薄板薄砖带来的新挑战
“原料资源至少节约60%”、“综合能耗降低超过40%”，是指陶瓷薄板(以下简称“薄板”)或薄砖与同类产品相比，单位面积所减少的建筑陶瓷原料和能源用量。
大力推进陶瓷砖产品薄型化是《建筑卫生陶瓷工业“十二五”发展规划》里的主要目标。现阶段，轻量化、薄型化、功能化、资源节约型、环境友好型的新型建筑陶瓷，在市场上的比重明显提高，而能与轻量化、薄型化画上等号的新型建筑陶瓷，非薄板与薄砖莫属。
在《陶瓷板》(GB/T23266-2009)产品质量国家标准中，明确规定薄板的厚度在3-6mm,单片面积≥1.62m2，单边长度≥900mm，抗折强度>800Mpa。而薄砖面积通常比薄板面积小。
发展薄板与薄砖是陶瓷行业的大势所趋。薄板与薄砖作为陶瓷生产企业、陶瓷装备企业研发新型建筑陶瓷的代表性产品，业内相关人员有必要深入了解其工艺现状、技术难题，以及未来对设备的研制要求等。
干法工艺是主流
现阶段，薄板与薄砖的主要生产工艺按设备划分可分干压和挤出成型;按成型时坯体的含水率高低，则可分湿法工艺和干法工艺，湿法工艺包括挤出成型和流延成型。
干压(干法)工艺与普通陶瓷砖制备的工艺流程相差不大，具有成本低、效率高、产品装备配套相对完善、传统陶瓷砖生产线转型简单、快捷等优点，但对工艺配方、压机、窑炉、釉线、装饰、抛光等设备精度要求更高。半干压与干压成型工艺最主要的区别在于喷雾干燥制粉所获的粉料含水率的高低不同：干压粉料含水率为3%-5%、半干压粉料含水率为6%-10%，目前都是以半干压为主。
挤出成型工艺则相对复杂：陶瓷原料粉料、水和各种添加剂经称量配料，经强力混合获得泥料(含水率12%-20%);泥料经炼泥后，送入真空挤出机和精密模具挤出获得泥条(泥片);泥条(泥片)经辗压机连续碾压和切边角，获得均匀一致的陶瓷湿坯;陶瓷湿坯在微波干燥辊道窑或在微波与热风结合辊道窑烘干获得陶瓷干坯;后面工序与干法工艺一致。
目前我国薄板与薄砖主要运用干压工艺。与挤出成型的薄板相比，干压成型的薄板质量稳定性容易控制，具有硬度高，达到莫氏硬度7级;吸水率低，实际可达0.09%;变形小，后续可进行表面抛磨等深加工;成品率高等优点。且挤出成型工艺中，所有原料必须经过精细加工后方可使用，成本较高，坯体含水率大，干燥效率低。
“国内对挤出(湿法)成型工艺及其设备较陌生，且缺乏此方面的经验、人员、知识方面的积累，该工艺在我国仍难以推广。”昆明理工大学博士刘光亮表示，“但从生产地区节能环保的角度考虑，挤出成型有其优势，因为生产厂家无需经过球磨、喷雾干燥、干压成型工序。”据了解，薄板在国外发展较早，在日本、意大利、西班牙等国家，半干压成型、挤出成型工艺都有运用在薄板生产中，并在当地占据一定市场份额。
广东摩德娜科技股份有限公司(以下简称“摩德娜”)商务总监吴俊良认为，传统陶瓷砖/板干压的生产方式，由于受压机吨位、模腔和压制工作台尺寸等限制，规格范围难以再上一个台阶。采用湿法挤出工艺，通过更换模具和多次压延，规格范围大大增加，“只要改变输送线、干燥和窑炉装备设计结构，理论上可做出用户想要的长度。”另外，干压压制中，粉粒之间存在空隙，且干燥收缩较小，而湿法挤出成型采用真空练泥，真空度达-0.9bar，挤出压力高达22-30bar，使得坯体相对致密一些。
据采访，摩德娜的一次烧挤出成型超大规格玻化薄板工艺技术和成套装备，已于2010年在日泰(宁波)陶磁有限公司投产，目前薄板日产量800m2，规格达1500×2400(mm)，厚度为4.2-5.5mm。
但吴俊良坦言，目前运用挤出成型工艺的薄板产能不大，运用成熟的挤出成型工艺的薄板日产量约3000m2，而运用干压成型的薄板日产量为4000—6000m2。“干压成型薄板装备更符合我国陶瓷企业的生产现状与需求。”记者了解到，目前摩德娜正与意大利某机械企业合作研发干压成型薄板装备。
工艺基础研究需加强
尽管干压工艺在我国薄板与薄砖的生产中已非常成熟，但有专家指出，在生产过程中，压制脱模方式、压制应力、成品率、装饰手段、坯体强度等较传统砖仍需进一步提高。
“我国应加强对薄板与薄砖技术人员的培训以及加大工艺基础研究的扶持力度。”刘光亮表示。针对薄板与薄砖在生产中所遇到的问题，不少陶瓷企业和装备企业已经在技术和设备上作出相应改进，力求提高产品质量与成品率。
广东蒙娜丽莎新型材料有限公司(以下简称“蒙娜丽莎”)作为薄板研发的代表企业，目前使用广东科达机电股份有限公司(以下简称“科达机电”)的大规格干粉成型陶瓷薄板整线装备进行生产，共有两条生产线，日产量分别为3000m2和6000m2，产品规格900×1800(mm)，厚度为3.5-5.5mm，成品率达95%以上。
