陶瓷

四大技术降成本提产品性能,鲍杰军徐平梁健

发布时间:2025/3/28 11:01:42   
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“在需求下滑的情况下,瓷砖行业的产能还在不断变化。从建筑装饰材料走到大家居,陶瓷材料已经发生了根本性的变化。目前材料性能方面的需求还没有被满足,有一些性能问题还需要攻克。”景德镇陶瓷大学佛山校友会会长、归然书院院长鲍杰军说道。

11月9日,在由广东高校科技成果转化中心、景德镇陶瓷大学、景德镇陶瓷大学佛山校友会、佛山潭州陶瓷展,共同举办的“高校科技成果转化精准对接(陶大专场)”活动上,围绕色釉料相关制备技术、陶瓷透水砖生产成本、节约能源以及石墨烯发热技术等问题,专家团队们进行了解答。

鲍杰军认为,这里面还有很多机会,更大的机会就体现在新型陶瓷材料和应用场景上。此外,他还表示,把产学研结合起来,实现数据的转化,现在就是一个非常好的时机。

色釉料、透水砖、石墨烯…陶瓷行业有哪些新成果?

活动当天,景德镇陶瓷大学佛山校友会会长、归然书院院长鲍杰军、景德镇陶瓷大学佛山校友会顾问徐平、苗立锋等4名陶大教师,以及新明珠等企业代表出席活动,来到景德镇陶瓷大学佛山校友会,共同探讨了陶瓷产业的相关科研成果。

技术成果一

色釉料相关制备技术比传统方法降低-度

从色釉料相关制备技术的角度来说,在钴蓝色料制备方面,景德镇陶瓷大学副研究员、硕士导师卢希龙带来了两种色釉料制备方法。

一是水热法。这种方法具有尺寸可控、时间短,温度较传统方法有非常大的降温空间的特点。该项技术最重要的工艺流程就在于添加行动控制器。据卢希龙介绍,行动控制器的主要作用在于控制材料的形状和大小,以及起到降低合成温度的作用。其中,在形状上,可以控制颗粒为圆形,增加喷头在打印时的流动性;在合成温度上,则可以从度降低到度。

二则是溶胶-凝胶法前驱体法。据了解,这一方法最基础、最关键的技术点在于络合剂的合成(络合剂对金属离子具有非常大的选择性),另外还涉及浓度的调控以及设备焙烧温度的确定。从样品的外观呈色与色度分析结果来看,合成温度选择在度就能合成有比较好的色度值的粒子,色度值为-47.86,温度比传统方式下降四五百度。

此外,他还研究发现,以红土为原料制备硅铁红色料,红度值可以高达22.14,按添加量20%计算,铁红的原料成本可以节约68.5%。

技术成果二

陶瓷透水砖生产成本仅需60-70元/平方米

在透水砖的生产方面,景德镇陶瓷大学、国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心苗立锋研究发现,以废陶瓷等工业废渣为原料,经二次布料成型,高温烧制而成的陶瓷透水砖,具有高保水性、抗压、耐磨、防滑、抗风化等的特点。与其他各类透水砖性能相比较,该款陶瓷透水砖的抗折强度与透水性均有突出优势,其中抗折强度可以达到6.0-12.0MPa,透水性在2-3×10﹣(cm/s)。

此外,苗立峰还在投资与效益上做了进一步的计算,“以年产45万平米的陶瓷透水砖生产规模来计算,项目估算总投资约0万元,其中,厂房建设及设备投资约3万元,流动资金万元。成本约60-70元/平方米,若按每平米售价元计算,年产值约5万元,可实现毛利万-万元。”

目前,该技术成果已在江西、山东、广东和广西四家企业投入使用,年产陶瓷透水砖约万平方米,年消耗陶瓷废渣30万吨。此外,该技术已获得国家授权专利6项,其中发明专利5项,实用新型1项。

