摘要

    本文详细描述了国内外墙地砖干法制粉工艺技术国内外发展情况，分析比较国内干法制粉工艺技术与国外的差距，提出了今后国内墙地砖干法制粉工艺技术开发研究的目标和方向，以及今后发展应采取的相应对策。
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.

    关键词

    陶瓷墙地砖，干法制粉工艺，差距，目标和方向，相应对策
Ceramic tiles, the technoloye baseed on dry grinding and granulation of the powders,the sifferences, the objectives and positions,the countermeasures.

    从中国建筑卫生陶瓷发展的眼光看，干法制粉技术对陶瓷行业节能减排具有巨大的发展潜力，若这项技术得以普及和推广，将免去陶瓷厂原料车间球磨机球磨和喷雾干燥塔制粉等工序，能显著降低能耗，并减少粉尘污染，减少占地面积，符合国家《建筑卫生陶瓷工业“十二五”发展规划》中所提出的“推广先进、高效的除尘、脱硫、脱硝等环保技术设备”。陶瓷墙地砖干法制粉工艺技术，以技术先进、投资少、节能、环保显著等优点，是陶瓷墙地砖工业一项重大技术突破与创新，是建陶企业减少投资、节约能耗、降低产品成本、摆脱粉尘污染，推行清洁生产、提高产品质量、增强市场竞争能力的一项重要举措。

干法制粉工艺及设备的配套示意图

    1、墙地砖干法制粉工艺技术国内外发展概况

    1.1 国外墙地砖压型粉料制备工艺技术概况

    国外自上世纪八十年代初，开始开发研究陶瓷墙地砖干法制粉工艺技术。即原料用干粉粉碎后加水造粒，至压型粉料含水量（5%～7%），经闷料后去压型。为了提高造粒效果，又采用了造粒时加水至l0%～12%，再经流化干燥（至水分5%～7%）料后压型。与喷雾干燥需从泥浆水分35%～45%干燥到干粉水分5%～7%相比，干法制粉工艺的节水及节省干燥热耗的优点极为突出，因而得到了迅速的发展。比较有代表性的公司有意大利L.B公司、M.S公司、GMV公司，德国的爱利许(Eirich)公司，英国的阿垂特(Atotor)公司。意大刮L.B公司是国外较早研究干法制粉工艺的公司，研制的关键设备造粒机有多个型号，各有不同的用途。

    其中：TAG型卧式造粒机是曲型的，用于制备压型基料的造粒。意大利GMV公司也是专门从事干法制粉工艺及装备开发研究的公司，他们首先从原料配料及干磨工艺着手，开发研制了带有循环热风干燥系统的立式环辊磨机，即使原料原始水分过高，也不影响使用，独立的热风干燥系统保证了干磨效率，该磨机产量大（32t/h）。GMV公司开发研制了造粒机。造粒机由直段和曲段筒组成，筒体可以旋转，旋转速度依所需粉料的性能而调节，在筒体内有一组特殊的增湿加水装置，高速旋转时，其离心力作用，使水雾化，并与粉料结合。同时该装置起到搅拌作用，形成水料结合的颗粒，并经筒体的曲段滚动，达到造粒的目的。国外其他几家公司开发研制的干法制粉工艺及关键设备造粒机及振动流化床干燥器各有目身特点，可概括如下：

    1.1.1 原料及原料加工

    干法制粉工艺中，一般讲原料配方比较简单，这样可避免原料在加工过程中出现分层现象。由于干法工艺中，原料杂质难去除，一般选用比较纯的原料。原料粉碎中，各种原料依据自身特性，选用不同的粉碎设备单独粉碎，这样可提高粉碎效率，也可保证配方对各原料细度的要求。备单独粉碎的原料，再经称重、混合，进入下道工序。像意大利M.S公司、德国的Eirich公司均采用这样的粉碎工艺。由于原料采用干法粉碎，要求原料水分不能太高，对于含水量高的原料，要采用预先干燥的方式或者像意大利GMV公司，英国Atritor公司，其干磨设备均配有循环热风，各种预粉碎原料按配方配好后，经混合进入磨粉机，磨粉进入预定细度，然后进入下一道造粉工序。

    1.1.2 造粒部分

    国外干法制粉工艺，已研制出多种不同形式的造粒机，为了保证造粒效果，普遍采用加水到10～12%的过湿造粒工艺，然后采用高效干燥设备振动流化床干燥器，干燥到5～7%的压型水分。然后经筛分设备去除细粉和大颗粒。合格粉料进入压型料仓陈腐。

    1.1.3干法制粉工艺的粉料性能及特点

    以国外各公司造粒机的造粒效果看，其颗粒级配大部分与喷雾干燥粉料相似。从显微镜观察放大的照片看，颗粒形状不规则，表面毛糙，不像喷雾颗粒那样呈球形。从测试结果看，最终的产品质量与湿法工艺没有大的区别。

