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    中國磚瓦行業新一代技術裝備創新研發攻關行動方案

    來源:中國建筑材料聯合會 中國磚瓦工業協會  撰稿人:  發布時間:2020年04月01日 瀏覽:
    摘要:

    【中國建筑材料聯合會 中國磚瓦工業協會】我國燒結磚瓦工業作為墻體材料行業的主體,是我國建材工業的重要組成部分,是國家重要的原材料和基礎工業,磚瓦產品是我國城鄉建設不可或缺的材料,也是改善和保障民生、提高生活質量、保證建筑物品質和功能的重要物質支撐。

    中國磚瓦行業新一代技術裝備創新研發攻關行動方案

    一、磚瓦行業面臨的挑戰與機遇

      我國燒結磚瓦工業作為墻體材料行業的主體,是我國建材工業的重要組成部分,是國家重要的原材料和基礎工業,磚瓦產品是我國城鄉建設不可或缺的材料,也是改善和保障民生、提高生活質量、保證建筑物品質和功能的重要物質支撐。

      改革開放以來,我國磚瓦企業的結構發生了重大變化,作為行業主體的國營磚瓦企業,約有90%退出了市場,取而代之的是民營和股份制企業。20世紀80年代,在全民辦建材的大形勢下,由于我國廣大的鄉村,能夠取得的資源就是粘土,鄉村工業發展,磚瓦得天獨厚,磚瓦工業異軍突起,企業數量快速上升,到90年代后期,已達到了12萬多家,確保了改革開放的建設需求,但行業整體規模結構以中小企業和低檔粘土磚為主,出現了毀田制磚現象,進入21世紀隨著我國工業化進程加快,特別是國家墻材革新與建筑節能及保護耕地等政策的推動下,以中小企業為主的我國磚瓦行業企業迅速淘汰,到2010年,已減少到7萬家左右,截止到2016年底磚瓦企業約有5萬多家(2016年底工商登記磚瓦企業約有4萬7千多家),據2017年磚瓦行業環保專項執法檢查開展情況的通報,全國共排查到的磚瓦企業32103家;目前,行業能夠生產的企業仍有32000-35000家企業,年生產燒結制品穩定在8100多億塊(折標磚)左右,其中,粘土實心磚約2000億塊;空心制品2600多億塊(折標磚),空心制品比2000年的200億塊增長12.5倍之多;各種利廢(煤矸石、粉煤灰和各種廢渣)、環保等新型墻體材料產品近些年得到快速發展,年產近3500億塊(折標磚);燒結瓦400億片。磚總產量穩居世界總量第一,約占全球產能的一半以上。規模以上企業目前約3052家,規模以上產量5300多億,占總產量的65.4%,規模以下企業占總產量的34.6%。我國磚瓦工業量大面廣,目前落后的中、小規模企業仍占行業主體。近幾年,生產工藝和技術裝備水平較高的年產6000萬塊以上的中大型企業在逐年增加,年產3000萬塊以下的中小企業呈逐年快速下降趨勢。

      磚瓦是為古代勞動人民在生產生活中發現的即具有能夠吸附大量水分,釋放水分,且表面干燥不會起霉菌、不會軟化、變形和強度下降的建造遮風避雨、生產生活的家園的絕世“瑰寶”,中國磚瓦承載了中華五千年的文明發展和燦爛絢麗的“秦磚漢瓦”的文化,“磚之魂、瓦之魄”中國建筑內涵和文化底蘊,不但鑄就了“故宮”等傳世之作,明清時代與環境和諧共生的宜居磚瓦生態環境建筑促進了中華民族的繁衍生存發展,造就了我們14億人口大國和全球五之一血脈的華人。

