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第三节 中国陶瓷工业的现代化建设

1979年以后,随着国家改革开放的不断深入,我国的陶瓷工业整体进入快速发展时期,其特点表现为国有、集体和民营企业的调整、重组与发展加快,大量引进国外先进设备与技术,合资及外资企业迅速发展,专业配套企业迅速发展,专业研究设计队伍迅速扩大,科技创新能力明显增强,新技术、新工艺、新设备、新产品大量涌现,各类产品的产量迅速增加、质量明显提高、品种趋向齐全,产品出口和技术输出质量迅速提高,新兴产区迅速发展等。2010年前后,我国已形成完整的陈设艺术陶瓷、日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、电工陶瓷、砖瓦及工业陶瓷等工业体系。随着传统陶瓷工业的现代化,促进了专业化的进程,由此又形成了一些新的产业,诸如陶瓷原料、坯釉料加工产业;色料及装饰材料生产产业;制模材料加工与成形模具制造产业;陶瓷机械装备制造产业及其相关配件产业;陶瓷窑炉制造产业及其相关产业等。我国已经成为世界陶瓷的生产和消费大国,并正处于由陶瓷大国迈向陶瓷强国转变的关键时期。

本节记述陈设艺术陶瓷、日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、砖瓦、工业陶瓷、陶瓷原料与辅助材料加工、陶瓷装备制造等7个行业或产业在这一时期的发展历程。

一、陈设艺术陶瓷工业的现代化建设

陈设艺术陶瓷是指供人们陈设欣赏用的艺术陶瓷,但有时也将一些造型与装饰精美的日用陶瓷,特别是一些传世至今或出土的古陶瓷等作为陈设艺术陶瓷看待。

20世纪50年代,特别是70年代后期以来,随着国家经济和文化建设的快速发展,陈设艺术陶瓷形成了多元化的繁荣局面。同时,在古窑址的考古、古陶瓷的研究和复(仿)制等方面也都取得突出的成就。

在传统陶瓷艺术的恢复和发展方面,各地百花争艳,成效显著。景德镇的艺术陶瓷、醴陵的釉下五彩、宜兴紫砂器、佛山石湾陶塑、潮州枫溪瓷塑、德化瓷塑、淄博刻瓷艺术,以及唐山新彩彩绘和铁结晶釉艺术瓷等技艺和产品可以作为其典型代表。

在古窑址的考古发掘、古陶瓷的研究和复(仿)制等方面取得了一批令人瞩目的成果。1957年,轻工业部做出了《关于恢复历史名窑的决定》,并提出首先恢复浙江龙泉窑和河南汝窑。

1959年,浙江省人民政府成立了龙泉窑恢复委员会。1960年6月,使失传300多年的龙泉青瓷在上垟龙泉瓷厂烧制成功。后组建了龙泉青瓷研究所。到20世纪80年代,形成了以上垟总厂为中心、多家分厂的现代青瓷产区。青瓷产品在国庆35周年时入选国务院紫光阁、武成殿的陈设品。

自20世纪60年代初期以来,故宫博物院、河南省文物研究所、汝州市博物馆等单位一直坚持汝窑的恢复与窑口的寻找。1988年8月,烧制成功举世瞩目的一代瑰宝“汝官瓷天青釉”,通过了由轻工业部陶瓷研究所和河南省科委共同主持的省级鉴定。同年,根据宝丰提供的清凉寺窑实物标本,经上海博物馆和河南省文物研究所复查与考古试掘,证实宝丰清凉寺窑为汝官窑的窑口,这一考古新发现是我国陶瓷工艺考古史上一项新的重要突破,解决了中国陶瓷史上的一大悬案。不仅找到了北宋五大名窑之魁的汝瓷窑口,为迄今传世的60多件北宋宫廷御用汝瓷的鉴定提供了可靠的依据,而且挖掘了大量的民用汝瓷器,品种繁多,更富于装饰。更为可贵的是,该窑口是一处宋、金、元以来烧造历史延续数百年之久的重要制瓷场地,规模非常宏大,整个面积在87万平方米,而且内涵十分丰富。窑具、瓷片堆积如丘,地层堆集一般在2~3米,最厚处可达6米以上。可以窥见当时窑业的繁荣昌盛。2001年10月,汝州市承办了中国古陶瓷研究会年会暨汝州市首届国际汝瓷研讨会。2004年,国家质检总局通过了汝州市申报汝瓷原产地域产品保护。

20世纪70年代末开始,景德镇陶瓷馆率先开展了对元、明青花制瓷工艺的试验研究、仿制和复制恢复工作,在探索景德镇元、明民间瓷艺方面取得成就。为保留明清景德镇瓷艺文化,市文化局组建了古窑瓷厂,建立了景德镇陶瓷历史博物馆和宋湖田窑遗址博物馆。景德镇陶瓷考古研究所对御窑遗址持续的科学发掘研究成果被评为2003年度“全国十大考古新发现”。

在恢复龙泉窑和汝窑的同时,各地又相继开展了对钧窑、耀州窑、北宋及南宋官窑、建窑、定窑、磁州窑和越窑青瓷等古代窑址的发掘与考古工作,在对出土瓷器样品及其烧造工艺的深入研究的基础上,开展了卓有成效的复制与仿制,使这些窑口恢复了昔日的辉煌。