技术成果三

采用轻型炉衬(窑具)材料可节约能源35%左右

就节能减排的途径,博士、副教授、景德镇陶瓷大学教师宫小龙分享了他的看法。他认为,在建筑卫生陶瓷产业,可以主要针对窑炉改造来进行节能。一是采用夹点技术,以此来得出具体的节能改造方案;二则是对窑炉进行改造,强化炉内传热为核心,优化工业炉整体设计。其中,宫小龙指出,强化炉内传热技术永远是产业炉窑节能前瞻性的主题。

在夹点技术上,宫小龙认为,夹点技术既可用于新厂设计,又可用于已有系统的节能改造。在新设计中应用夹点技术可降低操作成本30%-50%,节省投资10%—20%;在老厂技术改造中,则可以降低操作成本20%-30%,投资费用1-2年即可得到回收。

而在强化炉内传热技术方面,宫小龙也提出了多种方法,如富氧燃烧技术、脉冲燃烧技术、蓄热式燃烧技术及强化传热技术,使用纳米涂层等。另外,他还提出,选用耐高温、容重小、导热系数低的耐火纤维代替耐火砖做炉衬,可减少炉体的蓄热和散热损失,提高热效率,节约能源35%左右。目前,国外轻质炉衬已普遍应用,但国内仅在低温热处理炉上获得应用,在工业加热炉上的全纤维炉衬加热炉不足5%。

技术成果四

石墨烯结合陶瓷,导热性能理论上可达到5瓦/米·度

在陶瓷的导热方式上,博士、副教授、硕士研究生导师胡学兵提出,可以将石墨烯与陶瓷相结合,进而提高导热性能。据他研究,石墨烯结合陶瓷,在理论上可以达到5瓦/米·度。胡学兵还补充道,石墨烯还具有使命寿命长、应用范围广、成本低、结构可控、热稳定性优等技术优势。并且,目前石墨烯的合成技术已相对成熟。

值得一提的是,胡学兵最后还提出了一些功能化石墨烯系列产品,包括超亲水/超疏水涂料、导电可调涂层(薄膜)以及导热可控涂层(薄膜)等。其中,在超亲水/超疏水涂料的应用上,有企业感兴趣说,或可与陶瓷相结合,做出功能类陶瓷产品。

目前,胡学兵的研究成果已获得5项代表性授权国家发明专利。

如何降成本、提产量?

当天,除了专家团队展示科技成果外,也有不少陶企代表提出了疑问,主要涉及成本与产量、原材料利用率的问题。

在成本与产量方面,一企业代表表达了自己的感受,他说,“感觉目前透水砖的价格偏高,成本方面是否能降低10-20元”;其次,窑炉产量与需求(指透水砖)不匹配也是一个问题,一条窑炉的产量有极限,怎样才能把产量提上去?

在原材料利用率方面,另一企业则根据企业情况提出了这样的困惑,他提到,目前企业在一些新厂已应用除铁设备,把含铁量高的原材料除掉了,“在这种情况下,企业面临着生存问题;但如果不除,可以通过什么方式把这些原材料利用好?”

对此,专家团队表示,在成本方面,因为现在技术还在不断革新,随着技术的提高,成本还会逐步降低。目前成本可以做到70-80元,售价在-元的范围。而在产量方面,苗立锋进一步解答道,40万平方米的产能(指透水砖)需要窑炉做到米,但实际上一条窑炉大概只有1平方米的产量,原因就在于它的烧成时间长。目前科研团队还在攻关,以缩短产品制作周期。在原材料方面,卢希龙则表示,原材料先进行除铁,除出来后的铁料因为还有一些杂质,可以再通过价值转化的方法,性能的方法来做成铁红色原料,这在后期非常成功。

实际上,在此次“高校科技成果转化精准对接”活动中,专家团队就走进了企业,以加强产学研的融合。

在9日下午及10日早上,专家团队一行分别去到了广东特地陶瓷有限公司、广东东鹏控股股份有限公司、广东道氏技术股份有限公司和广东中鹏热能科技有限公司,在企业里与企业代表就技术成果课题展开了详细的沟通与交流。其中,有企业表示,“希望以后在创新以及基础理论研究方面,能够和高校进一步沟通交流,这样能发挥双方的优势并取得一定成绩,从而为这个行业做些事情。”



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