自動瓷球等靜壓機的發展及現狀

摘要 本文綜述了國內陶瓷行業自動瓷球等靜壓機的發展及現狀，并分析了目前自動瓷球等靜壓機的局限與發展方向。

關鍵詞 自動瓷球等靜壓機，發展

1前 言

在上世紀八十年代末、九十年代初，隨著墻地磚生產線的引進，開始出現以高鋁瓷球進行釉料球磨的生產工藝，而這些高鋁球也大多是從西班牙、意大利或中國臺灣進口，價格都在每噸16，000元人民幣左右。接著是大批生產線的引進，高鋁瓷球的需求量也相應越來越大，國內開始有廠家生產高鋁瓷球。此時生產高鋁瓷球有多種方法，一種是直接引進自動瓷球等靜壓機成形生產高鋁瓷球；一種是用濕袋法冷等靜壓機球形膠模人工裝粉、人工脫模直接成形進行生產；還有一種是用濕袋法冷等靜壓機管形膠模人工裝粉壓成棒，然后進行機械加工的，再有就是用單柱液壓機壓成圓柱狀或柱球狀進行生產的，此時的高鋁瓷球生產方法可謂多種多樣。

2初期引進的自動瓷球等靜壓機

初期從德國或英國引進的自動瓷球等靜壓機，也稱為干袋式瓷球等靜壓機，一般都是噸位較小，每次只能壓4個或6個直徑30mm的高鋁球，大球壓得更少，其成形過程基本是全自動的，但設備價格昂貴，大多在70萬美元以上，后來有生產廠家從臺灣引進一次壓1個或2個球的半自動瓷球壓機，人工加料，自動出球，等靜壓的壓力在450bar左右。但這些壓機的共同特點是投入大、能耗高、效率低，所以沒有大量引進推廣。

3國內自動瓷球等靜壓機的起步

隨著瓷球需求量的進一步擴大，自動瓷球等靜壓機的國產化勢在必行。國內沈陽航空工業部第606研究所率先研制出了每次壓2個直徑60mm，或者3個直徑50mm，或者4個直徑40mm或30mm的自動瓷球等靜壓機，其噸位小、電機功率大，等靜壓壓力在450bar左右。因為產量低，且單位產量能耗高，以及設備價格在70萬元人民幣以上，所以該設備未能得到很好的推廣。

由于早期氧化鋁粉價格低，而高鋁瓷球價格高，利潤空間較大，所以企業投資生產方對設備價格及單位能耗似乎未太在意，這種局面一直維持到本世紀初。正因為生產成本高的原因，中鋁瓷球或鋁釩土瓷球一直未能推廣使用。

在上世紀末的1999年，廣東南海新翼液壓設備有限公司開始研制大噸位自動瓷球等靜壓機，設計噸位為1200t，每次可壓8個直徑75mm的瓷球，而等靜壓壓力最高可高至750bar，壓制小直徑瓷球單次數量則可以更多。由于當時合作單位的粉體成形性能差，試驗效果不理想而未能得到推廣。在此期間，佛山市南海區邁馳機械制造有限公司研制出一種可適應惡劣環境的高性能增壓器，使得濕袋法等靜壓機的生產效率提高了4～5倍，故濕袋法直接裝粉成球的技術得到了普遍的應用。由于生產效率的提高，產量提高了幾倍，生產成本大大降低，從而使得高鋁瓷球的價格降到了每噸8000～9000元人民幣。這一價格在國際市場有了竟爭力，從而使得高鋁瓷球開始由進口走向出口。而原來使用進口自動瓷球等靜壓機生產的廠家由于生產成本高而被迫淘汰或失去了競爭優勢。

隨著我國建陶業的迅猛發展，球磨坯料需用大量的球石。原有的天然球石或人工鵝卵石由于環境保護而逐漸被禁采，加上球磨效率低而被人工手搓生產的鋁釩土瓷球所取代，但人工手搓生產鋁釩土瓷球坯體的干燥時間長、中心部位不夠耐磨。此時由于用濕袋法直接裝粉成球，生產成本大大降低，而且對粉料也無特別要求，故很快便推廣到用于生產鋁釩土瓷球的工藝上，即現在市面上所售的“等靜壓微晶中鋁瓷球”。初期是用立式等靜壓機生產，設備投資大，限制了“等靜壓微晶中鋁瓷球”的發展，但隨著臥式等靜壓機的逐漸推廣并用于壓制“等靜壓微晶中鋁瓷球”，該工藝很快就得到了普及。但用濕袋法生產“等靜壓微晶中鋁瓷球”的最大缺點就是用人多、工作環境差，勞動強度相對較大。

