【佛山陶瓷网】广东陶瓷行业节能和发展循环经济的现状问题与对策

    广东陶瓷行业节能和发展循环经济的现状问题与对策

一、陶瓷行业能耗和物耗状况2006年广东陶瓷墙地砖的产量为18亿m2以上，约占全世界产量的20%，约占全国产量的30%左右，按消耗原材料23kg/m2计算，需要原材料4140万吨;按耗电5kwh/m2计算，电耗为90亿kwh;按耗油3kg/m2计算，消耗燃油540万吨。

卫生陶瓷产量4000万件，约占全国产量的50%，按消耗原料13kg/件计算，需要原材料52万吨;按耗电400kwh/t计算，电耗为2.08亿kwh;按耗油0.3吨/吨产品计，每年消耗燃油15.6万吨。

日用陶瓷产量为40亿件，约占全国产量的30%，按消耗原材料1kg/件计算，需要原材料40万吨;按耗电463kwh/吨产品计算，耗电为18.5亿kwh;按耗油0.3吨/吨产品计算，每年耗油12万吨。

2006年广东陶瓷出口总值达30亿美元，占全国陶瓷出口总值的50%左右。2004年，中国轻工业联合会和中国陶瓷工业协会联合授于广东潮州市“中国瓷都”;2005年又授予佛山市“中国陶瓷名都”光荣称号。广东陶瓷工业虽然产量在全国和全世界遥遥领先，但总体上存在产品档次较低、能耗高、综合利用率低、生产效率低等问题，目前我国陶瓷工业的能源利用与国外相比，差距较大，发达国家的能源利用率高达50%以上，美国达57%，而我国仅达到30%左右，能耗差距如表1所示。

与国外先进国家陶瓷生产水平相比，广东陶瓷产品在技术装备、生产过程、企业管理等方面还有很大的差距，节能潜力巨大。

二、陶瓷工业的节能技术措施

陶瓷行业是一个高能耗行业，广东陶瓷窑炉的发展经历了从倒焰窑到装匣钵隧道窑再到辊道窑的过程，燃料也从烧煤到烧油再到烧气的过程，能源消耗大幅度下降，窑炉的能耗已从80年代的占生产成本的40%-45%，降低到现在的30%左右，不但降低了生产成本，也提升了产品的市场竞争力。但和先进国家相比，还有很大的差距，节能有巨大的潜力。

1、原料加工过程中的节能

陶瓷原料加工部份的能耗在整个生产过程中占很大的比例，其中燃料耗用占40%左右，装机容量占60%左右，节能潜力较大。

陶瓷厂应选用标准化、系列化生产的原料进厂，以保证产品质量的稳定性和减少粉尘、噪音污染。现在陶瓷厂、绝大部分采用间歇式球磨机做细磨设备，其内衬主要用燧石衬。如果球磨机大量采用橡胶衬，既可以减少球磨机的负荷，又增加了球磨机的有效容积，产量可提高20%左右，单位产品电耗可降低20%左右。如果采用氧化铝衬，则可提高球磨效率，根据不同的工艺配方向泥浆中加入高效减水剂，助磨剂并制定合理的料、球、水比例，在球旦的选择上应有合理的大、中、小不同形状的球蛋级配。在球磨时，采用氧化铝球蛋。既可缩短球磨时间，又可节电20%左右。

今后，广东陶瓷行业应大力推广使用连续式，大吨位球磨机进行球磨，产量可提高十倍以上，节电30%以上，并节约了基建厂房的投资。可以连续入料和出料，不需要停机，并可以制浓浆，使后面的喷雾干燥节省能耗20%-30%。与小吨位球磨机相比，大吨位球磨机可以节省电耗10%-30%，另外，可以采用变频器改变电流频率来调速，也可以使用佛山冠菱自动化技术有限公司研制的冠能球磨机专用控制器，可减少电耗20%左右。

喷雾干燥制粉时，降低泥浆的含水量，适当提高热风的温度，加大进塔泥浆量，提高泥浆的雾化程度，降低废气温度，产量可提高近1倍，能耗下降30%左右。使用大型喷雾干燥塔，单位电耗省，如用7000型可比3200型节电10%左右。浆池电机上按装时间控制器，搅拌20-30分钟，停30-40分钟，泥浆不会沉淀，可节电50%以上。

2、陶瓷成型过程中的节能

1)大吨位压砖机

对于墙地砖，在压砖机的生产和选型上，应选用大吨位，宽间距的压砖机，一次性压2块砖的比1块好，一次能压二排砖的比压一排砖的好，实现一机一窑。因为大吨位压砖机压力大，产量大，压制的砖坯质量好，合格率高，产品档次也高，这样投资和电耗可减少30%以上。如广东科达公司生产的7800吨压砖机一次可压800×800(mm)瓷质砖2块，1200×2000(mm)高档瓷质砖1块。

2)改进压砖机模具

过去是用普通钢制造自动压砖机的模具，使用寿命只有10天左右，换一次模具的时间要8-10小时。现在可以用合金钢组合式装配而成，使用寿命延长到30天以上，一次换模具的时间只要30分钟，大量节约了人力和物耗，并减少窑炉空窑的损失。

3)压釉一体化

在压砖过程中，瓷砖的施釉或表层装饰和整体的成型同时进行，采用干釉粉优点是可以取消传统的施釉线，增加釉的稠度，提高釉的磨损性，同时，也为一次烧成瓷砖打好基础。

4)高中压注浆成型

卫生陶瓷可采用高中压注浆成型技术，将传统石膏模依*毛细管力吸水成型机理改为多孔塑料模压滤排水机理，使卫生陶瓷成型次数由1天1次提高到10-0分钟1次，模具寿命达2万次以上，可节省模具干燥和加热工作环境所需的热能。

5)等静压成型

从效率、节能和成熟程度来考虑，日用陶瓷成型工艺应该采用等静压成型，它具有瓷质结构均匀致密、质量高、工序简单、无杂质、抗弯强度高，可成型复杂型、尺寸精确、生产周期少，耗能低等优点。等静压成型的最大特点是：产量大，质量好，坯体规整度好，品质规格一致，取消了石膏模和干燥工序，能适应于多种产品的生产等。