1914年,乘俊在东方杂志11卷第5期发表的《中国古瓷之研究》,揭开了我国清王朝之后古陶瓷研究的开篇。由此开端,可把古瓷的研究分为四个阶段。1914~1930年为第一阶段,其特点为发表论文不多、专著较为丰富,但专著学术水平不高。1931~1948年为第二阶段,研究古陶瓷的论文和著作迅速增多,尤其是陈万里把现代田野考古学引入了古陶瓷的研究而树立了古陶瓷研究的第一块里程碑,周仁于1931年揭开了古陶瓷科技研究的先河,而树立了古陶瓷研究道路上的第二块里程碑。1950~1982年为第三阶段,特点是以周仁为首的一批科学工作者把科学化验引入古陶瓷的研究之中。1983~2010年为第四阶段,形成了历史上古陶瓷研究空前未有的兴盛局面,其特征为:参加研究人数之众、层次之丰富为历史高峰,出版物之多为历史空前,现代测试技术、计算机技术和传播工具开始广泛应用。

目前,古陶瓷的研究大致可以分为文献学研究、传统鉴定研究、科技研究、陶瓷考古学研究、外销瓷研究和艺术学研究等六个方面。

二、日用陶瓷工业的现代化建设

20世纪80年代初,我国日用陶瓷的年产量为30亿件,相当于世界陶瓷总产量(100亿件)的1/3,日用陶瓷的出口量从20世纪50年代初期的第19位上升到第6位。这个时期,我国日用陶瓷出口的主要产品是南方高温硬质瓷和北方低温软质瓷,以釉上平印、丝网印工艺装饰的餐具为主,出口欧美市场,代表厂家有景德镇的为民瓷厂、宇宙瓷厂、人民瓷厂,醴陵的国光瓷厂、永胜瓷厂、长沙建湘瓷厂、湘西洪江瓷厂,唐山的第一、第二瓷厂,邯郸的第一、第二瓷厂,山东淄博的博山陶瓷厂、淄博瓷厂等企业。产品质量达到国际同类产品的中档水平。与20世纪80年代共同构成我国出口日用陶瓷配套餐具产品的企业还有江苏宜兴精陶厂,山东淄博的张店陶瓷厂、江苏高淳陶瓷厂、山东临沂瓷厂、河南焦作瓷厂、广西北流瓷厂、广东石湾人民瓷厂的炻器西餐具等。

目前,我国日用陶瓷年产量约150亿件,约占世界总产量的70%,居世界首位。日用陶瓷产品的重点产区为江西省景德镇、河北唐山和邯郸、湖南省醴陵、广东佛山和潮州、山东淄博、江苏宜兴、福建德化、浙江龙泉、河南禹州(钧窑)和焦作等。近年来,发展起来的新兴产区有山东临沂、广西北流、重庆市、山西怀仁等。

我国日用陶瓷工业的产品结构也在进一步优化,形成专业化的分工,各种产品及其生产基地有景德镇、醴陵、重庆、德化、潮州、大埔、北流、怀仁的南方硬质瓷、高白瓷生产基地;以唐山、邯郸骨质瓷为代表的软质细瓷生产基地;淄博、潮州、临沂的镁质(滑石瓷)强化瓷及旅馆酒店业合约市场用瓷的生产基地;淄博、唐山、高淳、德化、焦作、潮州、北流、怀仁、临沂的炻器生产基地;宜兴、潮州、德化的精陶、中低温环保陶器生产基地和德化冠福等企业生产的高温耐热煲陶瓷生产基地。

目前,德化和潮州两个产区已成为世界西洋工艺瓷最大的生产出口基地,再现了我国历史上瓷器出口的泉州、潮州两港的“海上丝绸之路”的繁荣。

我国日用陶瓷工业正在向着专业化、集约化、市场化方向发展。德化、潮州的工艺瓷生产已基本实现了陶瓷原料的标准化、专业化、商品化。广西北流产区以三环集团为核心带动五瓷、六瓷、七瓷等重点企业发展,建立了标准化原料基地。山东硅苑新材料科技有限公司(原山东省硅酸盐研究设计院)与德国合资的淄博赛得克陶瓷颜料有限公司(现淄博福禄新型材料有限责任公司)、佛山大鸿制釉、大宇制釉、正大制釉、万兴制釉和潮州、醴陵产区等化工颜料企业已构成国内现代陶瓷业色、釉料、金水专业化生产的商品供应网络,重点产区和日用陶瓷产品生产配套的现代高档瓷装饰印刷工艺的外资、合瓷企业正在产区落户。

三、建筑卫生陶瓷工业的现代化建设

1993年,我国建筑陶瓷砖和卫生陶瓷产量双双跃居世界首位,成为世界建筑卫生陶瓷生产大国。2006年,我国建筑陶瓷砖和卫生陶瓷产品出口量同为世界第一,并出口成套技术装备,成为世界建筑卫生陶瓷出口贸易大国。2000年,我国已成为世界建筑卫生陶瓷生产基地和制造中心。目前,我国的建筑卫生陶瓷工业正处于由大国迈向强国的关键时期。