    干法制粉工艺的显著特点是投资少，能耗低，可显著降低产品成本，虽然从工艺及装备方面还需进一步完善，但从能源节省和投资费用等方面看，国外专家认为是发展方向。

    1.2 国内墙地砖干法制粉工艺现状

    干法粉碎、加水搅拌、轮碾造粒的“土”干法制粉工艺国内早有使用，粉料只能用于手动压机。在国外干法工艺发展的启发下，八十年代后期，咸阳陶瓷研究设计院开始研究陶瓷墙地砖干法制粉工艺技术。首先，从原料干法细磨及造粒机方面进行研究探讨，相继开发了不同同机理的造粒设备如将干法工艺及装备结合，于九十年代初，经鉴定后推向市场，受到用户好评，并取得了较好的经济和社会效益。九十年代中期，又着手研究开发配套于大吨位自动压机的过湿造粒干法制粉生产线，相继开发了新型辊筒式造粒机和振动流化干燥床，采用新的工艺流程：原料→粗、中碎→配料→细磨→过湿造粒→流化干燥→筛分→陈腐。

    经该工艺制备的粉料在四川某厂满足1500吨自动压机要求，成功生产600×600×10mm大规格水晶釉砖生产。该工艺与湿法工艺比较，建立同等规模的制粉线，可一次性节省投资30%，节电30～50%，节热70～80%，节水70～75%，可显著降低生产成本。

    2、国内干法制粉工艺技术与国外技术的差距

    2.1粉料及最终产品质量方面的差距

    目前国内干法制粉工艺生产的墙地砖产品，给人们的印象是没有湿法工艺生产的墙地砖质量好。这主要是原料加工处理工艺及造粒工艺的不足，加之生产厂家控制操作因素的引起的，在原料细磨工段，湿法工艺用球磨机将泥浆球磨到细度万筛孔以下，原料湿法细磨时，不带入铁质，不会对坯体及釉面产生危害，保证了产品质量。而目前国内原料干磨设雷蒙磨会在料粉中磨入铁质，由于设备的本身性能的限制，加之原料原始水份太高，若干磨到与湿法同样的细度，则磨机产量很低，使用厂家考虑到电耗及成本，人为调粗细度，增加产量，这样势必影响后序的造粒工艺及产品的烧结质量。而国外如意大利GMV公司的带热风干燥的立式磨机，细磨的细粉细度为45μm（350目筛）。国外己将干法制粉工艺技术应用于玻化砖的生产，而我国目前的干法制粉工艺仅应用彩釉砖的生产工艺。另外从造粒工序分析，国外造粒机出来的粉料颗粒级配合理，与喷雾料相似。而目前国内开发的造粒机设备制备的粉料颗粒虽能满足自动压机的压型要求，砖的内在质量可达到国家产品质量标准，但粉料颗粒分布不如湿法工艺好。

    2.2 主要装备方面的差距

    国外的干法制粉工艺装备具有性能优良，产量大，自动程度高，操作维修方便的特点。而国内干法制粉装备就相对差一些。干法制粉细磨工艺及设备是连续式生产，不像湿球磨机间歇式生产，连续配料的准确性至关重点。国外对进入连续式干法细磨机采用电子称配料。而国内普遍采用人工配料，有些厂配料连称都不用，人为的凭感觉配，难以保证配料的准确性。国外开发研制配热风系统的大型立式磨机，可依据粉料硬度自动调整磨辊压力，空气分级效果好，细磨效率高，产量达32吨/小时（细度达到3450目），该细度的单位电耗仅为17.8kwh/t粉料，而国内用于干法制粉工艺4R或5R型雷蒙磨机，产量为3～5t/h（细度为200目筛产量），若达到250目的细度，产量仅为2～4t/h。国外造粒机每台产量即可达15～16t/h。国内造粒机产量仅为2～4t/h，产量太小。另外如前述从造粒机理及效果方面比较， 国外的造粒机造粒效果要优于国内的造粒。

    2.3 生产工艺与自动控制技术方面的差距

    国内干法制粉生产工艺与自动控制技术与国外比较也存在着差距。其原因有两个方面，首先还没有开发出自动化程度高，生产工艺控制非常稳定的工艺参数及设备控制技术。另外一个原因是由于国情的限制，用户主要从资金方面考虑，不愿采用自动化程度太高的工艺技术，制约了生产工艺及控制技术发展。

    2.4 生产管理及其它方面的差距

    生产管理主要指设备管理及工艺技术参数，由于国内目前开发研制的设备，保养维修都是人工进行，如果维修人员责任心强，设备故障率低。由于设备用干法细磨，工作环境恶劣，粉尘污染及磨损较快，这就对设备的材质、加工精度、维修及售后服务提出了更高的要求。

    其它方面差距主要指环保方面，人们的印象干法制粉工艺作业环境不如湿法工艺作业环境干净。但国外的干法制粉车间，车间环境也很好，这主要是他们的环保意识强，除严格对设备维修管理外，自觉采用了环境收尘设备。