6)单螺杆空气压缩机

空压机是高耗能的常用设备，传统的活塞式空压机噪音大，零部件多，易损件多，寿命短，能耗高。最新开发出的单螺杆空压机结构简单，噪音低，使用寿命长(达20万小时)，运行效率高。一台排气 10m3/分钟，压力0.8mpa的活塞式空压机，电耗为65-75kw，而同样排气量和压力的单螺杆空压机只需55kw。陶瓷窑炉和生产线，配用此类空压机，年可节电15%以上，节电费用四年内即可回收设备投资。

3、干燥过程的节能

墙地砖的干燥，适宜使用卧式辊道干燥器，原为单层，现有三层，五层甚至七层，可缩短干燥器的长度，充分利用干燥介质的热能，干燥的热耗为(100-120)×4.18kj/kg坯。可以全部利用辊道窑的余热(冷却带或排烟废气)来解决干燥的热源。

卫生陶瓷的干燥可使用带旋转风机的卫生陶瓷整体干燥室，干燥周期12—16小时，单位热耗(1370-1850)×4.18kj/kg水，也可使用新型干燥器———少空气室式快速干燥器，干燥周期5—5.5小时，单位能耗为(800-1200)×4.18kj/kg 水。

近年来，微波干燥技术得到较快发展。微波干燥中微波可以穿透物料内部，使内外同时受热，蒸发时间比常规大大缩短，可以最大限度的加快干燥速度，极大地提高生产效率。由此而节约了大量的能源消耗，旦微波能源利用率高，对设备和环境不加热，仅对物料本身加热，运行成本比传统干燥低。在相同的功率下，传统干燥时间是微波干燥的30-32倍，能耗为2.5倍，而生产能力则为一半。

4、烧成过程中的节能

1)正确选择先进和节能型的陶瓷窑炉

窑炉是陶瓷企业最关键的热工设备，也是耗能最大的设备。因此选择和设计先进的节能型窑炉至关重要。现在，在广东陶瓷工业中，使用较多的窑炉有梭式窑，隧道窑和辊道窑三大类。其中辊道窑具有产量大，质量好，能耗低，自动化程度高，操作方便，劳动强度低，占地面积少等优点，是当今陶瓷窑炉的发展方向(表2、表3、和表4)

陶瓷墙地砖应优先选择大型化的辊道窑，最近，300米长的瓷质砖辊道窑已在广东三水试产成功，日产600×600(mm)瓷质砖14000m2;340米长的釉面砖辊道窑已在广东高要投产成功，日产釉面砖18000m2，窑炉的综合能耗不断下降，经济效益明显提高。

用梭式窑炉烧结卫生陶瓷，与其他窑炉相比，有很大的机动性，可取消夜间生产，有订单就做，没有就停窑，最适合于家庭式作坊生产，因而在广东潮州卫生陶瓷产区得到空前广泛的使用(占全国卫生陶瓷产量的40%左右)，窑炉容积10-65m3，烧成温度1260℃，烧成周期11-12小时，虽然采取了一系列节能措施，窑炉烧成能耗仍高达(2000-3000)×4.18kj/kg瓷，窑炉烧成车间温度较高，工人劳动强度较大，产品优等品率不算高，产量不够大，窑炉的烧成成本较高，不利于提高企业品牌在国内外市场的竞争力(与先进隧道窑相比)。

目前广东不少卫生陶瓷企业使用的隧道窑，能耗还是相当高的，为(2000-3000)×4.18kj/kg瓷。和现在最先进和节能的卫生陶瓷隧道窑相比，还有很大的差距。最近佛山市兴中信窑炉有限公司为福建樟州瓷厂设计投产的106米卫生陶瓷隧道窑，年产量达到80万件，烧成能耗为1180×4.18kj/kg瓷左右，非常值得在广东省和全国推广使用。现把该公司2006年为广东潮州设计投产的新型卫生陶瓷隧道窑介绍如下：

由佛山市兴中信窑炉有限公司为潮州翔华东龙瓷业有限公司设计制造的长93.8米，内宽2.7米的卫生陶瓷隧道窑，已于2006年1月24日点火烘窑，2月11日顺利出产品。经过一个多月的试生产，窑炉逐渐进入比较正常的状态，2006年3月17日，佛山市能源利用监测中心的专家在生产现场进行了检测，现把主要测试结果公布如下：

佛山市兴中信窑炉有限公司在设计和施工时采用了一系列新技术、新材料、新设备、使该窑炉在投产时取得了一系列优异的性能。

(1)产量大

测试时，进车速度为24分钟(窑车长1.66米)日产量为1800件，试生产期间，达到20分钟/车，日产2000件以上。该卫生陶瓷生产线经过几个月的完善后，年产量可达到65—70万件。

(2)质量好

测试时，产品的优等品率为80%左右，合格品率为95%左右，釉面光泽度很好，质量还会进一步提高。

(3)温度稳定，温差小

由于采用了新型的自动控制设备，窑炉烧成带内的温差控制在±3℃以下。

(4)窑炉外表面温度低、散热小

烧成带窑墙采用46cm厚的宜兴摩根热陶瓷公司的董青石莫来石轻质砖，又使用了20cm厚的潮州华瑞科技有限公司的陶瓷纤维，因而保温性能良好，烧成带外表面最高温度为45℃，窑顶温度为78℃，(测试时室内温度为24℃)。大大地减少热散失。

(5)产品出窑温度低

由于采用了合理和充足的急冷，缓冷和抽热风系统，产品出窑温度只有66℃，显著改善了室内工作环境。

(6)采用轻质窑车结构，吸热小。

窑车采用钢结构焊接，窑车砖全部使用轻质砖外，窑车中心部位使用轻质保温棉，大大减少了窑车吸热。

窑车上的支柱和棚板采用了导热系数较大的碳化硅材料，加快了产品的传热速度。

(7)余热充分利用

冷却带的余热全部抽去干燥石膏模和半成品，排出的废烟气也经过换热器，变成干净的热风再抽去干燥半成品，使窑炉的综合能耗大为降低。

(8)产品燃气单耗低

窑炉使用天燃气为燃料，燃料热值为35543kj/m3，产品燃气单耗为0.148m3/kg，产品热耗为5268.8kj/kg，(即1260千卡/kg)达到世界先进水平。