在这个快速发展阶段,我国建筑卫生陶瓷的产量大幅增加、质量明显提高、品种增多,引进了许多国外的先进设备与技术,国有、集体和民营企业的调整、重组与发展加快,合资及外资企业迅速发展,专业配套企业迅速发展,专业研究设计队伍迅速扩大,新技术、新工艺、新设备大量涌现,建设了一些产品的国产化示范线,并形成若干新兴产区,呈现一派欣欣向荣的大好局面。

1979年以后,随着工厂数量的增加、技术的进步和引进设备的投产,使我国建筑卫生陶瓷产品的产量迅速增加,质量明显提高,花色品种增多,产品结构明显优化,趋向配套化生产和销售。企业普遍推行全面质量管理制度。1987年唐陶牌系列卫生陶瓷获国家金质奖,突破全行业长期无质量金牌的局面。至1987年,制订并由国家标准局批准颁发的建筑卫生陶瓷产品和产品性能检验方法国家标准有12个。

1983年,石湾耐酸陶瓷厂(利华装饰砖厂)从意大利唯高公司引进年产40万平方米彩釉砖生产线1条,这是全国第一条成套引进的陶瓷砖生产线。可以说,自这条线投产起,我国的建陶工业开始走上现代化之路。到1986年,我国引进彩釉砖、劈开砖、琉璃瓦等各类生产线有50多条。出现了多头对外,重复引进的混乱局面。为此,国家建材局提出“联合引进,消化吸收”的方针,1987年开始,组织国内力量,通过对引进的意大利装备制造技术消化吸收,于1992年11月在四川自贡建成“年产70万平方米彩釉陶瓷墙地砖国产化示范线”,并通过国家技术验收。1992~1994年,又组织了烟台釉面砖国产化线的建设。但由于市场需求巨大,引进势头仍不止歇。据1993年统计,引进生产线或关键设备的有250多家。

1985年,湖南建筑陶瓷厂引进德国瑞德哈姆公司的燃煤气隧道窑,开启了全国卫生瓷设备引进的先河。之后,各企业又引进隧道窑、辊道窑、梭式窑,洗面器组合浇注线、坐便器组合浇注线,中、高圧注浆机,喷釉机械手,旋转风筒式干燥设备,喷釉柜等设备和生产线,促进了我国卫生陶瓷生产的现代化。

到1986年年底,我国建筑卫生陶瓷行业中有80%以上的企业采取不同形式走上联合发展的道路,有跨行业(如与五金、塑料行业联合)、跨部门的联合,有不同所有制企业之间的联合,有跨地区的联合等。在这些联合体中,绝大多数都是以大企业为中心,大、中、小企业兼而有之,体现了专业化分工、社会协作和生产结构的合理性。其中,最有代表性的是佛山陶瓷工贸集团公司和唐山胜利集团公司。与此同时,乡镇企业迅速发展,中外合资企业迅速发展,民营企业迅速发展,专业配套企业迅速发展,专业研究设计队伍迅速扩大,建筑卫生陶瓷工业的体制与产业结构更趋合理。

新技术、新工艺、新设备不断涌现。在建筑陶瓷砖的生产领域,最具代表性的有低温快烧工艺及设备、喷雾干燥塔的系列化与大型化、现代干法制粉工艺技术和装备的开发和应用、国产化压机的研制和应用、墙地砖施釉设备的完善、墙地砖烧成辊道窑的开发和应用、墙地砖生产线配套设备的开发和推广等。在卫生陶瓷的生产领域,最具代表性的则有微压注浆工艺和组合浇注工艺的研制和推广、高中压注浆及低压快排水注浆技术的引进及国产化研究、机械手喷釉技术的引进及国产化研究、卫生陶瓷烧成用窑炉(隧道窑、梭式窑及辊道窑)的开发和推广等。在通用设备的研制和推广领域,最突出的成果为大型球磨机的研究与开发、油压柱塞泵的系列化等。

四、砖瓦工业的现代化建设

1949年以后,我国砖瓦工业走上了正规化、标准化的发展道路,特别是1978年以来,砖瓦业经历了产品结构的调整,新产品得到不断开发,产量增长也较快,产品品种、规格及工艺技术和装备水平均取得了明显的进步。

目前,我国烧结砖瓦包括烧结实心砖、烧结空心砖、烧结多孔砖、烧结砌块与烧结墙板等多个品种。烧结砖瓦以其自身独有的耐久性、抗变形收缩性、尺寸稳定性、居住舒适性等技术指标及各地广泛适用的使用性能,在新型墙体材料的发展中仍保持主导地位。

1952年,我国烧结砖的产量约150亿标块,1959年上升到400亿标块,1965年达到
500亿标块。1978年以后,砖瓦产量快速增长。1980年砖产量2000多亿标块,1988年砖产量4687.79亿标块、瓦580.04亿片,1990年达到4700亿标块。1996年全国烧结砖瓦厂为12万户,砖的年产量首次突破了7000亿标块,成为世界上砖瓦生产企业最多、产量最大的国家。2005年,全国烧结砖的年产量已突破8000亿标块。2007年,屋面瓦的产量达600多亿片(含水泥瓦在内)。