      科學研究發現磚瓦制品是膠體級的片狀、管狀、棒狀集合體粘土或粘土礦物物料,經過媒介水分子成型和800-1100℃高溫焙燒,物料部分熔融粘結形成像成千上萬億層鋼板點焊粘接在一體的多微孔粗陶結構的蜂窩海綿材料;因此,具備了綠色環保生態海綿材料的所有功能,擁有理想的吸收和釋放水分的特性,在氣溫超過墻體或地面溫度或太陽直射到墻面或地面上時液態的吸附水會蒸發為氣態的水蒸氣,同時帶走大量的熱量,大幅度降低墻體及地面溫度的功能,即能夠保持了人們非常舒適的濕度生活環境,同時無數的微孔同時增強了砌體的隔熱保溫和隔音效果,可以有效的緩解城市熱島效應及降低墻體能耗,地表溫度的降低及濕度的增加又可以有效的降低大氣塵埃的浮起,緩解霧霾PM2.5顆粒物發生;形成的微孔通孔只有水分能夠進入塵埃無法阻塞,永久保持極佳海綿體特性,特別在在突降暴雨時,大幅度吸附水分,飽和吸水率可達20%以上,可有效的緩沖及阻尼流水泛濫,緩解暴雨氣象造成城市排水不暢,是“生態海綿城市建設”最理想最佳的材料。

      目前的我國的城鎮PM2.5污染物超標造成嚴重“霧霾”,暑天的“熱島效應”,暴雨“城市看海”橋洞涵洞被淹城市癱瘓等城市突出的問題,都與被混凝土覆蓋的幾乎千遍一律、高樓聳立的混凝土叢林建筑有著直接關系,混凝土沙漠環境已成為城市生態環境的頑疾,我國城市“霧霾”、“熱島效應”、“城市看海”等城市生態環境惡化,都與能夠改變和修復城市建筑生態環境的燒結磚瓦海綿制品退出我國城市建筑市場有著密切的關系。

      磚瓦制品的原料是地球上資源最豐富、最容易取得的粘土、頁巖以及煤矸石、粉煤灰、建筑渣土、淤泥(江河湖淤泥)、污泥等固體廢棄物,且物料焙燒不需要礦物巨大變化的制品,因此其原料范圍最寬,可以大量的利用煤矸石、粉煤灰、建筑渣土、淤泥(江河湖淤泥)、污泥、污染土等大宗固體廢棄物,物料焙燒不需要礦物巨大變化是所有焙燒類建筑材料中燒成溫度最低能耗最低的,廢棄物和污染物排放最少的,廢水及固體廢料都是零排放,物料及制品運輸負荷最小的制品。

      由于燒結磚瓦制品經過800-1100℃高溫焙燒,廢棄物中的有機有害有毒病菌及物質已不存在,重金屬等有害有毒物質被固化礦化在制品中,基本上不會被釋放出來,焙燒的燒結磚瓦制品PH值永遠是中性的,不是人工合成的化學產物,燒結磚瓦制品經過了幾千年的風吹雨淋,耐久性能無與倫比,即使用壽命終結之后回歸粘土也不會造成二次污染,并可已再利用,就目前技術固體廢棄物利用量最大、最容易、最干凈、最徹底且不會產生二次污染及廢棄物變廢為寶的只有燒結磚瓦制品。

      如果按照全壽命周期綠色材料四個方面基本要素①.生產所用的原材料是否利廢,主要原材料使用的一次性資源是否最小,在原材料的采集過程中是否對環境或生態造成破壞;②.生產過程中所產生的廢水、廢渣、廢氣是否符合環境保護的要求,同時生產加工過程中的能耗應盡可能少;③.使用過程中的功能應齊備(如隔熱保溫性能,隔聲性能,使用壽命等),并應是健康、衛生、安全、無有害氣體、無有害放射性等;④.在其使用壽命終結之后,亦即廢棄時不能造成二次污染,并可能再利用的要求,蜂窩多微孔粗陶結構的燒結墻體屋面及道路用建筑材料制品是目前建筑材料中唯一一個能夠滿足全壽命周期綠色材料要求的制品。

      中國磚瓦行業是一個傳統行業,由于受長期的沒有因時因地變化的國家墻材革新等產業政策的限制,產業發展緩慢,國家及資本行業以及及新產業技術基本沒有介入,已遠遠落后于我國經濟社會的發展,傳統生產方式及管理模式還統治著整個行業,大多數墻體材料生產企業機械自動化水平較低,窯爐檢測自控系統還未實現,還是處于人工操作的生產狀況;近些年來,我國的磚瓦行業雖然取得了長足發展,特別是主機裝備巳接近國外發達國家的一般水平,但從整體狀況看與國外發達國家的磚瓦行業比仍存在較大的差距。

