧道窑设计和施工技术规程》,明确规范我国隧道窑设计和建造行为

目前我国虽有《砖瓦焙烧窑炉》标准(JC982- 2005),对砖瓦窑炉分类,某些技术要求和质量评定作出若干规定,但还没有对隧道窑如何达到技术要求和质量性能的设计和施工行为,作出规范化规定。为此我建议有关协会或标委会尽快组织有关专家和有实践经验的人士,认真总结各地经验教训,优化和规范隧道窑设计和建造技术,在此基础上,组织编制《隧道窑设计和施工技术规程》,对窑体结构和各部位功能设计及其构造措施作出明确规定。如窑体建筑结构的力学性能、保温隔热性能的设计要求,热风口和哈风口合理布置,及热风管道安装,不同部位的保温材料、耐火材料和密封材料的选择、铺设和砌筑要求,对窑内热力平衡和重要参数的规定,各部位的施工质量要求和工程验收,以及生产操作规程都要作出明确规定,以保证隧道窑正常运行的质量。

2.1.2 坚持委托有设计和建造资质的单位承担隧道窑建造工程

当前我国隧道窑发展中频发各种质量事故,还有一个重要原因,是砖瓦窑建造市场较为混乱,投资生产者往往为了节省投资,扩大产能,选用不适当的隧道窑设计建造方案,上马后使隧道窑烧成工艺不能正常运行,甚至于发生严重质量事故,给投资者带来不可挽回的损失,这类教训应该引起业界高度重视,为此应当郑重提醒投资生产者,要坚持委托有资质的单位承担隧道窑设计和施工工程,以确保隧道窑烧成技术可靠运行。

2.1.3 积极发展宽断面隧道窑烧成技术

当今国外隧道窑都在向宽断面方向发展,对于烧结砖和砌块产品,隧道窑断面宽度最小为6.9 m,大多数为9 m~10 m,规模产量都在1.2~1.4亿块标砖/年,最高可达1.6亿块普通砖/年;我国《烧结砖瓦工厂设计规范》(GB 5001-2011)规定隧道窑内宽不小于4.6 m,但市场上不少自发兴建3 m以下隧道窑,并且在诸多方面设计不合理,不但规模产量低,同样造成单位能耗高,污染环境,而且难以采取有效的节能减排措施,发展宽断面隧道窑,一是可以提高单线规模产量,提高产品烧成质量;二是有利于采取高效的节能减排技术措施,如烟尘净化装置、余热利用等;三是单位产品投资成本降低,这是国外多年实践经验证明的。即使在我国,年产6000万块普通砖相同规模产量下, 6.9 m隧道窑比4.6 m隧道窑的单位产品投资成本也可能降低20 %~30 %。近年来已有不少生产线设计建设6.9 m隧道窑,并取得较好效果,业内人士应当在现有隧道窑建设基础上,进一步创新隧道窑烧成技术,逐步发展我国现代化的宽断面隧道窑烧成工艺,这是今后砖瓦窑必然的发展方向。