20世纪50年代中期开始,我国新建或改建的机制砖瓦厂均使用电力,电力在砖瓦厂中得到普及应用。到70年代后期,砖瓦的生产从取土、和泥到制坯烧成的每道工序都进行技术革新,采用内燃砖、两次码烧、一次码烧等新工艺,运用挖土机、推土机、码头吊、对辊机、搅拌机、皮带机、真空和泥挤出成形机等新设备。至1990年底,全行业的劳动生产率有很大提高,其中以南汇建材厂为最高,达到人均21.84万块。

我国砖瓦工业基本实现了机械制备原料、机械成形、自然干燥、轮窑或隧道窑烧成。其中,85%以上的烧结黏土砖采用了内燃焙烧,人工干燥、隧道窑烧成及机械化码装工艺亦在大中型烧结砖厂得到广泛应用。

近年来,随着我国墙体材料制造技术的不断提高,黏土烧结砖企业的数量明显减少,企业规模显著提高。截至2010年,我国的砖瓦生产企业近7万家,从业人员600多万人,年产量约9000亿块标砖,烧结黏土砖仍占墙体屋面及道路用建筑材料总量的50%以上。建设了一大批年产6000万块以上规模的固体废弃物烧结砖生产线,最大规模已达2.5亿块/年,3000万块/年以上规模的生产线数量占新建生产线的60%以上。我国西部黏土资源丰富地区的墙体屋面及道路用建筑材料则基本仍以烧结黏土砖为主。

我国砖瓦生产原料已由原来单一的黏土发展到如今包括黏土、工业废渣、农作物秸秆、页岩、石膏、高岭土、膨润土、硅藻土、硅砂等非金属矿资源,建筑垃圾与生活垃圾、城市淤泥等城市固体废弃物等几大类数十种。

目前,我国建筑垃圾产量通常占城市垃圾总量的30%~40%,每年产生城市污泥超过1亿吨。建筑垃圾、城市污泥、生活垃圾等城市固体废弃物可以生产烧结砖瓦,但因技术、市场与投资情况等原因,目前一般生产规模较小,尚未能得到广泛普及。

目前,西安墙体材料研究设计院是我国从事墙体屋面材料制品研究设计的唯一专业科研设计院所,具备国家级工程设计甲级和工程总承包及工程咨询的甲级资质。

五、工业陶瓷工业的现代化建设

1949年以后,我国的化工陶瓷、电工陶瓷和精细陶瓷得到了快速发展,并逐步建立了我国的工业陶瓷生产体系。

1957年,江苏宜兴非金属化工机械厂组建成立,成为当时全国最大的化工陶瓷机械设备生产企业。山东淄博工业陶瓷厂、广东佛山化工机械陶瓷厂也相继扩大了化工陶瓷的产品生产,满足化学工业发展的需要。经过几十年的发展,我国的化工陶瓷的材质由陶向瓷转变,品种也不断更新与增多,生产工艺与设备也有长足的发展,由手工成形向机械成形转化,压力注浆工艺与装备的应用,窑炉由直焰窑向大型倒焰窑、高温梭式窑及隧道窑的演变以满足各种异型、大规格化工反应器的生产需求。进入20世纪90年代后期,江西萍乡大力发展工业陶瓷,逐步成为我国化工陶瓷的又一个集中产区。

1949年以后,我国逐步形成了抚顺电瓷厂、南京电瓷厂、大连电瓷厂、醴陵电瓷厂和西安高压电瓷厂等全国五大电工陶瓷生产基地。之后,又陆续建成了苏州电瓷厂、上海电瓷厂、唐山高压电瓷厂、淄博电瓷厂、佛山电瓷厂等一大批全国绝缘子、避雷器行业的骨干企业。1958~1978年间,从吸收苏联和欧美等国家的装备技术到自主更新产品结构,发展适合我国国情的产品,开始研制330~500kV产品并开拓国外市场,初步形成了我国的电瓷工业体系。1979~2010年是电瓷工业的产业结构调整期,发展了超特高压与直流高压电瓷。

20世纪80年代起,在自行研制第一套500kV产品的基础上,引进国外先进技术和制造设备,提供达到或接近国际水平的500kV产品,中低端产品开始批量出口。从20世纪90年代后期开始,在自行研制第一套500kV产品和消化吸收引进技术和装备的基础上,普遍更新技术和装备,提高了技术水平。

在我国,通常将电子陶瓷、磁性陶瓷、透明陶瓷(含红外材料)、敏感陶瓷、生物陶瓷、多孔(过滤)陶瓷及无机膜制品、高温结构陶瓷、耐磨耐腐蚀陶瓷、导电陶瓷及制品和陶瓷纤维与制品等10大类产品统称作精细陶瓷。

20世纪50年代初期,我国开始研究和生产精细陶瓷,首先在湖北宜宾开始布点生产电子结构陶瓷。60年代初,中科院上海硅酸盐研究所、电子部第12研究所及中国建筑材料科学研究院等单位相继开发了真空电子器件所涉及的各种结构陶瓷材料,并在上海、北京、山东等地投产。60年代中期,我国非氧化物结构陶瓷和功能陶瓷(如压电陶瓷等)的研究比较活跃。1968年,山东淄博瓷厂在上海硅酸盐研究所、海军第七研究院等单位配合下,试制成功陶瓷声呐换能器和压电陶瓷产品,年生产能力可达300万件。