      首先從生產規模上比,我國的磚瓦行業成規模的生產企業單條線一般產量約為2000萬~12000萬塊左右;單個企業人員一般約有30~80人,行業從業人員約有300萬人,均生產率約為30萬塊/人年左右。而國外先進水平,一般企業單條年產量規模都在8000萬塊以上,多數企業生產能力在1.2億塊以上,企業人員一般都在20人左右,人均生產量400萬~600萬塊/人.年左右。其生產企業規模一般是我國生產企業的2~4倍,其生產效率約是我國的10倍以上。

      其次關鍵裝備水平:

      1、原料配料及原料處理方面:我國的生產企業原料大部分現采現用,根本不從事原料配料及原料風化處理,原料生產性能較差;而國外發達國家十分注重原料的配料及原料處理,原料處理基本上都經過各類原料配料及處理,自動化智能化控制,裝機總容量一般在200kwh,約為我國的2倍,其原料處理水平特別是控制水平和原料處理裝備耐磨材料,均處于領先水平,這也是我國磚瓦產品質量與發達國家差距較大的重要原因之一,也是我國磚瓦行業亟待解決的攻關問題。

      2、我國目前的磚瓦行業己普遍采用真空擠出機,主機的下機裝機容量一般在110~250kwh左右,少數企業已突破300kwh。但在技術性能,特別是使用壽命和易損件材料耐磨性能方面和而發達國家歐美真空擠出機相比差距較大。我國真空擠出機基本上以消化吸收為主,生產出的產品成型含水率大約在16%~20%之間,制品變形較大。而國外真空硬擠出的成型含水率一般在15%左右,制品相當密實,變形情況極少,其生產效率及制品密實度和質量,特別是成型真空度、擠出流變原理及模型模具的開發,都是我國磚瓦行業亟待攻關提高。

      3、我國的制品干燥正在加速淘汰自然干燥,一次碼燒的人工目人工干燥發展很快。制品干燥除與采用原料配料加工外,干燥模式應進行創新攻關,二次碼燒技術、單層干燥技術和自動控制的干燥技術參數等方面需要攻關突破。我國磚瓦制品只所以產品質量不高,問題就出在干燥裝備方面。關鍵的干燥裝備,亟待加強研發和提高。

      4、自動化切條、切坯、分坯、編組、自動化碼坯及裝出窯技術裝備,協同工序較多,運轉故障率較高,調試周期長,制品損失比較嚴重,亟待行業組織攻關。

      5、制品焙燒我國目前磚瓦行業亟待淘汰上下左右溫差大,制品焙燒性能差,產品的品質離散大的輪窯焙燒的生產;同時加快發展各種型式隧道窯,提高自動控制焙燒窯爐,溫差一般不超過30度,制品火度均勻,品質相同的生產技術。

      6、我國的制品分撿基本上采用人工分撿方式,出廠產品目前逐步開展半自動化包裝;而國外絕大多數企業都采用自動化分撿,產品自動打包包裝。我國由于采用內燃燒磚較為普遍,熱量配制不合理或窯爐操作不當,產品己粘連或過燒,由窯車卸裝成品,實現機械自動化出窯難度加大,而國外發達國基本上是外燃燒磚,根據我國內燃燒磚特點,增加了裝備研發難度,組織行業聯合攻關卸裝磚自動化系統裝備也十分迫切。

      7、我國的燒結制品的砌筑應用水平還停留在傳統的應用模式,延伸服務到功能、性能,特別是建筑工業化部品化應用還是一片空白,亟待行業借鑒國外先進的砌筑應用及部品部件應用的開發和推進。