(9)窑炉热效率高

由于窑炉和窑车保温良好，散热小，产品出窑温度低，冷却带和废烟气的余热几乎全部利用，因此窑炉的热效率高达86.96%(其中产品烧成热效率为42.50%)，也达到了世界先进水平。

(10)窑炉外观质量美

一流的设计和材料设备，加上精心施工，使得窑炉性能优异，外观也十分漂亮、合理。中国建筑卫生陶瓷协会会长丁卫东参观了该窑炉后赞不绝口，认为该窑炉足以和国外先进窑炉相比美。

目前，国内使用的卫生陶瓷辊道窑数量不多，(只有广东佛山3条)全部国外引进，烧成能耗(900-1100)×4.18kj/kg瓷，在卫生陶瓷窑炉中是最节能的，自动化程度最高，工人劳动强度最小。但是由于sic辊棒强度和长度有限(基本上依*进口)还不能烧结连体大件卫生陶瓷。今后，应加强对高强度辊棒的研究和生产，使卫生陶瓷和墙地砖一样，可以大规模使用辊道窑生产，能耗会大幅度下降。

现在广东陶瓷行业的颜色料(占全国产量的70%)主要是采用容积较小的旧式梭式窑生产，能耗高，为(2500-3500)×4.18kj/kg料，工人劳动强度较高。有部分采用普通的隧道窑，能耗也相当高(2000-3000)×4.18kj/kg料，只有极个别厂使用辊道窑生产，能耗降为(1500-2000)×4.18kj/kg料，烧成能耗大幅度下降。

应大力推广使用新型的节能隧道窑，能耗降为(1500-2000)×4.18kj/kg料;和先进的辊道窑，能耗降为(1000-1500)×4.18kj/kg料。

2)低温快烧

在配方中适当增加熔剂成份，选用适于快烧的原料(如硅灰石、透辉石)和节能的辊道窑，实现低温快烧是烧成节能的有效途径。高温烧成能耗最高，如烧成温度从1260℃降到1180℃，烧成能耗可降低15%左右。广东潮州的卫生陶瓷厂，基本上是一个配方，烧成温度均在1260℃，产量大(占全国40%)。在降低烧成温度上做些工作，即可有巨大的节能总量。

3)一次烧成

近几年来，我国不少陶瓷企业，在玉石砖、水晶砖、渗花砖、大颗粒、微粉砖和釉面砖的陶瓷工艺和烧成技术上取得重大突破，实现了一次烧成新工艺。减少了素烧工序，烧成的综合燃耗和电耗下降30%以上，大量节约了厂房和设备投资，而且大幅度提高了产品质量。如釉面砖的吸水率由18%左右下降到12%左右，坏釉结合良好，一举解决了釉面砖质量最大的问题———后期龟裂，极大地延长了产品的使用寿命。

但是广东内墙釉面砖仅有10%左右采用一次烧成。而在西班牙，则有82%采用一次烧成。广东应大力研究适于一次烧成内墙釉面砖的坯釉的组成，提高一次烧成的比例，节能降耗大有可为。

4)采用先进的燃烧设备

采用高速烧嘴，提高气体流速，是强化气体与制品之间传热的有效措施，一般可比传统烧嘴节约燃料10%-20%。目前高速烧嘴朝着高效节能低污染方向发展。如高效节能环保型蓄热式烧嘴，此烧嘴优势在于当其中一个烧嘴工作时，另一个为排烟道，并蓄热，以待其工作时，预热空气，其可以节约燃料10%-20%，减少废气的排放温度，达到节能高效低污染效果。

对于烧重油的窑炉，则可采用重油乳化燃烧技术，使重油燃烧更加完全。通过乳化器的作用后，把水和重油充分乳化混合，成油包水的微小雾滴，喷入窑内产生微爆效应，起到二次雾化的作用，增大了油和水的接触面积，使混合更加均匀，且燃烧需要的空气量减少，基本消除了化学不完全燃烧，有利于提高燃烧温度及火焰辐射强度，掺水率13%-15%，节油率可达8%-10%。

5)采用耐高温轻质耐火材料和新型涂料

使用耐高温，导热系数小，规格尺寸准确的高质量耐火和保温材料，对于延长窑炉的使用寿命，减少散热损失至关重要。梭式窑炉内表面尽量采用高温型的硅酸铝耐火纤维。为提高陶瓷纤维抗粉化能力，又增加窑炉内传热效率，节能降耗，可使用多功能涂层材料，在高温阶段(900℃以上)，将其涂在窑内壁耐火材料上，材料的幅射率由0.7升为0.96，可节能5%-8%。

6)改善窑体结构

随着窑内高度增加，单位制品热耗和窑墙散热量也会增加，从节能角度讲，窑内高越低越好，使用液化石油气和天燃气的窑炉内高可适当降低。随着窑内宽度增大，单位制品热耗和窑墙散热减少。一般来讲，瓷质砖的辊道窑，内宽2.5米左右为好，釉面砖的辊道窑，内宽2.8米左右为好。使用液化石油气、天燃气，采用高速烧嘴和自控设备的窑内可适当加宽。

当窑内宽和窑内高一定的情况下，随着窑长的增加，单位制品的热耗和窑头烟气带走的热量均有所减少。一般来讲，资质砖的辊道窑长在200-300米，釉面砖的辊道窑长250-340米较好。

7)窑车窑具材料轻型化

采用轻质耐火材料制作窑车和窑具对节能具有重大的意义，产品与窑具的重量比越少，其热耗越低。窑车应使用低蓄热、热容小，强度高，耐高温，隔热性能好的轻质材料来制备。窑车面尽量使用硅酸铝耐火纤维。

8)加强窑体窑封和严格窑内压力制度

加强窑体密封，窑体与窑车之间，窑车之间，辊棒之间的严密性，加强预热带窑头的密封，适当降低窑头负压，保证烧成带处于微正压，减少冷空气进入窑内，从而减少排烟量，降低能耗。经统计，烟道汇总出的空气过剩系数由5减少到3时，当其他条件不变，烟气带走的热量从30%降为18%，可节能12%。