1986年后,国家制定的“中国高技术新材料发展概要”中的“863”计划,把高性能陶瓷材料列入新材料领域使我国精细陶瓷步入新的发展阶段。

20世纪80年代末至90年代初,许多现代陶瓷理论和工艺在精细陶瓷的制备中得到应用。其中,利用金属材料的相变理论使陶瓷材料的强度和韧性得到较大的提高;氧化锆增韧氧化物或非氧化物陶瓷新材料的出现、陶瓷材料的剪裁与设计催生了纤维(晶须)补强复相陶瓷、颗粒弥散强化、自增补强及梯度复相陶瓷等;仿生学在精细陶瓷制备工艺中得到应用,层状材料得到了较大的发展。凝胶注凝成形工艺的开发和高密度近净尺寸成形的运用,为提高陶瓷性能,降低生产成本开辟了一条新途径。清华大学研制成功的我国第一台胶态注射成形机,并成功用于多种高技术产品的开发与生产,获2005年国家技术发明二等奖。苏州中光科技发展有限公司采用双向定位、干法干压技术使光纤连接器和氧化锆陶瓷插芯生产效率明显提高,促进光纤网络的快速发展,技术处于国际领先地位。聚合物裂解转化、CVD工艺及溶胶-凝胶工艺的采用,使薄膜材料与涂层改性和特种纤维的制造成为可能(如连续BN纤维、连续SiC纤维、连续Al 2 O 3 纤维等)。纳米技术在陶瓷中的应用使材料性能发生根本性变化,使某些陶瓷具有超塑性或使陶瓷的烧结温度大大降低(如13nm Y-TZP粉体在1200℃下、保温1min即可达到98%的理论密度)。改变陶瓷微观结构的新型烧结设备与工艺随之产生,如自蔓延烧结与装备、微波烧结与设备及高能等离子设备等。总之,精细陶瓷的品种增加、性能提高、应用面得到空前扩展。

六、陶瓷原料与辅助材料的现代化建设

陶瓷原料主要是指用于配制陶瓷坯料和釉料用的大宗原料,而辅助材料则包括供装饰陶瓷器用的装饰材料(色料、颜色釉、贴花纸和金水等),供制造成形模具用的模具材料,以及供制造烧成时盛装或支撑制品的窑具材料。

1.陶瓷原料及其加工

20世纪60年代后,我国的陶瓷原料,特别是高岭土原料的需求量大增,无论从数量和质量上都满足不了生产快速发展的要求,企业开始争夺高岭土资源,出现了原料大调拨的局面。为了缓解资源问题,日用陶瓷行业的一些产区利用一些地方性的资源,如焦宝石、滑石等开发了焦宝石瓷、滑石质瓷和骨质瓷等新的瓷种。在研究开发骨质瓷时,开始都是采用动物骨骼,后来又研究出用人工合成骨粉替代,收到了良好的效果。

20世纪70年代末以来,我国建筑卫生陶瓷以引进国外技术为突破口开始规模化发展,在陶瓷原料开发利用方面成绩突出。充分利用当地原料,加强高乳浊釉的研究开发和应用,生产出中高档卫生瓷和釉面内墙砖;利用地方原料生产焦宝石质、叶蜡石质、滑石质内墙砖。20世纪70年代末成功开发了我国储量丰富的硅灰石、透辉石、透闪石等作为低温快烧原料的应用技术。20世纪80年代中后期,利用页岩制造陶瓷砖的技术得到应用。2004年以后,加快了卫生陶瓷、瓷质砖低温快烧原料的研究开发的步伐。在充分利用地方原料的同时,国家对“三废”利用的优惠政策也使煤矸石、粉煤灰、高炉渣、磷矿渣等工业废渣在陶瓷工业中的广泛研发应用取得明显成效。

20世纪50年代前,我国已有小型球磨机,球磨介质为鹅卵石。80年代后,陶瓷工业的大发展使适合球磨机用的天然鹅卵石已经几乎耗尽而开始使用人造球石。现在,陶瓷原料加工采用的新技术、新装备、新材料主要有黏土淘洗技术、高梯度磁选技术、振动过筛技术、容量法配料技术、高压滤泥机、大容量球磨机、氧化铝瓷球和衬板等。

广东潮州地区是我国重要的陶瓷产区,陶瓷原料由原料加工厂统一加工,统一配方,集中加工制成泥饼,供应陶瓷厂。我国也有一些瓷区设有釉料工厂,生产釉浆供陶瓷厂使用。这种产业化生产、商品化供应的生产模式应予以推广。发展高岭土矿产资源加工产品的专业化、系列化、标准化、商品化是今后的发展方向。

2.陶瓷用色釉料及其生产

20世纪50年代初期以后,我国逐步建立起了较为完整的釉上彩颜料研究、开发和生产体系,满足了日用陶瓷工业的发展需求。1979年以后,我国釉上丝网颜料的用量不断增加。1995年3月,山东省硅酸盐研究设计院与德国Degussa公司成立合资公司—淄博赛德克陶瓷颜料有限公司,使我国陶瓷颜料的开发和生产进入了国际化和专业化渠道。20世纪90年代末以来,广东佛山、潮州,湖南地区,以及山东淄博,河北唐山等地的陶瓷装饰颜料的研发和生产也得到了快速发展。20世纪50年代初期到70年末期,我国釉下彩颜料仍处于小规模研发和生产阶段,80年代开始得到了快速发展,建立了生产釉下彩颜料的专业色料厂家,实现了规模化和专业化的生产。20世纪90年代以后,釉下颜料的生产企业以南方的个体企业居多,尤其湖南地区以釉下五彩闻名,有多家颜料厂生产釉下颜料。