      8、我國的燒結制品生產企業環保達標和節能減排目前被動應對狀態,嚴格控制生產原料、燃料的堆場、破碎篩分、輸送及干燥焙燒等工段的顆粒物、煙塵的無組織排放,確保環保達標,淘汰落后生產工藝及裝備技術,特別是輪窯和自然干燥等落后裝備及生產工藝,促進磚瓦行業節能減排升級改造和結構優化,全力推動磚瓦行業的污染物治理的設施的科技創新和產業提升已成為行業必須解決的生存問題,加大力度推動中國磚瓦工業協會首個團體標準《燒結磚瓦工業大氣污染物治理設施工程技術規范》T/CBTA0001—2018實施和環境保護部《排污許可證申請核發技術規范陶瓷磚瓦工業》標準的實施,在全行業優先推廣當今最先進的超低排放環境治理技術,開發提高生產過程環境治理及終端治理技術;淘汰簡陋落后的“雙堿法”脫硫除塵一體化技術,推動行業大氣污染物末端治理的轉型升級,促進行業落后生產工藝及裝備技術退出市場,堅決取締落后的大氣污染物無組織排放生產工藝及產能,已成為行業發展的重中之重的工作,亟待全行業的推進和實施。

      9、由于磚瓦行業整體落后狀況,綠色生態蜂窩多微孔粗陶結構的燒結墻體屋面及道路用建筑材料制品全壽命周期研究幾乎停頓,嚴重制約和影響了行業的技術進步和技術創新,同時,也影響到了我國海綿城市、特色小鎮、新農村建設、綠色墻材、綜合利廢、協同處置城市廢棄物以及建筑工業化和部品化的發展。

    隨著我國經濟社會發展,我國的海綿城市、綠色墻材、美麗鄉村、特色小鎮、綜合利廢以及協同處置城市廢棄物和建筑工業化,特別是在我國“一帶一路”走出去的戰略布局,具備的綜合利廢領先優勢和絕對性價比優勢的中國磚瓦工業有著無比廣闊的前景,都期待我們磚瓦行業取得突破性進展,都亟待加速推進磚瓦工業產業技術、技術裝備的創新研發和發展。

    二、技術裝備創新研發的目的與意義

    目前,行業面臨著巨大挑戰,同時也存在巨大的機遇,在習總書記“綠水青山就是金山銀山”及“記住鄉愁”的科學論斷及黨的“十九大”精神和新時代中國特色社會主義思想的指引下,特別是三部委《關于加快燒結磚瓦行業轉型發展的若干意見》(工信部聯原[2017]279號)和《推進磚瓦行業供給側結構性改革打贏四個“攻堅戰”的的指導意見》(中建材聯綜發【2017】91號)文件對我國磚瓦工業技術裝備創新研發的發展提出的要求和“創新、協調、綠色、開放、共享”的發展理念,為加快推進行業轉型升級,全面落實引領提升和優化產業結構,提升磚瓦行業的核心競爭力,淘汰落后產能,引領行業打好供給側結構性改革,打贏制約與困擾行業發展的攻堅戰,實現行業在海綿城市、綠色墻材、美麗鄉村、特色小鎮、綜合利廢以及協同處置城市廢棄物和建筑工業化發展得突破性進展,實現磚瓦工業創新發展的歷史跨越的要求,實現美麗中國夢鄉,必須全行業加強推進磚瓦工業產業技術、技術裝備的創新研發和發展,必須提升磚瓦工業整裝裝備、技術的研發和創新,瞄準國際領先水平,實現磚瓦工業質量、品種功能以及協同處置的高質量發展,達到或超過世界一流水平,綜合能耗和污染物排放以及各項技術經濟指標達到或部分超越國際領先水平。