9)采用自控技术

使用自控技术是目前国外普遍采用的有效节能方法，它主要用在窑炉的自动控制，因而使窑炉的调节控制更加精确，对节省能源，稳定工艺操作和提高烧成质量十分有利。同时还为窑炉烧成的优化，提供可*的数据。先进的窑炉应配置自动点火，熄火监测，窑内压力监测，地震监测，窑内氧浓度监测，气体泄漏监测，辊棒损折叠砖监测，及喷嘴用电偶纪录仪等一系列监测仪器。从而保证了窑炉的省力，节能，快速烧成。其可节能10%-15%。

广东陶瓷行业为了降低生产成本，主要使用重油，柴油和重油的混合油，煤焦油等燃料，粘度大，杂质多，含硫量多，燃料不完全燃烧多，基本上没有配置自动控制设备，极需研究改进。

10)新型双层双温窑炉

双层双温窑炉是一种新型节能窑炉，其结构特点是窑炉从单层单温发展为双层双温。其上下两层温度均采用pid单独控制，两层之间采用重结晶碳化硅作横梁并用高保温性能的耐火材料做隔热层。特殊的设计能有效防止上下两层串温，同时又能使有效的热量共享。与单层窑炉能耗相比，双层双温窑炉可以节省能耗10%-15%。

11)微波辅助烧结技术

微波辅助烧结技术是通过电磁场直接对物体内部加热，而不像传统方法热能是通过物体表面间接传入物体内部，故热效率很高(一般从微波能转换成热能的效率可达80%~90%)，烧结时间短，因此可以大大降低能耗达到节能效果。例如a1203的烧结，传统方法只需加热几个小时而微波法仅需3~4分钟。

据报道，英国某公司有一种新型的陶瓷窑炉生产与制造技术，该窑炉最大的特点在于：它不仅采用了当今世界上微波烧结陶瓷的最新技术，而且采用了传统的气体烧成技术。它在传统窑炉中把微波能和气体燃烧辐射热有机结合起来，这样既解决微波烧成不容易控制的问题，又解决了传统窑炉烧成周期长，能耗大等问题。据介绍这种窑炉适用于高技术陶瓷及其他各种陶瓷的烧成，达到快速烧成，减少能耗，降低成本的目的。

12)窑炉的余热利用

衡量窑炉是否先进的另一个重要标志是有没有搞好余热利用。如果能用窑炉的余热解决原料和半成品干燥，热风助燃，陶瓷的综合能耗可降低30%左右。佛山市中建窑炉公司为南海联兴陶瓷厂设计投产的180万m2陶瓷锦砖隧道窑，把废烟气、窑车底、和冷却带的余热全部抽去利用，全部解决了原料的干燥，半成品铺贴后干燥，成品干燥，热空气助燃和职工洗热水澡的问题，全年可节约重油2500吨，价值300多万元。

13)使用变频器

10千瓦以上的风机，辊道窑的传动系统，油泵，安装变频器，可节电10%-30%

14)新型胶辊印花机和激光喷墨印花技术。

施釉线使用新型的胶辊印花机，代替旧式的平面印花机，产量可提高3-5倍，印花质量明显提高，筛网使用寿命延长十倍以上，生产场地面积节约2-3倍。

15)在隧道窑，梭式窑和熔块炉，设计用砖烟囱代替排烟机，一年的电费就可以把一条砖烟囱的造价赚回来，并大大减少环境污染和散热损失。

16)降低陶瓷墙地砖的厚度

目前广东陶瓷墙地砖的厚度在8-16mm，能源和原材料消耗较大。现在国外已大批量生产1000×3000mm大规格超薄砖，厚度只有3-5mm，其重量只有现在的1/2—1/4，使用的原材料可以减少30%-60%，能源节约20%-40%。最近广东科达机电公司和佛山东鹏陶瓷公司联合研制出1000×2000×(3-6)mm超薄砖，如果在工艺技术加以改进提高，并能投入大规模生产的话，将会大幅度降低陶瓷原材料和能源消耗。

17)要不断研究和大批生产古扑的和回归大自然的具有国际先进水平的各类仿古砖、哑光砖代替部分抛光砖，可大幅度降低电力消耗(1台抛光机每日耗电1万多kwh，相当于2kwh/㎡)

18)降低风机电耗和噪音

国外一条窑炉风机使用功率为50-70kw，而国产窑炉为90-130kw(以产量相同的建筑卫生陶瓷窑炉计算)，进口风机叶使用高强度耐热铝合金，比重在2.5t/m3,国产风机叶使用的是锰钢，比重为7.8t/m3，如国产风机叶改用铝合金后重新进行设计改进，并提高装配的质量，就有可能接近进口风机水平。如每条窑节电50kw，年节电40万kwh，以广东陶瓷行业3000条窑炉计算，每年可节电12亿kwh。

三、陶瓷行业废旧低质材料循环利用

当今陶瓷行业正在向有利于人类文明健康的绿色(环保)陶瓷方向发展。

1、绿色陶瓷的标准

1)对环境有污染的废气(如so2、nox、 co 、co2及烟尘等)，尽量要少。

2)对人类有害的废水，(含铅、镉、汞、铬等重金属元素)，尽量要少。

3)对人类身体不利的放射性物质不存在。

4)提倡生产抗菌、杀菌洁净陶瓷(特别是经过抗击非典斗争后认识更深刻)。

5)粉尘、游离二氧化硅尽量要少。

6)噪音、热散失尽量要少。

7)生产和工作环境要清洁、干净、舒适。

8)节约能源和原材料消耗，并做到物尽其用。

2、实现绿色陶瓷的奋斗方向

1)生产用过的废水经水处理设备处理后，消除了有害物质，并经过滤后可重新投入生产使用。

2)喷雾塔除尘器出来的微粉直接输往浆池搅拌成泥浆后经中转浆罐混和后再送进喷雾塔造料。

3)卫生陶瓷半成品次品经挑选干净后，再进球磨机磨成浆料使用(可以单独球磨，也可以每次加5%-10%进球磨机使用。)