20世纪50年代末,我国建筑卫生陶瓷生产开始采用以氧化锡为乳浊剂的乳浊熔块。1966年,北京玻陶院(现中国建筑材料科学研究总院前身的一部分)与唐山建筑陶瓷厂合作研制成功“6601”锆英石熔块,使内墙砖的白度由78度提高到86度,被许多厂家一直应用到70年代末期。在这期间,温州、沈阳、唐山各面砖厂都开始生产彩色精陶釉面砖。1979年以后,我国建筑陶瓷砖用熔块的生产逐步向专业化生产方向发展。1987年,开始筹建淄博色釉料厂(后更名为淄博东方制釉有限公司)和四川成都新型建材厂(后更名后成都色釉料厂),引进国外相关设备与技术,采用小型池窑,连续熔制各种组成的熔块,主要品种有高透明熔块、锆乳白熔块及钙无光熔块等。20世纪90年代末期,丝网印刷(有釉下、釉中和釉上等)广泛应用,装饰效果极佳,尤其是滚筒印花技术的推广,推进了各种丝网印与滚筒印花色料的专业化生产。20世纪70年代中期,我国开始研制卫生陶瓷用锆英石乳浊釉,获得成功后在全国推广使用。1979年以后,有关研究院所、学校和企业纷纷试制各种新品种的卫生陶瓷釉料,新型乳浊釉料不断出现。

20世纪80年代,山东省硅酸盐研究设计院开始生产用于日用陶瓷和建筑卫生陶瓷的高温色料。1996年,淄博赛德克公司投资600万马克新建的年产700t高温色料生产线投入使用。1992年以后,国内大规模色釉料厂相继建成,使色釉料生产实现了专业化。进入21世纪以来,我国陶瓷色釉料知名品牌企业达50多家。

3.陶瓷用花纸

20世纪50年代,我国仅有辽阳陶瓷花纸厂、济南瓷用花纸厂和景德镇瓷用化工厂三家规模较大的专业陶瓷贴花纸厂,年产量2000万张,供应国内陶瓷生产使用。

20世纪80年代末,国际上出现了新型花纸的生产工艺和新材料,即小膜花纸(亦叫水转移花纸)。现在,我国小膜花纸的年产量约为2.6亿张、占花纸全部产量的80%以上,生产花纸的厂家近500家,花纸年产量居全球首位,部分厂家质量达到或超过国际先进水平。90年代中期,花纸制版技术由照相制版、电子分色制版发展成为计算机制版。我国华光计算机等公司开发了针对花纸特点的专用制版软件,Photoshop软件得到广泛使用,计算机制版具有制版简单、快捷,易变化版面等特点。

4.陶瓷用金装饰材料

1949年以后,湖南轻工研究所和景德镇瓷用化工厂先后试制成功了陶瓷金水,结束了我国陶瓷金水依赖进口的局面。目前,装饰陶瓷用金水共有120多个品种,已形成不同含金量的系列产品。生产金水的单位已由两家发展到了现在的五家,即湖南醴陵、江西景德镇、山东淄博、河北唐山、邯郸,年产量近3t,耗用黄金约300kg。

1995年3月,德国迪高沙公司所属的全资公司—德国赛德克陶瓷颜料公司与山东硅酸盐研究院合作,成立淄博赛德克陶瓷颜料有限公司,开始了陶瓷釉上彩颜料、玻璃颜料、陶瓷釉用色料、陶瓷金水的全面研发和生产。1997年,把德国陶瓷金水、陶瓷花纸印刷金膏、玻璃花纸印刷金膏和玻璃金水的生产工艺和技术引进到我国。目前,淄博福禄新型材料有限公司是我国最大的陶瓷玻璃金水、金膏生产基地,2007年生产和销售各种金水、金膏124000瓶(每瓶50g)。

2000年以后,我国金水生产企业的结构发生了重大变化。湖南陶瓷研究所的金水、金膏生产技术逐步分散到湖南、潮州等地区的民营企业。景德镇瓷用化工厂的金水、颜料、花纸也已经由民营企业承包经营。2007年这些企业的金水、金膏产量为在240000瓶(每瓶50g)。邯郸陶瓷研究所金水生产已经关闭,唐山陶瓷研究所还在生产很少数量的金水。

5.陶瓷生产用模具及模具材料

按照材质,可把陶瓷模具分为石膏模具、塑料模具、合成石膏模具和金属模具。

目前,模具材料仍以石膏为主要原料。20世纪初期,石膏模具已按成形方法分为塑性成形模具和注浆成形模具两大类,采用的原料均为普通的半水石膏( β -半水石膏)。到50~60年代时,石膏模具材料由 β -半水石膏变成 α -半水石膏(又称高强石膏)。这类精加工的 α -半水石膏具有吸水率低、强度高、使用寿命长等特点,适合滚压成形、高压注浆成形及母模使用。