    三、中國磚瓦行業新一代技術及裝備的定義與內涵

      中國磚瓦行業新一代技術及裝備是指從綜合利廢協同處置入手,逐步將傳統磚瓦生產向大宗綜合利廢、城市固體廢棄物協同處置及城市功能修復型的生態環保行業轉型,產品要適應我國海綿城市、城市生態功能修復、綠色墻材、美麗鄉村、特色小鎮、建筑工業化、部品化的需求,生產企業向智能化、互聯網、大數據發展方向轉型,新一代技術裝備向生產、擠出成型、切碼運智能化、干燥窯爐檢測及產品包裝自動化為一體的智能制造示方向轉型,重點是高效率協同處置廢棄物處理系統;電子計量精準控制配料和自動控制擠出成型、烘干及焙燒系統;高性能裝配式隧道窯爐、高性能高質量磚瓦產品的生產技術和裝備;以及城市生態功能修復、環境治理、余熱發電等行業核心技裝備;實現從協同處置、原料制備、擠出成型、干燥焙燒、包裝入庫到運輸全過程自動化生產、信息化控制的現代化生產線和與之配套的制品制造建筑部品、部件現代化生產線。

      著力研發推進互聯網、云計算、大數據在磚瓦行業的應用,逐步實現磚瓦個性化定制產品配送系統;逐步建立起集產品生產、運行與管理、產品及產品集成組合、原燃材料采購的網絡商務平臺和買賣交易一體的信息網絡系統,建立磚瓦產品應用試點工程數據庫。發展電子商務,建立磚瓦供應、采購電子商務和服務平臺,提升磚瓦物流信息化和供應鏈系統,構建“互聯網+行業”的管理服務體系,改變傳統經營模式、積極探索磚瓦行業互聯網、大數據應用新的發展模式,推動行業經營模式的轉變。

    中國磚瓦行業新一代技術及裝備將積極推進磚瓦產品、延伸建筑工業化部品化服務、綠色生態環境修復、裝備制造水平的較大的提高,著力推動磚瓦工業整裝裝備技術的研發和技術提升,瞄準國際領先水平,實現磚瓦質量、品種功能以及協同處置達到世界一流,綜合能耗和污染物排放以及各項技術經濟指標達到或部分超越國際領先水平。

    四、目標和任務

      (一)指導思想

      確立“創新提升、超越引領”指導思想,以實現國際先進為研發目標和目的,組織并凝聚全行業智慧和力量實施研發和創新提升,使中國磚瓦行業新一代技術裝備總體上有較大的提高,實現新的跨越,達到世界領先水平。

        (二)目標定位

      “中國磚瓦行業新一代技術及裝備”重點是積極推進磚瓦產品高質量發展技術水平、延伸建筑工業化部品化服務、積極推進磚瓦產品綠色生態環境修復技術水平、裝備制造水平以及高效率協同處置廢棄物處理系統;電子計量精準控制配料和自動控制擠出成型、烘干及焙燒系統;高性能裝配式隧道窯爐、高性能高質量磚瓦產品的生產技術和裝備;以及環境治理、余熱發電等行業核心技裝備的攻關;實現從產品水平、延伸建筑工業化部品化服務、綠色生態環境修復技術水平、協同處置、原料制備、擠出成型、干燥焙燒、包裝入庫到運輸全過程自動化生產、信息化控制的現代化生產線和與之配套的制品制造建筑部品、部件現代化生產線。實現中國磚瓦“磚瓦+文化+建筑”的融合跨界發展,實現磚瓦產品的中國元素、中國制造、中國創造和中國服務并舉發展,實現技術經濟環保指標全面達到、超越國際領先水平,為中國磚瓦的創新高質量綠色發展提供可靠的支撐。

      (三)總體目標及具體目標分解

      中國磚瓦行業新一代技術裝備的研發要實現“一個目標、兩個升級、三個飛躍”。一個目標即中國磚瓦行業新一代技術及裝備,將實現“磚瓦+文化+建筑”的融合跨界發展,實現中國磚瓦的中國元素、中國制造、中國創造和中國服務并舉,達到或超越國際領先水平;兩個升級從目前生產企業機械自動化水平較低,主機裝備只接近國外發達國家的一般水平,窯爐檢測自控系統還未實現,還是處于人工操作的生產狀況的現狀,提升到主要設備達到國際先進水平,整體技術與裝備水平到達到或部分超越國際領先水平的升級;磚瓦產品的質量、品種和功能從目前的只能適應傳統的砌筑應用模式,提升到能夠適應我國海綿城市、城市生態功能修復、綠色墻材、美麗鄉村、特色小鎮、建筑工業化、部品化的需求,中高端產品占比不低于50%;的升級;三個飛躍即到2023年底,從目前全行業較低的節能減排指標達標率,飛躍到磚瓦行業新興產業占比達到30%以上,落后生產工藝基本上淘汰;全行業在生產各個環節及制品節能減排指標全部達標;部分節能減排指標達到或超越國際領先水平。經濟技術指標實現服務業和跨界發展產值達到1000億元以上,利潤100億元以上;國際市場經營收入實現200億元以上的飛躍;智能化控制與管理水平實現改造建成5~8條智能制造示范線;形成3~5家及產品研發、生產、應用和推廣為一體的大型企業集團;有50家以上的磚瓦企業進入國際市場的飛躍。

