日用陶瓷單位產(chǎn)品能源消耗限額的分類(lèi)*

柳茂春

(潮安縣古巷鎮(zhèn)暢順陶瓷模具制作廠 廣東 潮州 521000)

前言

日用陶瓷是指用于餐飲以及包括接觸食物的陶瓷器具，在國(guó)際的海關(guān)、檢驗(yàn)部門(mén)是這樣界定的。日用陶瓷與建筑陶瓷、衛(wèi)生陶瓷等產(chǎn)品相比，在使用原料、生產(chǎn)工藝等方面有著較大差別。這些差別決定了單位產(chǎn)品能源消耗方面的差別。在日用陶瓷產(chǎn)品中，由于品種、器型、裝飾方面的不同，生產(chǎn)流程和生產(chǎn)工藝也有所不同，這些不同導(dǎo)致了不同產(chǎn)品的單位產(chǎn)品能源消耗不同。近年來(lái)，筆者參與了日用陶瓷單位產(chǎn)品能源消耗限額相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的起草，對(duì)生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和數(shù)據(jù)收集、統(tǒng)計(jì)和分析，并參與能耗限額相關(guān)的分類(lèi)。筆者就能耗限額相關(guān)的產(chǎn)品、燒成溫度、燒成次數(shù)的分類(lèi)以及產(chǎn)品生產(chǎn)中節(jié)能降耗主要環(huán)節(jié)進(jìn)行探討和分析。

1 日用陶瓷產(chǎn)品和燒成分類(lèi)

日用陶瓷能耗限額中，根據(jù)不同分類(lèi)給出相應(yīng)的限定值。分類(lèi)包括：瓷質(zhì)產(chǎn)品和陶質(zhì)產(chǎn)品的分類(lèi)；產(chǎn)品生產(chǎn)中一次燒成與二次以上(含二次)燒成的分類(lèi)；燒成溫度高低的分類(lèi)；產(chǎn)品燒成后外加裝飾的分類(lèi)；生產(chǎn)企業(yè)自行制備或外購(gòu)原料(坯料或釉料)的分類(lèi)。

1.1 瓷質(zhì)產(chǎn)品和陶質(zhì)產(chǎn)品分類(lèi)

日用陶瓷產(chǎn)品中有瓷質(zhì)與陶質(zhì)之分，其主要是以產(chǎn)品的吸水率來(lái)區(qū)分。GB/T 3532-2009《日用瓷器》標(biāo)準(zhǔn)中5.1吸水率條款規(guī)定：“細(xì)瓷類(lèi)產(chǎn)品不大于0.5%，普瓷類(lèi)產(chǎn)品不大于1.0%，炻瓷類(lèi)產(chǎn)品不大于5.0%”。可以看出，細(xì)瓷、普瓷、炻瓷類(lèi)產(chǎn)品均屬于瓷質(zhì)產(chǎn)品，產(chǎn)品的吸水率應(yīng)小于或等于5.0%。陶質(zhì)產(chǎn)品包括：普通陶器、精細(xì)陶器和白云陶器，還包括紫砂陶器。陶質(zhì)產(chǎn)品的吸水率應(yīng)大于5.0%，特殊產(chǎn)品對(duì)吸水率有專(zhuān)門(mén)規(guī)定。如：GB/T 29491-2013《日用白云陶器》標(biāo)準(zhǔn)的5.1吸水率條款規(guī)定：“吸水率應(yīng)大于17%，不超過(guò)26%”。這里所指的瓷質(zhì)產(chǎn)品與陶質(zhì)產(chǎn)品的吸水率高低之分，只適用于日用陶瓷，不適用于藝術(shù)陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、建筑陶瓷等產(chǎn)品。

1.2 產(chǎn)品燒成次數(shù)分類(lèi)