塑料模具具有表面光滑、机械强度高、耐磨性能好、耐腐蚀性强、使用寿命长等特点。寿命可达3000~4000次以上,为普通石膏模型的10倍以上,但价格昂贵、制作工艺复杂。

20世纪80年代,我国引进等静压技术成形技术和配套用塑料模具。制作陶瓷塑料模具的材料有聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚氨基甲酸酯等。20世纪80年代末,我国国内也做过静压成形模具的相关的研究,合成了聚氨酯弹性体用材料,研制成功了静压成形所用的模具,但没有实现专业化生产。

80年代中期,我国引进了卫生陶瓷高压注浆的同时,引进了微孔塑料模具。初期,全部用进口材料制作。现已实现了模具材料和制作技术的国产化。

金属模具出现于20世纪60年代,用于电瓷、耐酸瓷砖的冲压成形和电瓷的热压注浆成形。70年代至今,金属模具广泛用于生产建筑陶瓷、电子陶瓷和特种陶瓷的生产,已由使用企业自制发展成为专业化工厂制造。

6.陶瓷生产用窑具及窑具材料

20世纪50年代,在传统的黏土生料匣钵中引进了一定数量的煅烧焦宝石或矾土,使匣钵的高温性能有所提高,成形方法由手工拉坯改为刀板成形。20世纪60年代后,开发了匣钵的半干法冲压成形工艺,在间歇式窑中匣钵的使用次数可达10次以上。1963年,山东省硅酸盐研究设计院(原淄博市硅酸盐研究所)研制成功了堇青石质匣钵,使匣钵在隧道窑中的使用次数由原来的2~3次提高到70余次,很快在北方瓷区,如山东、河北、辽宁、山西、河南、内蒙古等地推广使用。到80年代,对堇青石匣钵工艺技术进行了完善,推广了匣钵的滚压成形而使堇青石匣钵的使用寿命大大提高。我国南方瓷区的烧成温度高,因而不宜使用堇青石匣钵,多采用高铝质、莫来石质、莫来石-堇青石质、碳化硅质匣钵。

1978年以后,我国大量引进国外技术,使陶瓷窑具制作水平明显提高,材质从传统的硅-铝系、硅-铝-镁系、碳-硅系材料扩展到重结晶碳化硅、氮化物结合碳化硅、电熔刚玉、电熔莫来石、电熔石英等为代表的现代窑具。窑具的成形方法也从传统的可塑、注浆成形发展成为大吨位干压成形、等静压成形等。窑具的产品结构更加丰富多彩,有以器皿为主的各类匣钵,有用于明焰烧成的各类棚板、支柱、异型托垫、仿形支架及辊道窑用的陶瓷棍棒等。

七、陶瓷工业装备制造的现代化建设

陶瓷工业装备包括陶瓷机械和陶瓷热工设备(陶瓷窑炉及干燥器)等。

1979年之前,我国大部分陶瓷机械制造厂附属于当时国内各大陶瓷公司,承担机修、专业单机制造,模仿引进机器、生产样机。主要生产企业有唐山轻工业机械厂、景德镇陶瓷机械厂、湖南轻机厂,以及分布于唐山、景德镇、湘潭、淄博、佛山、潮州、醴陵、宜兴等地的陶机厂。现在,这些企业基本由公有制改制为民营的或停业或转产了,但其历史功绩是很大的。

1979年之后的30年,是中国陶瓷工业装备更新换代,大力支撑陶瓷现代化建设并成为世界陶瓷工业装备大国强国的时期。

从1979~1999年之间的20年间,我国的建筑卫生陶瓷业飞速发展,从国外引进新工艺技术与新装备进入全盛时期。意大利、日本、德国、英国等工业发达国家的装备都被引进到了中国。与此同时,国内也开展了消化、吸收和国产化的工作。这一时期工作的成果奠定了中国现代陶瓷机械装备制造和其产业形成的基础,大大推动了中国陶瓷机械装备制造产业的主产品生产由传统转变为现代化工业的进程。现在,陶瓷工业用的主要关键机械装备,如大型间歇式或连续式球磨机,高压、大流量陶瓷(刚玉质)柱塞泥浆输送泵,大型喷雾干燥塔,大吨位、超大吨位、大尺寸砖的油压、全自动压砖机,研磨、抛光机组等都已研制成功,并投入批量生产,其质量达到同类产品国际先进水平,不仅可以完全满足国内陶瓷工业的需求,而且已经出口到许多国家(包括一些发达国家)和地区。我国已经成为一个陶瓷机械装备的制造大国和出口国家,并跻身于世界陶瓷机械装备制造强国之林。

日用陶瓷的成形,传统上都是采用手工拉坯的工艺,再辅以捏塑、镶接等手段得到器物毛坯。现在则主要采用使用模具机械成形的方式。

1964年,唐山轻工业机械厂研制出我国第一台 φ 250型滚压成形机,填补了国内空白。20世纪60年代后期,我国在引进的基础上开始研究滚压成形工艺,经消化和改进,作单头机,由钢制电加热改为聚四氟乙烯塑料冷滚头,探索出模型和滚头的合适转数、适合角度,先在碗类产品成功应用,后推广到盘类等产品。70年代初全面推广滚压成形,20世纪70年代后期大量用于生产。