2.2 积极开展砖瓦窑烟气脱硫收尘技术

目前我国烧结砖产量大约有8000亿块普通砖,包括黏土、页岩、粉煤灰、煤矸石为原料的各种实心砖和空心制品,大约每年燃烧1.06亿t标煤的热耗,每年排放SO2约212万t,排放CO2约2.65亿t,排放烟尘约208万t,其中烟尘和SO2分别占全国工业排放总量的11 %和8 %。由于砖瓦窑规模小、数量多、分散性强,遍布在农村和城市周边,烟尘和SO2排放对农业生产和人民生活环境会产生不同程度的污染,然而它又是地方性很强、不宜远距离生产和运输的建筑材料,人民居住生活不可或缺的。为此国家最近颁布了《砖瓦工业大气污染物排放标准》,对砖瓦工业企业大气污染物排放规定了限值,现有企业颗粒物排放浓度的限值为100 mg/m3,新建企业颗粒物排放限值为30mg/m3,现有和新建企业边界大气污染物任何1 h平均浓度规定,总悬浮颗粒物限值为1.0 mg/m3,二氧化硫浓度限值为0.5 mg/m3,氟化物浓度限值为0.02 mg/m3。这个标准规定是很严格的,它要求砖瓦工业企业产生大气污染物的生产工艺和装置,必须设立局部或整体气体收集系统和集中净化处理装置。该标准适用于以黏土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料的砖瓦烧结制品生产过程和以砂石、粉煤灰、石灰及水泥为主要原料的砖瓦非烧结制品生产过程,但不适用于污泥、垃圾、其他工业尾矿等为原料的砖瓦生产过程。标准还规定自2014年1月1日起实施,自2016年7月1日起,现有企业也将执行新建企业排放限值更低的标准,这就意味着在今后2年半时间内,现有企业必须采取减排措施,否则将有一大批企业因减排不达标而关闭,这个形势是十分严峻,我们必须高度警觉,引起足够重视,企业只有增强节能减排的紧迫感和责任感,加大加快烟气脱硫收尘治理力度,才能适应节能减排指标不断提高的要求,否则烧结砖产品终究会被淘汰,这也许是砖瓦行业生存发展的唯一选择。

当然,感到可喜的是,近年来已有企业在开发烟气脱硫收尘装置方面作出了初步尝试,并取得一定效果,业内人士应当在现有成效基础上,进一步深入研究,不断完善和提高烟尘净化装备技术,鉴于这项技术指标要达到国家标准规定的要求,尚有一定的技术难度和深度,建议有关协会和科研设计单位应当向国家或地方有关部门申请节能减排立项,把这项技术的试验研究工作当作重点任务进行攻关,对当前不同工艺的烟尘净化装置(如干法和湿法工艺、收尘装置等)进行系统调研,总结优选不同的工艺方案,开展必要的对比试验,组织有关科技人员进行科学论证,认真作技术、经济分析对比,鉴别净化收尘效果,以引导规范烟尘净化技术发展。

2.3 创新隧道窑余热利用技术

隧道窑余热利用已有多种形式,有隧道窑余热干燥砖坯,余热发电,余热供应热水,还有利用隧道窑烧砖同时套烧高岭土等。

2.3.1 开发新型余热干燥技术

我国目前采用隧道窑余热干燥砖坯,它是采用鼓风机点式供风排潮干燥,这种干燥方式对于干燥实心黏土砖和低孔洞率的空心砖问题不大,但对于生产大批量、多排密孔空心制品,可能难以达到砖坯均恒稳定干燥效果。根据国外经验,多数采用分层码放的室式干燥,用立体自动循环送风排潮方式,调节干燥室不同方位不同区域的温度和湿度,使干燥室上下、左右与中心部位的砖坯干燥均衡一致,干燥效率大大提高,这种干燥技术特别适合大规模产量和多排密孔空心制品。为进一步提高我国高档次烧结空心制品的干燥质量,并适应大规模产量的生产线不断增多的新形势需求,除继续完善和提高现有隧道窑干燥技术外,也可以结合我国具体情况,积极开发利用隧道窑余热在干燥室内采用立体空间自动循环送风干燥技术,以大规模的提高砖坯干燥效率和确保产品质量稳定。

