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摘要：陶瓷工业已成为国民经济中的一个重要产业，日用瓷和建筑卫生瓷的产量均居世界第一，年出口量与出口额均居世界前列。但陶瓷生产过程总体上存在能耗高、资源消耗大、能源综合利用率低、生产效率低等问题。因此有必要对陶瓷的生产过程进行能效评估，为进一步的能效优化与节能减排提供基础。
关键词：卫生陶瓷；生产工艺；链能效评估
引言：卫生陶瓷生产过程中需要消耗大量能源，为研究卫生陶瓷生产过程能效水平，先对陶瓷生产工艺链进行分析，通过分析陶瓷生产过程的物料能源流，建立了陶瓷生产工艺链输入输出模型。然后选取合理的能效评价指标，建立陶瓷生产工艺链能效评估模型。
一、卫生陶瓷生产工艺特征
一般卫生陶瓷的生产，是将原料与水通过一定的比例调和成符合要求的泥浆和釉浆分别送到成型工序和施釉工序；在成型工序利用石膏模将泥浆转化成符合要求的坯体，坯体经过干燥、施釉后进入窑炉烧制成为成品，最后检验包装。
1.1浆料制备
浆料制备是将配比好的原材料输送入球磨机内研磨成一定工艺要求粒度的成泥浆料，所用研磨设备为球磨机。球磨机里有大量的铝球石、水和原料，球磨机转动时，筒体旋转产生离心力将研磨体带到一定高度后落下，对物料产生冲击和研磨作用，原料在这种挤压摩擦力下被磨细磨小形成泥浆，浆料制备包括泥浆和釉料的制备。
1.2注浆成型
加工好的泥浆输送至注浆线上的石膏模内高压注浆成型成陶瓷坯体。注浆成型环境一般要在一个湿度和温度稳定的密闭房间，室内温度保持在25～35℃，湿度70%左右，成型车间内温度保持的热源是利用窑炉的余热。
1.3坯体干燥
注浆成型后的坯体含水率较高，脱模后坯体含水率一般>19%，因此必须放入干燥室干燥至含水率<2%。干燥室干燥的热源来自热风炉燃烧天然气和利用一部分窑炉余热。
1.4坯体施釉
施釉是对干燥好的初坯表面喷釉处理。喷釉法可分为手工喷釉、机械手喷釉和静电喷釉。
1.5烧成
施釉后的陶瓷白坯必须经过烧成，烧成是陶瓷生产最重要工序之一。卫生陶瓷的烧成为一次烧成，使用的窑炉是隧道窑和梭式窑。
（1）隧道窑
它是现代化的连续烧成设备，窑内分预热、烧成和冷却三带。烧成时依靠推车机的顶推作用，将装载生坯的窑车延窑长方向由窑头推入，依次进入预热带、烧成带、冷却带，后由窑尾出窑。高温烟气在隧道前段烟囱或引风机的作用下，沿隧道向窑头方向流动，逐步预热进窑的坯体。在窑出口端鼓入冷风，冷风被制品加热后抽出，作为干燥器的热源。隧道窑是按逆流换热原理工作，其优点是传热快速，烧成周期短，单位容积产量大，单窑产量高，窑内温差小，连续性强，易于自动化。
（2）梭式窑
梭式窑生产过程是间歇、分批进行，灵活性大，适应搭建和小批量、试验产品的烧成，可用于重烧和一次烧成。可灵活改变烧成制度。梭式窑烧成周期短，窑内温度分布均匀，产品质量高。窑炉造价低、占地少、投资少、建设周期短。缺点是排烟温度高，增加了燃料消耗量。
二、工艺链能效评估模型
2.1物料能源流分析
卫生陶瓷生产过程表现为物料流、能量流和废物流的实时耦合输入输出。各个工艺生产可以看作是从输入（物料、能源）转向输出（污染物、副产品和中间品）的过程。图2为陶瓷生产工艺链的资源流向图。卫生陶瓷生产中，每个工艺都是只产出一种中间品，例如球磨工艺的输出主产品是泥浆，成型工艺输出的是陶瓷初坯，都是只有一种中间品输出。要对陶瓷生产工艺链进行有效的评价，首先必须理清整个工艺链的物料、能源的具体流向。
结束语：本文首先分析了卫生陶瓷生产的工艺流程，然后通过对生产工艺链物料能源流的理清，建立了基于工艺的物料能源输入输出模型，选取了产量能效指标、产值能效指标和增值能效指标作为能效评估的指标，运用该输入输出模型对能效指标进行了量化，为陶瓷企业的能效评估计算提供了有力的方法，为进一步的能效优化打下基础。
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论文作者:梁业东
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/24
标签：烧成论文; 能效论文; 陶瓷论文; 生产工艺论文; 泥浆论文; 物料论文; 卫生陶瓷论文; 《建筑学研究前沿》2017年第19期论文;