日用陶瓷都是經(jīng)過(guò)燒成而制得的。行業(yè)中有一次燒成、二次燒成和多次燒成。一次燒成，是指產(chǎn)品的土質(zhì)坯體經(jīng)施釉后一次性燒成。二次燒成，通常是先素?zé)笥詿懈邷厮責(zé)蜏赜詿灿械蜏厮責(zé)蟾邷赜詿?。多次燒成是指?jīng)過(guò)窯爐的多次燒制，主要是特殊器型或特殊裝飾產(chǎn)品(如釉中彩)。但釉上彩繪或貼花的產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)800～900 ℃的烤彩，溫度較低，產(chǎn)品釉層并未完全融化，不能視為燒成過(guò)程。個(gè)別產(chǎn)品在燒成之后發(fā)現(xiàn)缺陷而進(jìn)行返工(如補(bǔ)釉后再燒)，此類(lèi)產(chǎn)品返工不能視為二次燒成。

1.3 燒成溫度分類(lèi)

日用陶瓷的燒成溫度通常都在1 000～1 400 ℃。日用瓷的燒成溫度較高，產(chǎn)品瓷化程度高，吸水率較低；日用陶的燒成溫度較低，產(chǎn)品瓷化程度低，吸水率較高。

不同材質(zhì)日用瓷的燒成溫度差距較大，可分為小于或等于1 280 ℃和高于1 280 ℃兩大類(lèi)。行業(yè)中習(xí)慣性將燒成溫度高于1 280 ℃的稱(chēng)為高溫?zé)桑瑢蓽囟葹? 200～1 280 ℃的稱(chēng)為中溫?zé)?，燒成低? 200 ℃的稱(chēng)為低溫?zé)?。隨著低溫快燒技術(shù)的應(yīng)用，產(chǎn)品燒成溫度在相應(yīng)變化，也使習(xí)慣性的溫度階段劃分得到一些改變。

細(xì)瓷和普瓷類(lèi)產(chǎn)品的燒成溫度通常都在1 280 ℃以上。隨著原料和燒成工藝的改進(jìn)，部分細(xì)瓷和普瓷的燒成溫度降至1 250 ℃左右。炻瓷產(chǎn)品的燒成溫度通常為1 220～1 280 ℃，行業(yè)中將炻瓷產(chǎn)品稱(chēng)為中溫瓷。

日用陶瓷中的陶質(zhì)類(lèi)產(chǎn)品的燒成溫度都在1 280 ℃以下，溫度偏高時(shí)，產(chǎn)品瓷化程度增強(qiáng)，產(chǎn)品收縮率加大，不適用于日用陶的生產(chǎn)。因此，標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有給出高于1 280 ℃燒成的日用陶的能耗限定值。部分精陶類(lèi)產(chǎn)品的燒成溫度通常在1 200 ℃左右，少數(shù)精陶類(lèi)產(chǎn)品，如“重質(zhì)白云陶”、紅陶類(lèi)產(chǎn)品，燒成溫度在1 100～1 200 ℃。真正的白云陶產(chǎn)品，其標(biāo)準(zhǔn)釉燒溫度為1 020 ℃。隨著對(duì)生產(chǎn)工藝的改進(jìn)，產(chǎn)品燒成溫度有所變化，但是小于1 000 ℃和接近或高于1 280 ℃都是很少見(jiàn)的。

2 產(chǎn)品生產(chǎn)能耗限額的分類(lèi)

日用陶瓷單位產(chǎn)品能耗限額的分類(lèi)是依據(jù)產(chǎn)品分類(lèi)、燒成溫度分類(lèi)和燒成次數(shù)分類(lèi)。最新頒布的GB/T 4667-2014《日用陶瓷單位產(chǎn)品能源消耗限額》標(biāo)準(zhǔn)中，給出現(xiàn)有日用陶瓷單位產(chǎn)品能源消耗限額的限定值(見(jiàn)表1)[1]。

日用陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)能耗限額的分類(lèi)中，將產(chǎn)品分為日用瓷和日用陶兩大類(lèi)。瓷質(zhì)產(chǎn)品的單位產(chǎn)品能耗限額限定值高于陶質(zhì)產(chǎn)品，主要原因是瓷質(zhì)產(chǎn)品的燒成溫度較高，能源投入量較大。