2.3.2 积极开展隧道窑余热发电

砖瓦工业隧道窑余热发电是能源技术创新的一种新模式,砖瓦行业应当利用隧道窑积极开发这种技术,目前已开发了几种余热发电装备技术,例如:山西长治金环公司采用对流换热式锅炉的饱和蒸汽推进膨胀螺杆机发电;四川国力公司采用辐射换热式余热锅炉的过热蒸汽通过凝气式汽轮机发电等装备技术,通过示范性试验取得了较好的效果,当然目前还有一些基本原理和实践问题有待进一步探讨,还有不少需要改进和完善之处,这是正常现象,符合新生事物发展的客观规律,一项新技术不可能一蹴而就,总是经过不断探索实践、不断改进和完善而成。在这里我想强调的是,我们应当尽快组织探讨和试验研究我国砖瓦隧道窑如何更加科学合理地创新余热发电装备技术,在什么情况下可以余热发电,什么情况下采用什么样余热发电技术,它牵涉到整个窑炉供热系统的热力平衡问题,在确保烧结制品质量的前提下,是否需要在隧道窑的设计上作出某些改进和配合,为提高余热利用创造条件。比如加强保温、防止漏热措施,在预热、烧成和冷却三带的设计上,有否改进措施等;对隧道窑余热发电技术作出科学的技术经济分析对比,才有可能取得一举两得的满意效果。因此我建议有关协会和研究设计单位组织有关研究设计人员按照系统观念,从窑炉设计开始,直到余热发电锅炉的配置进行深入探讨和实践,创新我国隧道窑余热发电系统技术,为砖瓦行业能源技术创新创出一条新路,为烧结制品节能减排作出新贡献。

3 尽快适应节能建筑市场需求,全面推进烧结砖产品结构调整

当前我国正在大规模的推广节能建筑,无论居住建筑或公共建筑节能设计标准,其外墙热工性能要求都是强制性执行标准,急需符合节能建筑要求的新型墙体材料产品,然而在目前新墙材产品中具有良好保温隔热性能和长期耐久性稳定的产品却很少。目前我国多数烧结制品企业生产的多孔砖仍为KP1圆形孔,孔洞率为25 %~28 %,空心砖和空心砌块多为对称排列的大方孔,这些砖热阻值小、导热系数较大,或者壁薄脆性大,按照我国现有设计规范和技术规程施工应用,均难以达到我国建筑节能标准对外墙热工性能要求,或者装修时钉钉不方便,因此国家标准委员会于近几年先后颁布了《烧结多孔砖和多孔砌块》和《烧结保温砖和保温砌块》新标准,新标准规定将原来KP1空心砖的圆形孔改为横排错位排列的矩形孔或长条孔,用于承重部位的多孔砌块孔洞率≥33 %,多孔砖的孔洞率由过去的25 %提高到≥28 %,对孔洞尺寸长宽以及壁肋厚度作出相应规定,特别新颁布的《烧结保温砖和保温砌块》标准,既规定了低密度的等级又规定了相应的传热系数等级,这些指标都是为适应各地节能建筑要求而设定的,作为节能墙体材料产品,必须按照这些指标,结合当地节能建筑要求进行产品结构设计,开发和生产符合当地建筑节能标准要求的保温砖和保温砌块,因此,墙体材料企业必须尽快贯彻这些新标准,调整产品结构,积极开发和生产新标准要求的空心制品。

在这里我想重点对各地节能建筑要求的高保温性能空心制品,如何调整产品结构,提供参考建议,按照我国三个不同地区建筑节能标准对外墙热工性能要求进行产品设计,开发多排密孔空心制品,或带有微孔结构的低密度多排孔空心制品。要根据墙体不同传热系数K值,按照《民用建筑热工设计规范》设计计算,例如对于严寒地区,墙厚为420 mm或490 mm时,可以设计开发密度为550 kg/m3或600 kg/m3,导热系数为0.21 W/(m·K)~0.24 W/(m·K)的多排错位排列孔,或带有微孔结构的空心砌块,则可达到当地节能65 %标准对外墙热工性能要求;寒冷地区墙体厚度为370 mm时,可以设计和开发密度600 kg/m3或850 kg/m3,导热系数分别为0.25 W/(m·K)和0.35 W/(m·K),多排错位排列孔或带有微孔结构的空心砌块,就可达到当地建筑节能65 %或50 %标准对外墙热工性能的要求;在夏热冬冷地区墙厚为240 mm,可以设计和开发密度为1110 kg/m3,孔洞率为38 %,导热系数为0.46 W/(m·K)的多排孔空心砖,就可达到当地建筑节能标准对外墙热工性能的要求,如果再进一步要求墙体传热系数K≤1.0 W/(m2·K),墙厚为240 mm,可开发孔洞率为50 %,并含有微孔结构,使其导热系数为0.28 W/(m·K)的空心砖;均可满足建筑节能标准对外墙热工性能要求。目前各地新墙材发展均供大于求,但适应节能建筑要求的适销对路产品却严重不足,砖瓦企业应当按照《民用建筑热工设计规范》和当地建筑节能标准对外墙热工性能传热系数K值和D值要求,设计保温砖和保温砌块的结构形式,并通过试验检测,使之达到墙体热工性能要求,只有这样开发新产品,调整产品结构,才能确保烧结制品受到当地建筑市场青睐。