4國內自動瓷球等靜壓機的推廣

隨著人工成本的不斷提高以及社會保險、環保等因素的限制，瓷球行業競爭加劇，瓷球生產企業不得不考慮自動化生產。而此時粉體技術也得到了發展，原來廣東南海新翼液壓設備有限公司研制的1200t自動瓷球等靜壓機又派上了用場，而且還實現了小批量生產。

也就是在這一時期，在山東開始有廠家利用淘汰的小噸位自動墻地磚壓機改造成自動瓷球等靜壓機進行生產，效果還不錯，并且由于舊壓機收購單價低、改造方便，故很快得到了推廣。同一時期，布料器、翻模技術不斷改進而走向成熟。到目前為止，用自動瓷球等靜壓機生產的瓷球已超過瓷球總量的一半，而且這一比例尚有擴大的趨勢。目前自動瓷球等靜壓機約有一半是用舊的自動墻地磚壓機改造而成的。

隨著中鋁瓷球用量的不斷擴大，產量要求也越來越大，近年來國內已有多條中鋁瓷球輥道窯生產線建成，其設計日產量單線在100t左右，這就對壓機的單產和壓機的可靠性提出了更高的要求，促使自動等靜壓瓷球壓機向高產量方向發展，也就使得壓機單次壓球數越來越多，現在生產的1200t自動瓷球等靜壓機單次可壓21個直徑60mm的瓷球，單次壓球時間即單循環周期越來越短，壓機由一臺主機配一個等壓室（俗稱單模壓機）發展成一臺主機配二個等壓室（俗稱雙模壓機），從而進一步提高了單機產量。就邁馳機械公司來說，目前已擁有月產20臺大小自動瓷球等靜壓機的生產能力，主要用于生產大球(直徑50mm、60mm、70mm)的1200t單模或雙模自動瓷球等靜壓機和生產小球(直徑30mm、35mm、40mm)的300t單模或雙模自動瓷球等靜壓機。

從最近一兩年的實際使用情況來看，雙模壓機的單機日產量大約是單模壓機的130～150%，但壓機制造費用增加，即壓機單價提高，一臺壓機需要兩個人操作，同時維修幾率也增多，換模時間會增加，換模時兩邊都要同時停下，從而人均產量降低，在目前人工費用愈來愈高的情況下，雙模壓機并無多大優勢。

5自動瓷球等靜壓機的局限和發展方向

盡管自動瓷球等靜壓機的數量越來越大，但仍無法完全取代濕袋式冷等靜壓機，因為目前自動瓷球等靜壓機使用的等靜壓壓力大多在400bar左右，遠不如濕袋式等靜壓機使用的800bar以上來得高，坯體密度和坯體強度也就遠不如濕袋法生產的高。作為對質量有高要求的等靜壓瓷球，是無法用現有的自動瓷球等靜壓機來實現生產的。由于自動瓷球等靜壓機生產過程要求效率高，從而工作周期短，沒有足夠長的卸壓時間和排氣時間，因此球坯內部的氣體不易排出，從而導致球坯易產生裂紋甚至開裂。由此而帶來的對粉體要求高的實際情況，必須使用噴霧造粒料來解決，另外需添加粘結劑等不利的工藝要求，限制了小廠的進入。

由于自動瓷球等靜壓機的上述特點而決定了所生產瓷球的質量不如濕袋法生產的瓷球，同樣的粉料用兩種壓機生產的瓷球質量有明顯差別。特別是磨耗指標相差很大，對于要求包磨耗的客戶明顯不合算。目前用于包磨耗的瓷球一般為濕袋法生產的“等靜壓微晶中鋁瓷球”，或者干脆就用手搓的中鋁瓷球。

要想用自動瓷球等靜壓機生產出高品質的中鋁瓷球，目前仍有一些技術難題需要解決，比如粉體磨得不夠細、成形性能差、燒成工藝不合理等因素。如果這些因素都得到解決，就可以用目前的自動瓷球等靜壓機生產出高品質的中鋁瓷球，否則就可能要增大等靜壓的壓力來彌補自動等靜壓瓷球壓機壓力低的缺陷，才能生產出在其它條件不變的情況下與濕袋法等靜壓質量相同的瓷球。由此可見，所以今后的自動瓷球等靜壓機應向高壓力方向發展，以滿足高質量瓷球生產的需求。