4)卫生陶瓷成品中的废品经清洁粉碎成熟料，加进球磨机当骨料用，可减少产品的收缩、变形、开裂和针孔缺陷。熟料加进釉料中，可提高卫生陶瓷釉面光泽度。日用陶瓷废品熟料加进釉料中，同样可以提高釉面质量。

5)墙地砖半成品的次品经分类清洁堆放后，可重新进球磨机做色料和坯料用(如水晶砖、仿古砖等。)

6)墙地砖成品中的废品经清洁干净，并打碎成适当的尺寸后，可放进球磨机中作球蛋石使用，不会影响产品的质量。

7)陶瓷废品料可以开发固体混凝土、免烧型广场砖和道路砖等。

8)陶瓷废品料可以开发场地砖、过滤器等。

9)使用冶炼炉废渣为主要原料生产出装饰市场上独树一帜的硬似钻、颜如玉的绿色建材产品—金属瓷砖。还可生产红瓷、白瓷、灰瓷等金属瓷砖。有的还可以生产色釉料。

10)用含氧化铁的矿物质代替二氧化钛(钛白粉)，制造出金花米黄产品。也可以用煅烧过的高岭土(3000元/吨)代替二氧化钛(约9000元/吨)生产金花米黄产品

1 1)陶瓷厂在农村地带，又能符合当地环保部门的要求，对产品的质量又不会造成污染的话，喷雾塔可以用水煤浆做燃料代替重油，可以大幅度降低生产成本(水煤浆每吨约600元，热值4000×4.18千焦/公斤，重油每吨为2400元，热值为10000×4.18千焦/公斤。)一台4000型喷雾塔(日产300吨料计)每年可节约200万元左右。

12)已磨损的双缸泥浆泵的陶瓷柱塞，经磨平加工后(几毫米)，配套耐磨橡胶圈便可以重新使用，维修费只有原价的1/3。

13)陶瓷机械行业磨床等使用过的机油，自动压砖机使用过的液压油，经处理和过滤后可以重新投入使用。

14)要逐步调查和摸清楚我国陶瓷行业原材料的现有状况，(包括高、中、低温度和质量)并制定长期合理科学开发和利用的规划，防止资源浪费和低效益(高档原料要出高档产品，中低档原料也要力争做出好产品。)

3、 实现绿色陶瓷的好处

1)陶瓷废次品(全国每年有1300万吨左右，广东每年有600万吨左右，现在基本上没有利用)经处理使用后，可大量节约填埋陶瓷垃圾所需的宝贵土地资源，造福千秋万代!

2)大胆使用红坯体和其他低质材料做陶瓷坯体，可以大大拓宽陶瓷行业的发展前途。

3)搞好陶瓷材料在运输储存，生产过程中的密封处理就可大大减少灰尘在环境中飞扬、损失，给广东一个碧水蓝天的清洁环境。

4)陶瓷行业中的废、旧、低质材料处理再利用将是一门新兴的、并可以大有作为的行业，利国利民!

5)实现了废旧低质材料在陶瓷行业中的循环使用，将使我国陶瓷行业与时俱进，为今后长期健康可持续发展打开了一条光明大道。

四、展望未来

我国是能源资源相对贫乏的国家(广东更突出)，陶瓷行业又是一个高耗能和物料，高污染的行业。国家“十一、五”规划又提出全国要节能20%的奋斗目标。因此节能降耗是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，也是落实科学发展观，实现可持续发展的主要措施。

1、向绿色窑炉方向发展

广东陶瓷窑炉的发展方向将从过去提出的辊道化、煤气化、轻型化、自动化、大型化向绿色(环保、节能和智能型)窑炉方向发展。

实现绿色窑炉的努力方向是：

降低窑炉风机电耗和噪音，研究先进的节能和低污染燃烧器，使用新型的耐火材料和涂料，研究新的智能自动控制方式方法，使用清洁的天燃气和液化石油气，达到低温快烧和一次烧成。

实现绿色窑炉的目标是：燃料和电耗进一步下降20%-30%，热效率提高10%-20%，噪音和烟尘有较大程度的下降，并使广东陶瓷窑炉达到世界先进水平。

2、积极推广高红外、远红外、等离子、感应加热等高效节能新技术，以及推广微波能高温技术，如微波烧结，微波高温合成工艺及相关技术设备。积极开发和利用新能源，如太阳能、潮夕能、风能、水能、氢气能源等。

3、大力推进陶瓷行业的技术创新，开发和推广节能型的新产品，加快超薄型陶瓷砖的开发研究与产业化进程，减少陶瓷砖的厚度，降低原料和能源消耗。

4、加强能源节能管理，强化节能环保的立法与执法，制订陶瓷产业能源消耗标准，对技术指标落后的生产线限期改造提高，对先进企业给予支持鼓励等节能新机制。

5、要大力发展资源消耗低，经济效益高，很有市场发展前景的陶瓷产品，如：特种陶瓷、工艺美术陶瓷等，以大幅度降低万元gdp的能源单耗。

参考文献：

1、曾令可等：陶瓷工业的节能技术，第四届国际陶瓷工业发展论坛。

2、谭绍祥等：中国陶瓷窑炉技术的新发展，山东陶瓷2000(3)。

说明：本文是受“广东省社会科学院”和“广东省省情调查研究中心”的邀请而写的专题调研报告。

主要作者简介：

谭绍祥高工，毕业于华南理工大学陶瓷专业，中共党员，现任佛山市中建窑炉科技开发有限公司总经理、中国陶瓷工业协会理事、中国陶瓷工业协会节能技术中心顾问、中国管理科学研究院高级研究员、中国未来研究会未来研究所终身高级研究员。

主持设计卫生陶瓷隧道窑，获广东省政府“技术革新成果二等奖”;主持设计辊道窑，获佛山市政府“节能先进项目一等奖”。先后获佛山市、广东省、国家建材局和全国节能先进工作者光荣称号。有三十多篇论文发表在《中国科学技术文库》、《中国经济文库》、《中国陶瓷》等刊物，并获中国硅酸盐学会优秀论文奖，全国节能工作研讨会优秀论文奖和全国优秀学术成果一等奖，并入选《时代名流———东方之子》和《世界名人录》等。