4 尽快开展装备技术创新,促进墙材企业转型升级

由于墙体材料产品质量和性能的提高,在很大程度上取决于装备水平的提高,因此墙材行业调整结构、转型升级,关键是装备技术的创新。目前我国烧结砖装备,无论原料处理设备或挤出成型设备,大多是生产替代实心黏土砖的简单空心砖或空心砌块,能够满足房屋建筑基本功能要求。但是由于我国节能建筑要求和节能减排的力度不断加大,我国墙材产品就不能停留在原有生产方式上搞简单的产品替代,墙材装备技术就不能停留在原有技术水平,而是要适应行业发展需求,不断创新装备技术,促进行业结构调整。烧结砖装备技术创新除了前面谈到的科学合理设计隧道窑以及开发脱硫除尘技术外,我想重点讨论砖机装备的技术创新。

4.1 加强原料处理设备的创新

由于新墙材产品结构调整的方向,是开发多排密孔、高保温性能 的空心制品,或开发大尺寸的集保温、承重与装饰功能为一体的烧结空心砌块和带饰面的清水墙砖。因此必须要求原材料精细化,具有较高的可塑性和成型性,既要求原料细颗粒占绝大多数,又要求适宜的颗粒级配,因此要提高原料处理设备的破(粉)碎细度和混合搅拌的均匀化程度。国外生产这类空心制品,采用页岩等原料的粉碎细度大多数为<0.5 mm颗粒占80 %以上,其中≤0.25 mm颗粒占50 %左右,一般要经过3道对辊机,两道搅拌,有的还要加上轮碾、混练和陈化处理,原料在陈化仓要贮存7 d~10 d,陈化仓要有倒料和喷雾喷湿恒温装置。而我国目前原料处理从总体上看还比较粗放、简陋,有的甚至不经处理就现采现用,我国砖瓦厂一般原料粉碎的颗粒细度大多在1 mm~3 mm,0.5 mm以下的颗粒所占比重很少,至于控制合理的颗粒级配则很少过问,在通常情况下,最多采用两道对辊机,两道搅拌,基本上不经原料陈化,这对于生产实心砖或低孔洞率空心砖可以满足低标准的要求,然而生产高质量的节能型多排密孔空心制品,这种处理方式就可能远远达不到要求。当然现在已有不少企业开始重视原料处理设备的升级改造,这是值得鼓励的,但就全行业来说,大多数企业还重视不够或行动不力,因此我建议随着我国各地节能建筑大规模开展,迫切需要原料处理装备根据不同原料性能,包括含水率的适应性,对原料进行破(粉)碎精细化,提高混合搅拌均匀程度,加强轮碾、陈化等措施,增强混合料成型的性能,使之适应生产节能型的多排密孔空心制品成型要求。

4.2 努力提高装备结构设计水平,走我国自主技术创新之路

我国砖瓦装备技术基本上是模仿国外早期设备技术发展起来的,多数设备是一般水平的重复。由于过去计划经济时期列为地方材料,国家也没有足够重视,相关企业和业内人士也没有条件对砖机设备作系统开发研究和试验,近十多年来虽然也引进了国外不少先进装备,但都没有认真组织消化吸收,特别是针对我国砖瓦发展特点,原料采用废渣较多,而各种废渣原料品质又差异很大,砖机装备包括破(粉)碎、搅拌、挤出成型,甚至包括切码运等设备的结构构造,如何适应不同原料,不同生产工艺,不同产品质量性能的要求,缺少科学合理的设计依据。