表1 現(xiàn)有日用陶瓷單位產(chǎn)品能源消耗限額的限定值

注：每次烤花、電鍍?cè)黾宇~為150 kgce/t。外購(gòu)原料扣除額為：坯料35 kgce/t；釉料10 kgce/t。

日用陶瓷生產(chǎn)時(shí)，在原料制備到產(chǎn)品成形、產(chǎn)品檢驗(yàn)、產(chǎn)品包裝等環(huán)節(jié)中，瓷質(zhì)產(chǎn)品和陶質(zhì)產(chǎn)品的能耗差距并不大，主要的能耗差距是在窯爐燒成方面。日用陶瓷的生產(chǎn)能耗中，有近70%是來(lái)自窯爐燒成。因此，燒成溫度、時(shí)間和次數(shù)成為產(chǎn)品能耗限額分類(lèi)的重要依據(jù)。日用陶瓷能耗限額分類(lèi)中有一次燒成和二次以上(含二次)燒成。在一次燒成中再按1 280 ℃之上或之下給出能耗限額，兩者差距的限額是200 kg標(biāo)準(zhǔn)煤，二次以上(含二次)燒成的限額為1 250 kg標(biāo)準(zhǔn)煤，不是一次燒成800 kg標(biāo)準(zhǔn)煤的加倍，原因是在二次或多次燒成中可能包含素?zé)蚩焖儆詿?。日用陶沒(méi)有給定大于1 280 ℃燒成的限額，原因是日用陶基本上不采用1 280 ℃以上的燒成，當(dāng)日用陶燒成達(dá)到1 280 ℃之后，產(chǎn)品基本已瓷化，可以被歸入日用瓷的范圍中。在對(duì)各類(lèi)產(chǎn)品能耗的調(diào)查中，數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析結(jié)果基本反映出上述能耗限額限定值的給定是相對(duì)適用和合理的。

釉上裝飾包括釉上彩繪和貼花，需要經(jīng)過(guò)烤彩，目前有少量日用瓷采用釉上真空電鍍(如真空鍍鈦)裝飾。這些處理過(guò)程溫度較低，時(shí)間較短。這些過(guò)程不能視為燒成，但需要能耗投入。標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)每次烤花或電鍍單列增加150 kg標(biāo)準(zhǔn)煤的能耗限額，如：日用瓷一次燒成，燒成溫度小于或等于1 280 ℃的產(chǎn)品，再經(jīng)過(guò)一次的烤花，其能耗限額為950 kg標(biāo)準(zhǔn)煤。

在日用陶瓷生產(chǎn)企業(yè)中，部分企業(yè)的原料(如坯料和釉料)是外購(gòu)的。在產(chǎn)業(yè)鏈配套中，生產(chǎn)企業(yè)對(duì)外采購(gòu)成品原料，則應(yīng)對(duì)該產(chǎn)品能耗的限定值適當(dāng)減少，如：日用瓷一次燒成，燒成溫度小于或等于1 280 ℃的產(chǎn)品，其生產(chǎn)用坯料是通過(guò)外部采購(gòu)，其能耗限定值應(yīng)為765 kg標(biāo)準(zhǔn)煤。

標(biāo)準(zhǔn)對(duì)日用陶瓷生產(chǎn)企業(yè)(含新建生產(chǎn)線)的單位產(chǎn)品能源消耗限額準(zhǔn)入值(見(jiàn)表2)。表2中各種分類(lèi)沒(méi)有改變，只是限額數(shù)值改變。