      主要研發工作到2023年底全部完成。

      1、科學研究磚瓦制品的蜂窩海綿多微孔粗陶結構的對建筑環境的修復機理;特別緩解環境霧霾PM2.5顆粒物;降低“熱島效應”形成、緩沖及阻尼暴雨造成“城市看海”等城市生態環境問題的研究,緩解解決混凝土叢林、混凝土沙漠城市生態環境的頑疾,推動我國生態宜居的海綿城市發展。

      2、加強磚瓦“秦磚漢瓦”、“磚之魂、瓦之魄”中國建筑的研究,全面提升磚瓦文化內涵和服務內涵,聯動設計應用部門推動磚瓦文化融入現代建筑的實踐,推動中國磚瓦行業“磚瓦+文化+建筑”跨界發展,延伸拓展磚瓦文化服務功能,提升磚瓦產業產品檔次和服務檔次,提升產業服務附加值,實現中國磚瓦的中國元素、中國制造、中國創造和中國服務并舉,推動中國文化自信的傳承和發展。

      3、加大力度進行綠色生態燒結材料墻體全綠色生命周期研究,推進節能綠色墻體屋面材料的生產與應用的攻關,實施國家標準《 綠色產品評價 墻體材料》(GB/T 35605-2017)和《墻體材料行業綠色工廠評價導則》,推動國家標準《綠色建材評價技術要求道路及屋面材料》標準的制定,加強綠色生態燒結材料墻體構件的通用體系的研究攻關,完善綠色墻體材料標準體系,推進綠色生態燒結材料墻體構件工廠化生產應用,提升引領行業淘汰粗放落后產品和落后產能,推進我國磚瓦工業向綠色墻材和生態建材等高端產品發展。

      4、結合綜合利廢,加強原料性能,特別是協同處置原料性能的基礎理論研究,從原料配料、原料處置、燃料使用、以及改善改變產品功能等有關技術參數的研究攻關,提升、調整與開發傳統磚瓦生產向大宗綜合利廢、城市固體廢棄物協同處置、海綿城市、城市生態功能修復、綠色墻材、美麗鄉村、特色小鎮、建筑工業化、部品化的方向發展。

      5、根據原料性能的基礎理論研究成果,加大力度研究開發與提升原料處理裝備及生產技術裝備的技術水平和生產水平的攻關,提升和改變產品功能,以適應我國海綿城市、城市生態功能修復、綠色墻材、美麗鄉村、特色小鎮、建筑工業化、部品化的需求。

      6、開發與提升重點是高效率協同處置廢棄物處理系統;電子計量精準控制配料和自動控制擠出成型、烘干及焙燒系統;高性能裝配式隧道窯爐、高性能高質量磚瓦產品的生產技術和裝備;以及環境治理、余熱發電等行業核心技裝備的攻關;

      7、實現從協同處置、原料制備、擠出成型、干燥焙燒、包裝入庫到運輸全過程自動化生產、信息化控制的現代化生產線,全線貫通信息化、智能化、控制、檢測與操作,為穩定生產、提高資源效能、提高勞動生產率奠定基礎。