仅拿挤出机来说,对不同原料、不同产品的挤出机的结构形式往往一模一样,结构构造缺乏与原料性能的适应性;有的绞刀螺旋与泥缸衬套不吻合,造成挤出阻力加大,不但砖坯质量差,产量上不去,而且电耗增加;有的装备厂对挤出机比较重视,但对成型零部件却比较随意,机头、机口结构不合理,压缩比过大,芯具粗糙等。说明有的砖机厂对挤出机的原理并没有完全搞清楚,挤出机的结构设计怎样才算合理,并没有完全掌握其规律,至于对生产线其他配套装备的合理选用也是不够规范。

国外砖机装备制造都是从整体生产线运行角度出发,依据原料品质、生产工艺和产品质量及性能要求而进行优化设计,并选用相适应的配套设备。对挤出机的螺旋绞刀结构形式和泥缸衬套的配合要求,极其严格;对机头、机口、芯具制作也十分精准,欧洲发达国家针对不同原料性能和工艺要求,将设备零部件的工艺运行参数和相互配合要求,均制作成专门的设计软件,并通过监视物料在挤出过程中的运动轨迹,诊断调整各项工艺参数,从而对挤出机全过程进行优化设计,使之达到最佳状态。

为提高我国砖机装备制造水平,我想业内人士也应当对砖机装备进行系统优化设计,对各类设备按照原料品质、生产工艺和产品质量性能要求,分别对其结构构造和工艺运行参数进行系统优化,能像国外那样编制我国各类砖机装备设计软件,以对全行业装备制造进行指导和规范,这实在是提高我国砖瓦行业水平的重中之重。

4.3 有条件的装备制造企业要建立原料和工艺装备技术试验基地

国外无论欧洲或美国,任何一个挤出机和主要配套装备制造厂,都建立相当完备的原料处理和工艺装备运行试验室,配备系统的小型试验设备,从原料处理、成型、干燥、烧成都进行一系列工艺和设备运行参数的对比试验,根据优化的工艺和设备参数,对主机设备和相应的配套设备进行设计选型和匹配,从而保证装备制造性能完全适应原料性能和产品质量要求,这就是发达国家制造优良装备的普遍经验。然而我国砖机制造厂,至今少有生产厂建立行之有效的原料和装备试验室,基本上是粗放式的设计和制造。我国推进墙体材料改革以来,于20世纪90年代,国家墙改办曾先后三次对有关设备制造厂投资,扶持购置相应的原料和工艺试验设备,建立试验室,但由于种种原因,不是未建成,就是未能发挥实际有效作用。我们多次国外考察,与国外有关装备制造企业交流,一致确认先在试验室进行小型工艺和设备试验,取得相应的有针对性的运行参数,作为装备设计和制造的重要依据,是提高装备设计和制造水平、确保产品质量的重要保证,尤其是对于我国利用废渣生产墙材产品,原料品质又不十分稳定的情况下,更是需要开展相关原料处理、工艺参数和设备运行的试验,以确保制造装备的适应性、先进性,希望我国有条件的装备企业在这方面果断的作出尝试。

4.4 在选定主机设备的同时,要重视配套设备和辅助设备的优化设计

我国砖机装备制造厂,大多以制造成型主机为主,对成型主机较为重视,而对于其他配套设备或辅助设备往往重视不够,或是代为采购或是简单配套,这就不免影响产品质量和性能。例如搅拌设备,多数采用简单的双轴搅拌机,搅拌叶片较少起到混合搅拌作用,相当多的物料成球状进入,搅拌后仍然以滚动方式成球状输出,只能起到螺旋输送作用。国外对配套设备和辅助设备同等重视,并做到专业化制作,与主机制造厂协作配套,确保整体生产线设备运行优良,因此辅助设备的优化设计同等重要。我们要认识到主机设备只是决定坯体成型的重要手段,并不是决定产品质量的唯一条件,工艺技术中其他设备,如混合搅拌、辊压、轮碾、陈化、切码运等辅助设备同样不可忽视,这些设备性能的优化设计同等重要,必须通过系统优化选择,科学合理确定辅机和配套设备的相关性能,才能使整个生产线的装备运行处于最佳状态,做到既相互匹配,又经济合理。