(7)余热充分利用

冷却带的余热全部抽去干燥石膏模和半成品，排出的废烟气也经过换热器，变成干净的热风再抽去干燥半成品，使窑炉的综合能耗大为降低。

(8)产品燃气单耗低

窑炉使用天燃气为燃料，燃料热值为35543kj/m3，产品燃气单耗为0.148m3/kg，产品热耗为5268.8kj/kg，(即1260千卡/kg)达到世界先进水平。

(9)窑炉热效率高

由于窑炉和窑车保温良好，散热小，产品出窑温度低，冷却带和废烟气的余热几乎全部利用，因此窑炉的热效率高达86.96%(其中产品烧成热效率为42.50%)，也达到了世界先进水平。

(10)窑炉外观质量美

一流的设计和材料设备，加上精心施工，使得窑炉性能优异，外观也十分漂亮、合理。中国建筑卫生陶瓷协会会长丁卫东参观了该窑炉后赞不绝口，认为该窑炉足以和国外先进窑炉相媲美。

目前，国内使用的卫生陶瓷辊道窑数量不多，(只有广东佛山3条)全部国外引进，烧成能耗(900-1100)×4.18kj/kg瓷，在卫生陶瓷窑炉中是最节能的，自动化程度最高，工人劳动强度最小。但是由于sic辊棒强度和长度有限(基本上依*进口)还不能烧结连体大件卫生陶瓷。今后，应加强对高强度辊棒的研究和生产，使卫生陶瓷和墙地砖一样，可以大规模使用辊道窑生产，能耗会大幅度下降。

现在广东陶瓷行业的颜色料(占全国产量的70%)主要是采用容积较小的旧式梭式窑生产，能耗高，为(2500-3500)×4.18kj/kg料，工人劳动强度较高。有部分采用普通的隧道窑，能耗也相当高(2000-3000)×4.18kj/kg料，只有极个别厂使用辊道窑生产，能耗降为(1500-2000)×4.18kj/kg料，烧成能耗大幅度下降。

应大力推广使用新型的节能隧道窑，能耗降为(1500-2000)×4.18kj/kg料;和先进的辊道窑，能耗降为(1000-1500)×4.18kj/kg料。

2)低温快烧

在配方中适当增加熔剂成分，选用适于快烧的原料(如硅灰石、透辉石)和节能的辊道窑，实现低温快烧是烧成节能的有效途径。高温烧成能耗最高，如烧成温度从1260℃降到1180℃，烧成能耗可降低15%左右。广东潮州的卫生陶瓷厂，基本上是一个配方，烧成温度均在1260℃，产量大(占全国40%)。在降低烧成温度上做些工作，即可有巨大的节能总量。

3)一次烧成

近几年来，我国不少陶瓷企业，在玉石砖、水晶砖、渗花砖、大颗粒、微粉砖和釉面砖的陶瓷工艺和烧成技术上取得重大突破，实现了一次烧成新工艺。减少了素烧工序，烧成的综合燃耗和电耗下降30%以上，大量节约了厂房和设备投资，而且大幅度提高了产品质量。如釉面砖的吸水率由18%左右下降到12%左右，坯釉结合良好，一举解决了釉面砖质量最大的问题———后期龟裂，极大地延长了产品的使用寿命。

但是广东内墙釉面砖仅有10%左右采用一次烧成。而在西班牙，则有82%采用一次烧成。广东应大力研究适于一次烧成内墙釉面砖的坯釉的组成，提高一次烧成的比例，节能降耗大有可为。

4)采用先进的燃烧设备

采用高速烧嘴，提高气体流速，是强化气体与制品之间传热的有效措施，一般可比传统烧嘴节约燃料10%-20%。目前高速烧嘴朝着高效节能低污染方向发展。如高效节能环保型蓄热式烧嘴，此烧嘴优势在于当其中一个烧嘴工作时，另一个为排烟道，并蓄热，以待其工作时，预热空气，其可以节约燃料10%-20%，减少废气的排放温度，达到节能高效低污染效果。

对于烧重油的窑炉，则可采用重油乳化燃烧技术，使重油燃烧更加完全。通过乳化器的作用后，把水和重油充分乳化混合，成油包水的微小雾滴，喷入窑内产生微爆效应，起到二次雾化的作用，增大了油和水的接触面积，使混合更加均匀，且燃烧需要的空气量减少，基本消除了化学不完全燃烧，有利于提高燃烧温度及火焰辐射强度，掺水率13%-15%，节油率可达8%-10%。

5)采用耐高温轻质耐火材料和新型涂料

使用耐高温，导热系数小，规格尺寸准确的高质量耐火和保温材料，对于延长窑炉的使用寿命，减少散热损失至关重要。梭式窑炉内表面尽量采用高温型的硅酸铝耐火纤维。为提高陶瓷纤维抗粉化能力，又增加窑炉内传热效率，节能降耗，可使用多功能涂层材料，在高温阶段(900℃以上)，将其涂在窑内壁耐火材料上，材料的辐射率由0.7升为0.96，可节能5%-8%。

6)改善窑体结构

随着窑内高度增加，单位制品热耗和窑墙散热量也会增加，从节能角度讲，窑内高越低越好，使用液化石油气和天燃气的窑炉内高可适当降低。随着窑内宽度增大，单位制品热耗和窑墙散热减少。一般来讲，瓷质砖的辊道窑，内宽2.5米左右为好，釉面砖的辊道窑，内宽2.8米左右为好。使用液化石油气、天燃气，采用高速烧嘴和自控设备的窑内可适当加宽。

当窑内宽和窑内高一定的情况下，随着窑长的增加，单位制品的热耗和窑头烟气带走的热量均有所减少。一般来讲，瓷质砖的辊道窑长在200-300米，釉面砖的辊道窑长250-340米较好。

7)窑车窑具材料轻型化

采用轻质耐火材料制作窑车和窑具对节能具有重大的意义，产品与窑具的重量比越少，其热耗越低。窑车应使用低蓄热、热容小，强度高，耐高温，隔热性能好的轻质材料来制备。窑车面尽量使用硅酸铝耐火纤维。

