国内外烧结保温砌块工艺和设备分析.doc

新型页岩烧结建材制品生产基地 第一部分 申报企业情况

国内外烧结保温砌块
产品与关键设备现状及分析

中国重型机械研究院有限公司

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总 论

发展循环经济，实施可持续发展战略，节约土地资源、节约能源，减少温室气体排放、保护环境是我国的基本国策。烧结砖瓦是目前我国墙体屋面的主体材料，未来砖瓦工业的发展，直接关系到我国“十一五”节能、降耗、减排指标的落实，而砖瓦装备是影响砖瓦工业发展最重要的因素。
近些年来，随着我国经济及社会的高速发展，能源供应紧张的矛盾越来越突出，社会各界对节能的呼声也越来越高。在这样的背景下，有关建筑节能的要求也在不断提高，国家发改委在《节能中长期发展规划》中，提出在“十一五”期间，新建建筑严格实施节能50%的设计标准，其中北京、上海、西安等少数大城市率先实施节能65%的标准。为实现上述建筑节能目标，一个重要的措施就是开发具有自保温隔热性能的墙体材料和墙体结构体系，但由于我国在新型保温墙材的生产装备及成套技术方面还基本属于空白，因此大大影响了新型墙材产品在我国的开发及生产，客观上也影响了建筑节能工作的顺利开展，如全套设备依赖引进，由于价格昂贵也很难在我国大面积推广及应用。基于此，为保证建筑节能目标的实现及促进我国建筑节能工作的顺利推进，尽快实现新型保温墙体材料生产技术及关键设备的国产化，形成具有自主知识产权的成套核心技术与装备体系也就显得十分必要和迫切。

国内外发展现状及存在的主要问题
作为量大面广的基本建筑材料，墙体材料的生产及应用有着悠久的历史，墙材装备产品的类别及水平也在不断得以扩充和发展。一定程度上，某一时期的装备水平也就决定着这一阶段墙材产品的水平。
目前国际流行的高保温、高强度、高附加值新型页岩烧结制品主要包括高孔洞率大尺寸保温砌块（墙体材料）、保温装饰陶板（幕墙材料）、清水砖、地砖及各种建筑功能性构件，该产品的引进对我国当前的建筑节能具有重要意义，使用该产品可在不采用外保温的情况下，以一砖厚墙体实现节能65%的标准，可节约大量建设资金，是发展循环经济，建设节约型社会的重要措施。

各种烧结制品 户内隔墙砖
利用页岩、煤矸石、粉煤灰等原料，采用国外先进生产设备生产高孔洞率、高保温性能的烧结墙体材料符合国家产业政策，是建设节约型社会，发展循环经经济的绿色产业。
我国目前能够生产的烧结空心砖和多孔砖，与国外的产品，无论在搞压强度、热工性能、几何精度、综合能耗等方面都存在巨大差距，生产设备是主要原因，其差距至少达40年。

甘肃省兰州沙井驿砖瓦厂生产

粉煤灰多孔砖 页岩多孔砖 页岩空心砖

煤矸石模数多孔砖

德国1949-1950年的砖 德国2004年的砖
国内墙材装备技术水平及现状
我国的墙材装备制造业是解放后发展起来，截止目前各种类型的生产企业累计上百家，但由于各个方面的原因，仍基本上以中小企业为主。虽然企业数目众多，但产品基本上是以仿制国外早期低端产品为主，绝大多数企业也缺乏产品开发及技术支持能力，因此产品水平和国外先进水平差距很大。尤其在新型高孔洞率、高强度墙体材料的生产设备方面，国内目前基本上处于空白。截止目前，国内尚缺乏专业化的新型墙体材料生产设备及成套技术专门研发机构，这就更加制约了这一行业技术水平的提升及发展。因此，为满足国内对这类新型设备及生产线的迫切需求，集中我国从事重型机械成套设备及生产线研发的产学研方面的优势资源，尽快进行新型节能保温墙体材料关键技术与装备的研发已是当务之急。这不仅可形成国内高集中度的研发队伍和基地，实现技术及装备的自主供给及成套化，尽快提升这一行业的技术水平，满足国内目前对新型墙体材料生产设备的迫切需求，而且也必将促使新型墙材装备制造业成为我省装备制造业的新亮点，为经济发展起到积极的促进作用。
据不完全统计，目前我国现有砖瓦机械生产厂家100多家，上规模的装备生产企业还占不到行业总数的30%，能够独立提供年产8000万块砖以上成套设备的企业很少；50型以上砖机基本上是在小砖机的基础上放大规格尺寸，大多数没有摆脱小砖机的设计思路，没有较大的创新、发展和提高，仍是一套图纸，一种模式，一个面孔，这种现状严重制约着我国砖瓦机械生产技术水平的提高和新产品的开发。在真空挤出机的设计理论上基本是一个空白，因此，与国外同等规格的挤出机相比，产量低而能耗高、运行及维护费用高。
国外墙材装备的技术现状及发展趋势
经过多年的发展，特别是近二十余年来，伴随着国外新型节能墙材产品品种的增多及大规模应用，国外墙材装备的水平及产品品种有了快速发展，概况起来，有下述几个方面的特点：
⑴ 产品品种及类型明显增多
随着新型墙材生产线的产能、效率及对产品质量的要求不断提高，不仅传统的墙材装备，如挤出机、轮碾机、切坯机、对辊机等，在不断优化改进其结构，提升其产品性能，以适应新型墙材产品的要求，而且许多新型装备也同时应运而生，从而使得产品的生产效率、质量等都有更为明显的提升。例如筛式喂料炼泥机、高速切坯机、打磨机、高效码坯及卸坯机、打包塑封机、高自动化生产线自动控制系统、高效节能新型焙烧窑气流循环及控制系统等。新型产品的不断出现及产生、使得生产线的产能、效率、质量都有了质的提高，由此使得国外先进国家整套生产线的技术性能在国际市场上有很强的竞争力。
⑵ 自动化程度空前提高
国外近些年出现的新型墙材生产线中自动化设备的应用愈来愈普遍，各种先进的自动控制装置、中央控制系统及软件相继得以开发及应用，机器人码坯、卸坯也得到了普遍采用，这从另一个方面也保证了墙材产品生产的高效率和高质量。