表2 日用陶瓷生產(chǎn)企業(yè)(含新建生產(chǎn)線)單位產(chǎn)品能源消耗限額準(zhǔn)入值

注：每次烤花、電鍍?cè)黾宇~為150 kgce/t。外購(gòu)原料扣除額為：坯料35 kgce/t；釉料10 kgce/t。

3 日用陶瓷單位產(chǎn)品能耗限額的先進(jìn)值

先進(jìn)值是倡導(dǎo)和鼓勵(lì)性的，鼓勵(lì)現(xiàn)有日用陶瓷產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)和新建生產(chǎn)企業(yè)(含新建生產(chǎn)線)，在通過(guò)節(jié)能技術(shù)改造和加強(qiáng)節(jié)能管理，使能耗等于或低于先進(jìn)值。目前，部分日用陶瓷生產(chǎn)企業(yè)的單位產(chǎn)品能耗已達(dá)到先進(jìn)值的要求。

日用陶瓷單位產(chǎn)品能源消耗限額先進(jìn)值(見(jiàn)表3)。表3中相對(duì)表1和表2的單位產(chǎn)品的能耗限額數(shù)值變小，是向生產(chǎn)企業(yè)提出節(jié)能降耗的階段性目標(biāo)值。

表3 日用陶瓷單位產(chǎn)品能源消耗限額先進(jìn)值

注：每次烤花、電鍍?cè)黾宇~為150 kgce/t。外購(gòu)原料扣除額為：坯料35 kgce/t；釉料10 kgce/t。

4 日用陶瓷生產(chǎn)節(jié)能降耗的主要環(huán)節(jié)[2]

通過(guò)對(duì)技術(shù)與工藝的創(chuàng)新和改進(jìn)、包括技術(shù)改造，是實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的主要措施。生產(chǎn)的節(jié)能降耗可以通過(guò)多個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4.1 窯爐生產(chǎn)的節(jié)能

日用陶瓷生產(chǎn)中的能耗主要發(fā)生在窯爐燒成生產(chǎn)階段。窯爐燒成生產(chǎn)能耗占產(chǎn)品生產(chǎn)綜合能耗的70%左右。窯爐大型化、連續(xù)性生產(chǎn)、采用低吸熱窯車(chē)和窯具、采用輕質(zhì)和優(yōu)質(zhì)保溫材料，可以達(dá)到較好的節(jié)能效果；采用隧道窯和輥道窯，配備智能化控制裝置，通過(guò)試燒總結(jié)并制定適用的燒成制度，可以達(dá)到較好的節(jié)能降耗效果。

4.2 提高產(chǎn)品合格率

產(chǎn)品合格率與單位產(chǎn)品能耗成反比。當(dāng)產(chǎn)品合格率提高時(shí)，單位產(chǎn)品能耗相應(yīng)下降。日用陶瓷單位產(chǎn)品能耗的測(cè)算是以日用陶瓷綜合能耗除以產(chǎn)出合格產(chǎn)品的產(chǎn)量(重量)。報(bào)廢產(chǎn)品和不合格品返工的能耗被分?jǐn)傇诤细癞a(chǎn)品上。因此，提高產(chǎn)品合格率，特別是燒成出窯產(chǎn)品的合格率，直接影響到單位產(chǎn)品能耗。

4.3 其它節(jié)能措施

提倡使用變頻電機(jī)等節(jié)能設(shè)備。在坯料制備中，球磨機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、功率因數(shù)較低，采用變頻電機(jī)可達(dá)到節(jié)能效果。窯爐燒成生產(chǎn)中，窯爐余熱可用于產(chǎn)品的坯體烘干或石膏模具干燥。生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)的合理化，也能相應(yīng)地降低能耗。

5 結(jié)語(yǔ)

日用陶瓷單位產(chǎn)品能源消耗限額，是依據(jù)產(chǎn)品分類(lèi)、燒成溫度分類(lèi)、燒成次數(shù)分類(lèi)等結(jié)果，界定能耗限額的限定值、準(zhǔn)入值和先進(jìn)值。分析和理解各種分類(lèi)的原由，明確產(chǎn)品生產(chǎn)中能耗控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有助于生產(chǎn)企業(yè)對(duì)能耗控制的規(guī)劃和考核，有利于節(jié)能措施的制定和實(shí)施。