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[ 来自:不详  阅读:   时间:2012.10.29 ]
中国建筑卫生陶瓷行业技术现状与发展趋势

  (一)建筑卫生陶瓷行业现状
  
  1.建筑卫生陶瓷行业界定
  
  建筑卫生陶瓷及卫浴产品行业属于建筑材料行业中的建筑装饰装修材料行业,属于大众消费品,其终端产品为陶瓷墙地砖、建筑内外墙保温及饰面材料、卫生陶瓷洁具制品、卫浴制品,2010年总产值达4200亿元,占建筑材料总产值的13%,在国民经济中占有重要地位,同时,其产品质量的高低也和每一个家庭息息相关。
  
  2.行业现状
  
  建筑陶瓷包括建筑内墙、外墙、天花板、屋顶、广场及道路上所使用的建筑陶瓷制品,典型产品有陶瓷内墙砖、陶瓷地砖、外墙砖、外墙陶瓷挂板(含保温材料层)、广场砖、透水砖、超薄陶瓷板、天花板陶瓷砖、屋面瓦等。2010年,我国建筑陶瓷总产量78.09亿平方米,总产值2500亿元,总产量占全世界71%,出口量约占总产量12%,出口贸易总额约占总产值10%。
  
  卫生陶瓷包括卫生间和厨房用陶瓷制品,2010年产量为1.74亿件,总产值400亿元,总产量占全世界75%,出口量约占总产量11%,出口贸易总额约占总产值10%。
  
  卫浴制品包括卫生间和厨房用五金制品及其他材料的卫浴产品,包括水嘴、花洒、淋浴器、厨盆、浴缸、浴室柜等,2010年总产值约为1300亿元,产值约占全世界30%。
  
  经过近三十年的发展,本行业从一个技术水平严重落后,基础薄弱的产业已经发展成为技术水平达到国际中等水平的产业,部分产品的技术已经接近国际先进水平,建筑陶瓷已经基本上实现了自动化。但是,这三十年来的发展主要是粗放型发展,依赖的主要是廉价的劳动力、自然资源的相对优势、较低的环境保护的要求、庞大的但是参差不齐的市场需求,其创新能力也主要集中于引进消化再创新,卫生陶瓷和卫浴制品仍然处于半自动化半手工化的技术水平。在目前劳动力日益缺乏、自然资源紧缺、环境保护要求等国际大环境的压力之下,产业发展的瓶颈越来越突出,产业调整成了当务之急,而在产业调整之中,应用型基础研究的缺失是必须要跨越的鸿沟。
  
  (二)行业发展所面临的技术问题
  
  行业发展主要面临以下技术问题:
  
  1.自然资源的合理使用。建筑陶瓷和卫生陶瓷行业一直是资源消耗的重要行业,每年消耗了大量的优质粘土、石英、长石和各类燃料。目前,优质的粘土资源已经日益枯竭,佛山地区粘土已经消耗殆尽,产业逐步向广东清远、湖南、湖北、辽宁、江西、陕西等内地转移,但是内地粘土资源也消耗很快,按照目前发展速度,五十年后,国内将找不到适合的粘土矿产资源;另一方面,本行业也是能耗和燃料消耗都相当大的行业,在目前能源日益紧张的局面下,在各个产业基地要面对的一个重要问题就是拉闸限电、燃料严重不足。解决这些问题主要有以下几个途径:(1)通过使用劣质原料及建筑垃圾制造产品;(2)通过加强原料均化来实现原料使用效率;(3)通过陶瓷砖减薄和生产优质的薄型陶瓷砖来减少原料燃料消耗;(4)通过热工设备的优化设计、提高烧成效率和余热使用来降低能耗;(5)通过工艺流程再造,例如减少或者不用能耗较大的球磨和喷雾干燥的短流程生产工艺来大幅度降低建筑陶瓷生产的能源消耗,通过注浆技术和干燥技术的革新等技术路线来大幅度降低卫生陶瓷生产的能源消耗和车间面积等。上述途径均需要进行大量的应用基础研究,涉及无机非金属材料物理化学反应机理研究、配方设计、热能工程、压滤过程、烧嘴技术、特种材料等研究过程,许多研究工作,在国际上尚无经验可以借鉴,需要通过大量的研究工作来提供基础的研究数据。
  
  2.与无机非金属保温材料相结合的建筑外墙装饰材料的研发。近年来,建筑物火灾频发,究其原因大多是由有机保温材料的耐火性差而引起的。对于耐火性高的无机非金属材料的研究成为保温材料下一步研究的主要课题;另外,寻求一种方便安装、稳定牢固、配色方便、反光柔和的外墙装饰材料也成为广大建筑商正在考虑的热点问题。这两个问题的结合点是研究一种综合的外墙保温技术,既具有优越的保温性能,又具有良好的装饰效果。而对这类产品的研究必须根植于对无机非金属材料导热机理、相变过程、发泡机理、高温蠕变研究、应力分析、光散射及色度分析等在内的一系列基础研究,这些研究的成果将迅速推进该类产品的迅速发展。
  