      8、研究產品和與之配套的制品制造建筑部品、部件現代化生產線,形成延長產業鏈和提高產品的附加值奠定基礎。

      9、能耗、技術、經濟指標達到世界領先,可比單位生產成本降低15~20%,能耗降低15~20%,勞動生產率提高一倍以上,實現全行業節能減排在生產各個環節全部達標。

      10、中國磚瓦行業新一代技術裝備生產的節能綠色墻體屋面材料新型節能綠色墻體屋面材料等燒結綠色環保制品,輕質高強、保溫防火、與建筑同壽命、多功能一體化的裝配式墻材、屋面及圍護結構部品占比達到30%以上。中國磚瓦行業新一代技術裝備生產的結構功能一體化的燒結多孔磚、空心磚、自保溫砌塊、復合保溫砌塊、清水墻磚、透水路面磚、燒結裝飾磚、燒結制品制造的墻板產品及防水防腐防火保溫一體化的裝配式墻材制品、燒結瓦和太陽能屋面瓦等產品中高端產品占比不低于50%。

      (四)目標任務分解

      1.產品質量目標

      中國磚瓦行業新一代技術裝備生產的結構功能一體化的燒結多孔磚、空心磚、自保溫砌塊、復合保溫砌塊、清水墻磚、透水路面磚、燒結裝飾磚、燒結制品制造的墻板產品及防水防腐防火保溫一體化的裝配式墻材制品、燒結瓦和太陽能屋面瓦等產品達到國際領先水平。

      2.品種目標

      中國磚瓦行業新一代技術裝備生產的實現結構功能一體化的燒結多孔磚、空心磚、自保溫砌塊、復合保溫砌塊、清水墻磚、透水路面磚、燒結裝飾磚、燒結制品制造的墻板產品及防水防腐防火保溫一體化的裝配式墻材制品、燒結瓦和太陽能屋面瓦等產品滿足我國的海綿城市、綠色墻材、美麗鄉村、特色小鎮、綜合利廢以及協同處置城市廢棄物和建筑工業化的需求。

      3.裝備提升目標

      開發與提升高效率協同處置廢棄物處理系統;電子計量精準控制配料和自動控制擠出成型、烘干及焙燒系統;高性能裝配式隧道窯爐、高性能高質量磚瓦產品的生產技術和裝備;以及環境治理、余熱發電等行業核心技裝備,實現自主創新,實現中國磚瓦制造向中國磚瓦創造跨越。

      4.智能化運行目標

      研發并采用目前國際領先水平的智能化技術,實現控制、檢測、運行管理全線貫通,提高資源能源利用效率和提高勞動生產率。

      5.節能減排目標

      通過提升電子計量精準控制配料和自動控制擠出成型、烘干及焙燒系統;高性能裝配式隧道窯爐以及環境治理、余熱發電等行業核心技裝備研究,減少污染排放,實現全行業節能減排在生產各個環節全部達標,達到國際領先水平。

      6.勞動生產率目標

      在現有基礎上勞動生產率提高一倍以上。與目前我國先進水平相比生產成本降低15~20%。

      7.原料優化目標

      提升原料優化技術,提升配置技術,使不同原料有不同配置方式,不同的原料有不同的原料配方,提高原料利用率,提升產品質量。

      8.產業化示范目標

      改造建成5~8條智能制造示范線;力爭形成3~5家及產品研發、生產、應用和推廣為一體的大型企業集團。

    五、共性關鍵技術研發及提升指標

      (一)重點領域與共性關鍵技術

      1.磚瓦制品的蜂窩海綿多微孔粗陶結構的對建筑環境的修復機理研究;特別緩解環境霧霾PM2.5顆粒物;降低“熱島效應”形成、緩沖及阻尼暴雨造成“城市看海”等城市生態環境問題的研究,緩解解決混凝土叢林、混凝土沙漠城市生態環境問題,推動我國生態宜居的海綿城市發展。

      2.加強磚瓦“秦磚漢瓦”、“磚之魂、瓦之魄”中國建筑的研究,全面提升磚瓦文化內涵和服務內涵,聯動設計應用部門推動磚瓦文化融入現代建筑的實踐,推動中國磚瓦行業“磚瓦+文化+建筑”跨界發展,推動中國文化自信的傳承和發展。