科达机电营销中心经理付青菊表示，企业干粉成型陶瓷薄板整线装备配备的MODULO6800压机和魔术师布料循环系统，能顺利解决压制应力不均和砖坯不易脱模的问题。MODULO6800压机采用三梁八柱双缸结构，解决了普通压机工作台面小、压制应力不均的问题;魔术师布料循环系统采用了无顶出式胶垫循环输送、多模块布料装置，避免了传统压机砖坯不易脱模现象的出现，并通过多个工位的多功能布料灵活地实现丰富的表面装饰效果。
蒙娜丽莎生产事业部副总经理张松竹说，在近5年的生产时间里，蒙娜丽莎从工艺配方、原料加工、成型模具，到烧成、输送带、装饰方法、抛光等，几乎每个工序都进行创新与改良，申请了发明专利8项，实用新型专利3项。例如采用坯体和成品增强增韧技术;为减少烧成温度温差问题，改良了窑炉的结构设计，“采用天然气为燃料后，窑炉喷枪的火焰更加稳定，砖面质量进一步得到提高。”
广东新中源建材有限公司(以下简称“新中源”)研发的EP薄板也在多个技术层面进行了改进，使薄板的生产工艺更为成熟。据新中源薄板事业部负责人介绍，在增强坯体强度方面，EP薄板采用STT高科技坯体增强技术，从原料入手，重新改良配方，加入了石英、高铝矾土、硅藻土等辅料，减少在煅烧过程中的膨胀，增加其稳定性，使薄板坯体在变薄的同时加强坯体的物理性能，还具备调节室温、消除异味的环保功能。据采访，国外的薄板被赋予空气净化功能、抗菌、自洁等附加价值。他还补充到：“原料的选取与配备都经过严格把控，每个工序都精益求精，并且会不定时抽取粉料检验，以确保原料的质量。”
薄板产品标准将完善
对于薄板与薄砖的研发路向，业内不少人士都提出比较一致的观点：产品将趋向厚度更薄、装饰手段更多样、制造方式更环保等方面发展。“由于生产工艺要更加节能环保，产品寿命也需延长，这要求提高设备的精密性和自动化程度，加强对原材料的深入研究。”刘光亮表示。
为响应国家节能减排的号召和社会绿色健康的理念，加上国内矿土资源、燃料、人工成本等一系列费用不断攀升，薄板与薄砖的研发必将向更薄、更轻、更硬的方向努力，同时会赋予更多环保、功能的附加价值。但这两种产品上述物理性能的达标必然对产品研发的实力、原材料的选用和工艺设备等都提出更高的要求。
张松竹表示，要使薄板与薄砖的厚度更薄、装饰效果更好，关键在于生产工艺上每一环节的改进，如增强坯体强度、提高成品断裂模数、改良窑炉烧成、改变输送方式、创新装饰方法等等。吴俊良认为，由于目前挤出成型工艺的产能仍不能满足绝大部分企业的需求，因此要提高装备的生产效率，降低能耗。
不过，缺乏强制性的标准规范成为制约相关工艺与设备发展的因素之一。以薄板为例，业内人士指出，现阶段薄板无国家强制标准，只有国家推荐标准，即《陶瓷板》(GB/T23266-2009)产品质量国家标准和《建筑陶瓷薄板应用技术规程》(JGJ/T172-2012)标准，这会造成陶瓷生产企业与装备研制企业良莠不齐，不利于提高相关企业的工艺及设备研发水平。
记者了解到，目前有不少薄砖生产企业想将自己的产品质量标准套用《陶瓷板》(GB/T23266-2009)产品质量国家标准，提出修改《陶瓷板》国家标准。专家认为，其优势是短期内可缩短薄砖标准研究讨论的时间，减少薄砖产品缺乏监控的空白期时间和成本，但从长远来看，部分本该淘汰的技术落后的薄砖装备企业没被淘汰，而先进的薄砖装备企业的技术优势也得不到发挥，甚至受到落后企业的干扰和阻碍。
作为《陶瓷板》(GB/T23266-2009)产品质量国家标准的主要起草单位，咸阳陶瓷研究设计院副院长兼总工程师苑克兴向记者透露：“我们充分考虑到业内所反映的情况和事实，现在正在加紧进行以‘陶瓷薄板’命名的产品质量国家标准的修订工作。”也就是说，真正属于薄板的产品标准即将出台，相关设备与工艺的研发和生产届时也得到进一步规范。
另外，由于我国并没有针对薄板与薄砖的生产环节、生产技术及工艺等内容出台相关的国家强制性标准，为了让薄板与薄砖的研制装备与工艺“有据可依”，刘光亮建议国家相关部门应尽快修订薄板与薄砖生产技术、装备及工艺等相关标准。不过，张松竹认为，由于每家陶瓷厂家与装备企业的技术含量和工艺配方不尽相同，而且这也是各自研发差异化产品的重要要素，要统一相关标准，恐怕还有很长的路要走。
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