  3.进一步提高自动化水平。目前在建筑陶瓷的部分工序,如窑头窑尾监控、成品分选、检验、包装等工序自动化程度还很低,占用了大量的劳动力,这与目前劳动力资源日益稀缺产生了尖锐的矛盾。解决这类问题,(1)建筑陶瓷从原料均化入手,让输入生产线的原料为标准化原料,从而使得整个生产流程更加稳定,减少了色号,从而减少分级工,减少劳动力;(2)卫生陶瓷在工厂设置均化库,并且采用料性不同分别处理后混合的方案,增加原料均化度,确保后期工序稳定;(3)需要开发出更加成熟的生产线在线监测系统、在线分选检验系统和在线包装系统,这样可以大大降低对于劳动力的需求。上述解决方案所需要的基础研究包括:选矿及无机矿的均化技术、研磨机理的研究、混悬浆料流变性能研究、工序工程研究、可靠性分析、抽样过程风险评估等研究数据。
  
  4.环境污染问题。建筑卫生陶瓷行业在大量消耗自然资源和能源的同时,又向外排放了大量废气、废水、粉尘、废渣、二氧化碳等,同时也给周边带来噪声污染。五金卫浴行业的铸造过程中由于锌挥发过程排放了大量废气,其电镀过程也带来了大量废水,其污染同样不可忽视。目前,建筑卫生陶瓷产业大举内迁,一方面是原料缺乏,另一方面是由于沿海地区环境成本较高而导致,但是,随着经济的发展,内地的环境要求也日益提高,如果忽视环境保护,产业将无处存身。这些问题的解决主要依赖于脱硫脱硝技术、废水净化技术、粉尘回收技术、工业废渣的回收利用技术、表面处理技术等,涉及到分析化学、矿物分析、粉体工程、等多项基础性研究工作。
  
  5.五金卫浴类产品目前面临主要问题是无铅铜的使用问题。由于卫浴五金制品中的主要产品水嘴类产品直接与饮用水接触,其重金属含量直接与人体健康息息相关。目前在欧洲和北美地区对水嘴的材料提出了严格要求,如美国AB1953法令要求2012出口美国产品必须使用无铅铜。但是在中国,无铅铜的使用量不到5%,我国的铜加工技术目前也保证不了无铅铜的供应,目前我国30%的水嘴出口北美和欧洲地区,这就给整个产业带来了非常大的贸易风险。所以如何制造无铅铜如何在低压铸造中使用无铅铜,是五金卫浴类产品所面对的关键课题。这涉及到金属材料和金属材料加工技术等多个学科。
  
  行业技术发展所面临最大瓶颈——应用基础研究缺乏
  

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  随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,中国在国际上的地位日益提升,同时,建筑卫生陶瓷和卫浴行业也得到了长足的进步,其产量在世界同类产品中已经稳居第一。2006年,设在咸阳陶瓷研究设计院的全国建筑卫生陶瓷标准化技术委员会(SAC/TC249)代表整个行业加入了国际标准化组织ISO/TC249,成为核心成员之一,有权在国际标准的制定中行使否定权,中国建筑卫生陶瓷和卫浴行业成为国际同行业中不可忽视的力量。
  
  在产业进步的同时,国际同行也对我们保持了高度的警惕,一些核心的前沿的技术无法再像上世纪一样轻易获取。另一方面,在应用技术方面,我们和国际水平相差越来越小,再加上我国本行业的发展规律不同于国际同行的特点越来约明显,这样一来,通过引进消化吸收再创新来解决发展问题的老路子已经不能满足产业的发展,我们必须研发自己的核心技术,其基础就是应用基础的研究。
  
  目前国家科技发展所提倡的“产——学——研——用”相结合的科技创新体系的思路正是为了解决这方面的问题。
  
  目前,在建筑卫生陶瓷行业,大学中所做得教学和研发工作集中于理论研究,基础理论课程包括物理化学、硅酸盐物理化学、材料工程、流体力学,比较接近于实践的为陶瓷工艺学、粉体工程,但是由于与实践结合较少,与实际的产业发展状况脱节严重,工艺学教材上的理论与工厂生产实践相差甚远。一些规模较大的核心生产工厂往往也有自己的研究机构。但多集中于生产实践的研发和简单的新产品开发,属于工程技术研究,又不能担负针对全行业的应用基础的研究。
  
  专业性的研究院所正是由大学专业理论转化为生产实践中间的技术桥梁,而所从事的工作,正是目前所急需的应用基础研究工作。在建筑卫生陶瓷行业发展的前30年,技术创新工作以引进消化吸收再创新为主,研究院所的科研工作也多围绕这一主线展开,但是在现阶段,必须担负起应用基础研究的行业责任。


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