8)加强窑体窑封和严格窑内压力制度

加强窑体密封，窑体与窑车之间，窑车之间，辊棒之间的严密性，加强预热带窑头的密封，适当降低窑头负压，保证烧成带处于微正压，减少冷空气进入窑内，从而减少排烟量，降低能耗。经统计，烟道汇总出的空气过剩系数由5减少到3时，当其他条件不变，烟气带走的热量从30%降为18%，可节能12%。

9)采用自控技术

使用自控技术是目前国外普遍采用的有效节能方法，它主要用在窑炉的自动控制，因而使窑炉的调节控制更加精确，对节省能源，稳定工艺操作和提高烧成质量十分有利。同时还为窑炉烧成的优化，提供可*的数据。先进的窑炉应配置自动点火，熄火监测，窑内压力监测，地震监测，窑内氧浓度监测，气体泄漏监测，辊棒损折叠砖监测，及喷嘴用电偶纪录仪等一系列监测仪器。从而保证了窑炉的省力，节能，快速烧成。其可节能10%-15%。

广东陶瓷行业为了降低生产成本，主要使用重油，柴油和重油的混合油，煤焦油等燃料，粘度大，杂质多，含硫量多，燃料不完全燃烧多，基本上没有配置自动控制设备，极需研究改进。

10)新型双层双温窑炉

双层双温窑炉是一种新型节能窑炉，其结构特点是窑炉从单层单温发展为双层双温。其上下两层温度均采用pid单独控制，两层之间采用重结晶碳化硅作横梁并用高保温性能的耐火材料做隔热层。特殊的设计能有效防止上下两层串温，同时又能使有效的热量共享。与单层窑炉能耗相比，双层双温窑炉可以节省能耗10%-15%。

11)微波辅助烧结技术

微波辅助烧结技术是通过电磁场直接对物体内部加热，而不像传统方法热能是通过物体表面间接传入物体内部，故热效率很高(一般从微波能转换成热能的效率可达80%~90%)，烧结时间短，因此可以大大降低能耗达到节能效果。例如al203的烧结，传统方法只需加热几个小时而微波法仅需3~4分钟。

据报道，英国某公司有一种新型的陶瓷窑炉生产与制造技术，该窑炉最大的特点在于：它不仅采用了当今世界上微波烧结陶瓷的最新技术，而且采用了传统的气体烧成技术。它在传统窑炉中把微波能和气体燃烧辐射热有机结合起来，这样既解决微波烧成不容易控制的问题，又解决了传统窑炉烧成周期长，能耗大等问题。据介绍这种窑炉适用于高技术陶瓷及其他各种陶瓷的烧成，达到快速烧成，减少能耗，降低成本的目的。

12)窑炉的余热利用

衡量窑炉是否先进的另一个重要标志是有没有搞好余热利用。如果能用窑炉的余热解决原料和半成品干燥，热风助燃，陶瓷的综合能耗可降低30%左右。佛山市中建窑炉公司为南海联兴陶瓷厂设计投产的180万m2陶瓷锦砖隧道窑，把废烟气、窑车底、和冷却带的余热全部抽去利用，全部解决了原料的干燥，半成品铺贴后干燥，成品干燥，热空气助燃和职工洗热水澡的问题，全年可节约重油2500吨，价值300多万元。

13)使用变频器

10千瓦以上的风机，辊道窑的传动系统，油泵，安装变频器，可节电10%-30%

14)新型胶辊印花机和激光喷墨印花技术。

施釉线使用新型的胶辊印花机，代替旧式的平面印花机，产量可提高3-5倍，印花质量明显提高，筛网使用寿命延长十倍以上，生产场地面积节约2-3倍。

15)在隧道窑，梭式窑和熔块炉，设计用砖烟囱代替排烟机，一年的电费就可以把一条砖烟囱的造价赚回来，并大大减少环境污染和散热损失。

16)降低陶瓷墙地砖的厚度

目前广东陶瓷墙地砖的厚度在8-16mm，能源和原材料消耗较大。现在国外已大批量生产1000×3000(mm)大规格超薄砖，厚度只有3-5(mm)，其重量只有现在的1/2—1/4，使用的原材料可以减少30%-60%，能源节约20%-40%。最近广东科达机电公司和佛山东鹏陶瓷公司联合研制出1000×2000×(3-6)mm超薄砖，如果在工艺技术加以改进提高，并能投入大规模生产的话，将会大幅度降低陶瓷原材料和能源消耗。

17)要不断研究和大批生产古朴的和回归大自然的具有国际先进水平的各类仿古砖、哑光砖代替部分抛光砖，可大幅度降低电力消耗(1台抛光机每日耗电1万多kwh，相当于2kwh/m2)

18)降低风机电耗和噪音

国外一条窑炉风机使用功率为50-70kw，而国产窑炉为90-130kw(以产量相同的建筑卫生陶瓷窑炉计算)，进口风机叶使用高强度耐热铝合金，比重在2.5t/m3,国产风机叶使用的是锰钢，比重为7.8t/m3，如国产风机叶改用铝合金后重新进行设计改进，并提高装配的质量，就有可能接近进口风机水平。如每条窑节电50kw，年节电40万kwh，以广东陶瓷行业3000条窑炉计算，每年可节电12亿kwh。

三、陶瓷行业废旧低质材料循环利用

当今陶瓷行业正在向有利于人类文明健康的绿色(环保)陶瓷方向发展。

1、绿色陶瓷的标准

1)对环境有污染的废气(如so2、nox、co、co2及烟尘等)，尽量要少。

2)对人类有害的废水，(含铅、镉、汞、铬等重金属元素)，尽量要少。

3)对人类身体不利的放射性物质不存在。

4)提倡生产抗菌、杀菌洁净陶瓷(特别是经过抗击非典斗争后认识更深刻)。

5)粉尘、游离二氧化硅尽量要少。

6)噪音、热散失尽量要少。

7)生产和工作环境要清洁、干净、舒适。

8)节约能源和原材料消耗，并做到物尽其用。

2、实现绿色陶瓷的奋斗方向

1)生产用过的废水经水处理设备处理后，消除了有害物质，并经过滤后可重新投入生产使用。

2)喷雾塔除尘器出来的微粉直接输往浆池搅拌成泥浆后经中转浆罐混和后再送进喷雾塔造料。

3)卫生陶瓷半成品次品经挑选干净后，再进球磨机磨成浆料使用(可以单独球磨，也可以每次加5%-10%进球磨机使用。)