4.5 要重视耐磨材料、备配件和模具的开发

砖瓦行业是高消耗耐磨材料的产业,耐磨材料的性能关系到设备运行成本和使用寿命,在国外无论欧洲或美国早已形成系列化、标准化和成套供应机制,然而我国砖瓦耐磨材料、备配件和模芯具制作基本处于手工作坊、小规模生产的无序状态,没有形成有效的配套供应机制,没有建立各种耐磨配件生产基地,既浪费资源又难以提高水平。我国砖瓦企业规模虽小,但数量众多,遍布全国各地,企业总数约有9~10万多个,近年来全社会砖瓦制造业工业总产值达4000多亿元,规模以上砖瓦及建筑砌块制造企业固定资产投资达1000多亿元,这是一个潜在的大行业,每年将消耗大量耐磨材料和备配件。因此,积极组织有关企业开发墙材行业的耐磨材料、耐磨件和各种配套模具已成为当务之急。要在国家扶持下把它作为一个产业来抓,可采取多种方式与国外合作,建立模具配套和备配件制造的专业化生产与供应基地,这样既能节约资源,又能尽快提高档次水平,从而为我国提高墙材行业装备技术的整体水平作出贡献。

5 积极开发生产过程自动化技术

5.1 对各种自动码卸坯和装出窑技术作科学的技术经济分析

近年来砖瓦厂劳动力越发紧张,必须采用自动码卸坯和装出窑技术,既减轻劳动强度,又适应单线规模产量提高的目的,目前已开发多种码卸坯和装出窑技术,例如有各种形式的机械码坯机和多个机器人编组码坯,干燥方式有堆垛码放和分层码放等,这些技术创新都是值得提倡的,但是要通过实践不断总结经验,归纳不同形式码坯机的工作特点和适应性,认真作工艺过程的技术经济分析,确认在多大规模产量,什么生产工艺条件下,运用哪一种自动码卸坯和装出窑装备技术,较为合理并能取得满意效果,切忌盲目发展。

5.2 进一步提高砖坯干燥和烧成工艺自动控制水平

在国外砖坯干燥自动化,多数是按照预先设计的干燥曲线对干燥室各断面空间的温度、湿度进行自动调节控制,使不同部位的砖坯达到均衡干燥,保持温度湿度一致,保证砖坯干燥质量;隧道窑焙烧自动化,是通过调控窑内烧成温度,使之按照预先设定的烧成曲线进行控制,并能自动调节原燃料配比和焙烧工艺参数,做到在线自动调控,既能确保产品质量,又能科学合理燃烧,节约能源。

我国目前砖瓦窑的干燥或烧成自动控制技术尚处于初级阶段,基本上是通过风机的风量调节,达到烘干或控制烧成温度的目的,这对于保障砖坯干燥或烧成质量可以起到一定的作用。但是尚不能真正做到利用窑内温湿度控制,调整原燃料配比和调节烧成工艺参数,节约能源的目的。为此我建议砖瓦窑自动化技术,能否首先对内燃砖通过温度控制,做到离线调整原料配合比,达到提高产品烧成质量,节约能源和资源目的,当然离线调控有一个迟缓的过程,可能不会立即发挥指令起到调控作用,但仍然会对生产起到指导作用,以避免能源和资源的浪费。例如,自动调节一定发热量的煤矸石掺加量,或自动调节原燃料配比和有关工艺参数,并汇总经验数据编制成相关程序,实现自动调控,创新我国砖瓦窑内燃砖的烧成自动化技术。

总之,砖瓦行业的发展必须建立在科学态度的基础上,无论是产业政策的贯彻落实,或是技术改造的推进,都必须坚持实事求是,坚持真理,坚持应承担的社会责任,只有这样才能确保砖瓦行业发展的正确方向。