    3、目标与方向

    通过分析比较国内外干法制粉工艺技术的水平及差距；我们认为应重点从以下几个方面着手，进一步完善和改进国内干法制粉工艺及装备技术，便其尽快达到国外同类先进技术水平。

    3.1 继续完善现有干法制粉工艺技术

    从目前推广使用的厂家看，原料品种较少，原料干磨时不会出现分层或成份不均匀现象，如果原料种类多，配料时存在着混料均匀性的问题，因此对于多种类配方原料应研究配料均匀性技术，开发研制混料设备及新的配料方式。

    3.2 研究开发大型粉碎造粒设备及干燥设备

    从原料干磨设备分析，应该与国内生产雷蒙磨机的厂家合作，开发研制高效高产且带热风干燥的新型干法磨粉设备。

    从粉料造粒后的颗粒级配分析，应继续研究和探索新的造粒机理，继续努力开发研制出新型造粒设备（如开发造粒—干燥一体化的设备），改善粉料性能，提高产品质量和档次。

    严格制定干法工艺及设备参数控制标准，确保用户能热练掌握新的工艺参数。加强对用户操作人员的技术培训。努力作好技术推广及宣传工作，尽快使用户认识干法制粉工艺技术的特点和优越性，将该技术尽快推向市场，服务于用户，服务于我国的陶瓷墙地砖工业。

    目前开发研制的干法造粒设备及干燥设备产量小，国内新上的墙地砖生产规模大，产量高。单线原料需用量可达10t/h以上。用现有的设备配套应用新上的墙地砖生产线，将需要多台设备，这势必增加用户的投资成本，因此造粒、干燥设备的系列化和大型化的工作也刻不容缓。

    3.3 进一步完善和提高工艺线及设备控制的自动化水平

    应实现整线联合控制采用电子配料系统及计量泵自动供水，细磨设备预先设定参数。风选器自动调节，确保粉磨细度。造粒系统的给料量，给水量均自动控制，按预先设定的料水比例自动调节。干燥用振动流化床，由红外水份探测仪测定水份，依据要干燥的水份，微机自动控制干燥介质热风的温度和热风量。实现操作人员在控制室用微机控制原料水份、细度，粒度分布，产量等参数，保证工艺参数的可靠性和稳定性。

    3.4 开发研制新型干法制备大颗粒色斑设备及其相关设备

    干法制备大颗粒色斑技术，是干法制粉工艺的另一用途。干法造粒设备预先制备小颗粒彩色基料，经对辊机压成一定尺寸的大颗粒(约3～15mm），然后经破碎机破碎不同尺寸的颗粒，经筛分装置去掉细粉和粗颗粒，回收3～l0mm的不同尺寸的颗粒进入料仓，不同颜色的颗粒进入不同料仓，然后由微机及电子称从各料仓取料、配料、混合，送入压机压型，可压制不同图案、具有仿天然石材质效果的高档瓷质砖。

    干法制粉工艺具有非常广泛的用途，深入探讨其应用领域，是我们今后工作的内容。

    3.5 继续开展和完善干法制粉工艺及设备的配套工作，拓宽其应用领域。

    目前，我们开发的干法制粉工艺技术，仅用于彩釉墙地砖生产线的粉料制备，若要应用于白坯玻化砖粉料的制备，还需开发研制新型干法细磨设备及配套的干法除铁设备，高效筛分设备，另外，还要对干法制备玻化砖压型粉料的工艺技术参数进行研究。

    从技术上分析，凡采用半压干成型的工艺技术领域，如工业瓷领域，氧化铝球，氧化铝衬板，器皿等均可采用干法制粉制备压型粉料。

    另外，耐火材料工业，各种耐火砖，耐火棚板的压制，也可采用干法制粉制备压型粉料。拓宽干法制粉在这些领域的应用也是今后的重点工作。
 

    总之，干法制粉工艺以其投资少、能耗低的优点，不断被推广应用。然而，该技术工艺在国内，还需要开展大量的工作，进行更深入的研究，既需要人力的投入，也需要资金的投入。逐步完善该技术，拓宽其应用领域，干法制粉工艺必将为陶瓷墙地砖工业及相关工业带来可观的经济和社会效益。

    4、对策与措施

    4.1 国外的干法制粉设备少有引进，对国外资料所述的干法粉碎、造粒、干燥设备的性能也未能充分考察了解，应加强这方面的工作，予以考察，可以引进高性能的有关关键设备、消化吸收，促进国内干法制粉工艺的开发。

    4.2 国内应强化此类以企业为中心的技术开发工作，对其装备的系列化工作予以研究、开发的资金支持，加速国产技术装备的开发与完善。

    4.3 行业协会组织相关的技术交流，从工艺、装备，环境技术等各方面促进干法制粉技术的发展与完善。

    ■ 徐 波（中国建筑卫生陶瓷协会建筑琉璃制品分会）

    ■ 陶晓文（ 咸阳陶瓷研究设计院）