4)卫生陶瓷成品中的废品经清洁粉碎成熟料，加进球磨机当骨料用，可减少产品的收缩、变形、开裂和针孔缺陷。熟料加进釉料中，可提高卫生陶瓷釉面光泽度。日用陶瓷废品熟料加进釉料中，同样可以提高釉面质量。

5)墙地砖半成品的次品经分类清洁堆放后，可重新进球磨机做色料和坯料用(如水晶砖、仿古砖等。)

6)墙地砖成品中的废品经清洁干净，并打碎成适当的尺寸后，可放进球磨机中作球蛋石使用，不会影响产品的质量。

7)陶瓷废品料可以开发固体混凝土、免烧型广场砖和道路砖等。

8)陶瓷废品料可以开发场地砖、过滤器等。

9)使用冶炼炉废渣为主要原料生产出装饰市场上独树一帜的硬似钻、颜如玉的绿色建材产品———金属瓷砖。还可生产红瓷、白瓷、灰瓷等金属瓷砖。有的还可以生产色釉料。

10)用含氧化铁的矿物质代替二氧化钛(钛白粉)，制造出金花米黄产品。也可以用煅烧过的高岭土(3000元/吨)代替二氧化钛(约9000元/吨)生产金花米黄产品

11)陶瓷厂在农村地带，又能符合当地环保部门的要求，对产品的质量又不会造成污染的话，喷雾塔可以用水煤浆做燃料代替重油，可以大幅度降低生产成本(水煤浆每吨约600元，热值4000×4.18千焦/公斤，重油每吨为2400元，热值为10000×4.18千焦/公斤。)一台4000型喷雾塔(日产300吨料计)每年可节约200万元左右。

12)已磨损的双缸泥浆泵的陶瓷柱塞，经磨平加工后(几毫米)，配套耐磨橡胶圈便可以重新使用，维修费只有原价的1/3。

13)陶瓷机械行业磨床等使用过的机油，自动压砖机使用过的液压油，经处理和过滤后可以重新投入使用。

14)要逐步调查和摸清楚我国陶瓷行业原材料的现有状况，(包括高、中、低温度和质量)并制定长期合理科学开发和利用的规划，防止资源浪费和低效益(高档原料要出高档产品，中低档原料也要力争做出好产品。)

3、 实现绿色陶瓷的好处

1)陶瓷废次品(全国每年有1300万吨左右，广东每年有600万吨左右，现在基本上没有利用)经处理使用后，可大量节约填埋陶瓷垃圾所需的宝贵土地资源，造福千秋万代!

2)大胆使用红坯体和其他低质材料做陶瓷坯体，可以大大拓宽陶瓷行业的发展前途。

3)搞好陶瓷材料在运输储存，生产过程中的密封处理就可大大减少灰尘在环境中飞扬、损失，给广东一个碧水蓝天的清洁环境。

4)陶瓷行业中的废、旧、低质材料处理再利用将是一门新兴的、并可以大有作为的行业，利国利民!

5)实现了废旧低质材料在陶瓷行业中的循环使用，将使我国陶瓷行业与时俱进，为今后长期健康可持续发展打开了一条光明大道。

四、展望未来

我国是能源资源相对贫乏的国家(广东更突出)，陶瓷行业又是一个高耗能和物料，高污染的行业。国家“十一、五”规划又提出全国要节能20%的奋斗目标。因此节能降耗是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，也是落实科学发展观，实现可持续发展的主要措施。

1、向绿色窑炉方向发展

广东陶瓷窑炉的发展方向将从过去提出的辊道化、煤气化、轻型化、自动化、大型化向绿色(环保、节能和智能型)窑炉方向发展。

实现绿色窑炉的努力方向是：

降低窑炉风机电耗和噪音，研究先进的节能和低污染燃烧器，使用新型的耐火材料和涂料，研究新的智能自动控制方式方法，使用清洁的天燃气和液化石油气，达到低温快烧和一次烧成。

实现绿色窑炉的目标是：燃料和电耗进一步下降20%-30%，热效率提高10%-20%，噪音和烟尘有较大程度的下降，并使广东陶瓷窑炉达到世界先进水平。

2、积极推广高红外、远红外、等离子、感应加热等高效节能新技术，以及推广微波能高温技术，如微波烧结，微波高温合成工艺及相关技术设备。积极开发和利用新能源，如太阳能、潮汐能、风能、水能、氢气能源等。

3、大力推进陶瓷行业的技术创新，开发和推广节能型的新产品，加快超薄型陶瓷砖的开发研究与产业化进程，减少陶瓷砖的厚度，降低原料和能源消耗。

4、加强能源节能管理，强化节能环保的立法与执法，制订陶瓷产业能源消耗标准，对技术指标落后的生产线限期改造提高，对先进企业给予支持鼓励等节能新机制。

5、要大力发展资源消耗低，经济效益高，很有市场发展前景的陶瓷产品，如：特种陶瓷、工艺美术陶瓷等，以大幅度降低万元gdp的能源单耗。

说明：本文是受“广东省社会科学院”和“广东省省情调查研究中心”的邀请而写的专题调研报告。

主要作者简介：

谭绍祥高工：毕业于华南理工大学陶瓷专业，中共党员，现任佛山市中建窑炉科技开发有限公司总经理、中国陶瓷工业协会理事、中国陶瓷工业协会节能技术中心顾问、中国管理科学研究院高级研究员、中国未来研究会未来研究所终身高级研究员。

主持设计卫生陶瓷隧道窑，获广东省政府“技术革新成果二等奖”;主持设计辊道窑，获佛山市政府“节能先进项目一等奖”。先后获佛山市、广东省、国家建材局和全国节能先进工作者光荣称号。有三十多篇论文发表在《中国科学技术文库》、《中国经济文库》、《中国陶瓷》等刊物，并获中国硅酸盐学会优秀论文奖，全国节能工作研讨会优秀论文奖和全国优秀学术成果一等奖，并入选《时代名流———东方之子》和《世界名人录》等。

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