德国Keller公司的机械手转运设备

中心控制系统 机电一体化翻坯设备

砌块双面打磨设备 包装设备

园盘筛式绷带料机+真空挤出机
⑶ 产品性能及规格不断提高及扩充
为满足墙材产品生产不断提高的要求，各类墙材设备产品的品种规格不断增多，其大型化的趋势十分明显，同时其性能也都有了十分明显的改善和提高。对墙材挤出设备，其最大螺旋绞刀直径可达850mm，最大泥条挤出宽度可达1500mm，泥条最大挤出速度35m/min，最大挤出应力可达10MPa，产量可达140t/h。如在硬塑挤压技术方面，美国STEELE公司的成型挤出机占据着世界上相当大的市场份额，产品有十余种规格。德国Handle公司的挤出机也累计有多种类型共计二十余种规格。此外意大利的柏岱斯蒂及邦交尼公司等，其挤出机也都各有特点，品种繁多。上述挤出机产品不仅可实现高挤出压力、多泥条挤出，而且还可实现高孔洞率及薄壁挤出，充分适应了现代高孔洞率保温墙材产品生产的需要。
在其它类型的墙材装备技术水平上，其大型化高效能的特征也均十分明显，如国外轮碾设备物料处理量可达140m3/h，最大辗盘直径可达3.5米，单重18吨，整机重量近100余吨，装机功率可达200KW。筛式喂料挤泥机的物料处理量也达到了50m3/h。高速细碎对辊机已发展有多种类型，最小辊间间隙可达0.5mm，辊隙液压调整，最大辊子直径已达1.2m，最大宽度1.5m，高耐磨辊圈寿命可达10年以上,单机产量最高可达100t/h。此外法国Ceric、德国Lingel等公司的高速垂直切坯机、高效及高自动化码坯、运坯设备及控制系统等，也都各具特色、性能先进，这些都为新型高效高产能的生产线提供了优良的设备保证，国外单线单机年产量最大已达1.6亿块标砖。
⑷ 生产集中度大为提高
随着技术的不断发展及融合，新型墙材生产设备的生产集中度也愈来愈高，目前已形成少数几个大的集团，并控制着全球绝大部分的市场份额，如Ceric公司兼并Handle公司，由此使得其拥有了几乎墙材生产线上全部设备的生产能力。另外几家典型的生产公司如美国Steele、意大利Cosmec、Bedeschi及Bongioani公司、德国Lingel、Handle公司等，也都是具有较大市场影响力的著名墙材设备供应商。
除去上述几个特点外，西方先进工业国家在墙材装备技术的基础研究方面也十分重视并取得了很大进展，这些均为产品性能提高提供了前提条件。如德国上世纪九十年代组织进行了真空挤出成型的动态机理研究，并形成了用于进行挤出过程分析及优化设计的PSM专用软件系统。此外国外在相关产品的摩擦机理，耐磨材料及细部结构的开发上也都给予了充分的关注，取得了明显的进展。上述这些，都有力促进了产品性能的改善和提升，也为相关新品的开发及拓展创造了条件。
在资源和市场两个因素的作用下，砖瓦生产的核心设备真空挤出机近几年来形成了硬塑（半硬塑）和塑性挤砖机两大主流系列产品，硬塑挤砖机挤出压力高，挤出的砖坯含水率在11%～14%，半硬塑挤砖机砖坯含水率为14%～18%，塑性挤砖机砖坯含水率在18%以上。由于粉煤灰、煤矸石塑性指数低，所以要求用高挤出压力的硬塑或半硬塑挤砖机才能生产高比例粉煤灰为原料的空心砖，保证砖的抗压强度等技术指标，硬塑挤出的代表产品是美国斯蒂尔（Steele）公司的产品。塑性挤砖机挤出压力相对偏低，原料含水率比略高，适用于生产黏土空心砖、实心砖及高孔洞率的空心砌块，典型产品是德国翰德乐（Handle）公司。

德国翰德乐的软塑挤出机 美国斯蒂尔的硬塑挤出机