干压成形设备广泛应用于建筑陶瓷领域,在日用瓷生产中也有使用,但不够广泛。20世纪80年代末,醴陵国光瓷厂、景德镇瓷厂(4369瓷厂)、重庆兆峰瓷厂、深圳永豊源瓷业有限公司都先后引进了等静压成形机投入试验和生产。

1956~1960年(“一五”计划期间),随着国家156项工程的建设,我国从前苏联和民主德国引进了一大批大型的电瓷专用设备,主要包括1.7t、3.2t球磨机,轮碾机,螺旋桨泥浆搅拌机,振动筛,压滤机,真空练泥机等,主要用于满足220kV及以下各种电瓷产品的生产。之后,逐步实现了国产化,但总体水平不高。

20世纪80年代,电瓷行业开始第二次专用设备的引进。1981年,从日本引进一台M-150型(挤制螺旋直径800mm)真空练泥机,之后主要从联邦德国内兹(NECZTCH)公司引进两台立式真空练泥机、三台内外仿形修坯机、一台真空练泥机、一台榨泥机、两台卧式真空练泥机、一台瓷套切磨机和一台气流磨等。1984年,从瑞典引进一条等静压成形生产线技术,用于生产高强度棒形支柱绝缘子。与此同时,引进了两条悬式绝缘子生产线,一条成形生产线,主要设备从内兹公司引进,一条为胶装生产线,全部从日本引进。1985年,机械工业部组织并通过中国机械进出口总公司及电瓷行业的三家工厂分别从联邦德国内兹公司引进立式真空练泥机、内外仿形成形机和瓷套研磨机等三种类型、四种规格的大型电瓷机械设备。由于引进装备并进行消化吸收,从而扩大了同国外的技术交流,促进了技术的进步与提高,使得电瓷工业的发展进入了快车道。

20世纪80年代,我国开始从国外引进了一批先进的窑炉设备,同时也引进了相应的热工技术。我国的陶瓷窑炉热工理论工作者就积极投身于引进设备和技术的消化、吸收,以及后来的仿制、创新工作,对于热工技术的发展和窑炉结构、作业的进步有较大的指导意义,并产生深远的影响。在热工理论研究、技术引进与自主开发的基础上,各窑炉公司先后研制、开发出许多优秀的陶瓷工业窑炉,对一些技术问题有了更新、更深入的了解,并在窑炉制造产业界基本达成了共识。我国已经形成了初具规模、技术水平较高、配套基本齐全的陶瓷窑炉制造产业,其主要窑型―辊道窑、窑车式隧道窑和梭式窑均已达到或接近20世纪90年代国际先进水平。陶瓷窑炉制造产业形成与发展的推动力是改革开放的国策,建筑卫生陶瓷行业的大发展,国外先进装备和技术的引进。现在,我国的陶瓷窑炉制造产业不仅已经可以为国内的陶瓷(建筑卫生陶瓷、日用陶瓷、电工陶瓷、电子陶瓷等)行业提供成套的优质窑炉装备,而且还可为化工、冶金、环保等行业提供部分工业炉装备,并已具有出口这些窑炉装备的能力。

1964年,山东博山陶瓷厂制成国内第一条链式干燥机。以后迅速在全国推广,与滚压成形机配套,成为日用陶瓷生产线的重要组成部分,沿用至今。到了80年代,众多陶瓷机械厂已有了定型的链式干燥机产品。近年来,建筑卫生陶瓷行业又开发出少空气干燥器,使热风室式干燥的热耗和干燥周期大幅度降低,在行业内使用,并推广到电瓷等行业应用。

从21世纪初开始,中国的陶瓷装备和产品进入了现代工业化阶段。

陶瓷业是一个有悠久历史的遍布全球的产业,因为具有实用性、功能性、文化艺术性于一体,即便是在科学技术发达的现代仍然有旺盛的生命力。历经千年陶瓷业的三大核心技术“粉碎、成形、烧成”没有实质的变化,但产品、工艺、装备三大要素却一直在进步。即便在21世纪,陶瓷业的研究、开发、进步仍然是围绕着三大核心和三大要素而展开。

百年中国陶瓷业最大的业绩和进步是把这个行业从一门手工业推到机械化推到自动化,实现现代工业化的转变。21世纪将在这个基础上向信息化、数字化、智能化方向转变,具体表现为生产方式数字化,产品消费网络化,企业组织无边界化。

21世纪的陶瓷业受到人口和资源的制约,必定要由资源消耗环境污染型产业转变为资源互补环境保护型的产业。陶瓷工业的工艺特点具有推动转变的优势。

21世纪的陶瓷企业商业模式会产生变革:供求关系由厂商为中心变为消费者为中心;生产方式由批量生产变为个性化定制;产品方式由标准产品变为解决方案;营销方式由顾客数量争夺变为顾客价值挖掘;消费方式由物质满足变为精神享受。

当代中国陶瓷业在创新、设计、管理、品牌、会展、环境保护、清洁生产、效率效益、高端产品等方面存在的不足将在短期内得到改变。 JM3qlPM9VwOG7azNW5/roRa8v0SAP/gECwWXZ1VTjPfNg5dTLtjMWSNj8IPfFlpC

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