      3.基礎理論:真空成型擠出流變機理及流變模型的開發、產生機及控制的理論研究。

      4.原料配料、原料處置、燃料使用、以及改善改變產品功能等有關技術參數的理論研究攻關。

      5.原料、燃料顆粒形態對生產及產品性能的有關技術參數的理論研究攻關。

      6.生產工藝技術及自動化控制:

      (1)原料的配料及原料處理,特別是原料處理控制水平和原料處理裝備耐磨材料的攻關技術提升。

      (2)采用原料配料加干燥模型自動控制的干燥工序的研發和提升。

      (3)質量控制:包括原料的配料及原料處理質量控制技術;干燥工序、焙燒工序質量控制技術、產品優化及功能提升技術等。

      (4)自動化與智能化:包括智能化操作技術、質量監測與管控、能效管理等。

      7.高性能隧道窯爐技術

      (1)焙燒模型與自動控制焙燒窯爐生產技術研發和提升。

      (2)高性能裝配式隧道窯爐技術:包括隧道窯耐火保溫材料及窯體蓄熱和窯體保溫技術的研究

      8.制品自動化分撿,產品自動打包包裝技術的攻關研究。

      9.燒結制品制作建筑部品、部件應用的技術及裝備技術的開發和攻關研究。

      10.磚瓦行業生產過程環境治理及終端大氣污染物超低排放技術及裝備的開發和攻關研究。

        11.燒結磚瓦窯爐協同處置廢棄物技術與裝備開發和攻關研究。

      (1)燒結磚瓦窯爐協同處置安全無害化的技術理論研究

      燒結磚瓦窯爐具有明顯的高溫分解有毒有害物質,制品具有固化重金屬的功效,但是還沒有從技術理論上研究并闡明一些重大原理及作用機理。因此,環保領域的專家依然認為不能排除二噁英產生的風險,依然不清楚二噁英的控制機理等。因此,解決窯爐煙氣化學組成及其對于二噁英形成的影響,控制二噁英生成的生產工藝條件等技術理論需要完整地科學地研究,同時制品對于重金屬離子的固化理論和固化限值以及防止析出二次污染問題。解決這些問題將奠定燒結磚瓦窯爐作為廢棄物最優處置的環保產業理論基礎,為燒結磚瓦產業向環保產業轉型提供理論支撐。

      (2)城市污泥的協同處置技術研究與裝備開發

      研究和開發利用燒結磚瓦窯爐焚燒污泥的儲存、輸送、干化及喂料裝備;研究利用余熱廢氣厭氧處置污泥工藝技術及主要設備;生產線焚燒污泥制品試驗等關鍵技術研究環節;研究協同處置污泥對燒結磚瓦窯爐氮氧化物減排的效果。

      (3)生活垃圾的預處理和協同處置

      燒結磚瓦窯爐協同處置生活垃圾焚燒殘渣需要自主研發研究適應協同處置生活垃圾焚燒殘渣的工藝流程和技術與裝備,提高燒結磚瓦窯爐安全無害化協同處置能力。同時,要研究生活垃圾焚燒殘渣中有害物質對磚瓦生產過程的影響及對產品和下游相關產品在產品性能的影響,制定相應的協同處置技術規程,確保磚瓦產品質量的限值限量等技術法規。

      12.中國磚瓦行業新一代技術裝備生產的產品品種的研究:重點是結構功能一體化的燒結多孔磚、空心磚、自保溫砌塊、復合保溫砌塊、清水墻磚、透水路面磚、燒結裝飾磚、燒結制品制造的墻板產品及防水防腐防火保溫一體化的裝配式墻材制品、燒結瓦和太陽能屋面瓦等產品滿足我國的海綿城市、綠色墻材、美麗鄉村、特色小鎮、綜合利廢以及協同處置城市廢棄物和建筑工業化的需求的產品,特別是改善及修復城市混凝土叢林的生態制品的研究。

      13.關鍵裝備的提升和國產化率提高,形成真正意義上的自主知識產權。

      (二)技術創新提升指標

      到2023年我國磚瓦行業新一代技術裝備研發通過創新和優化全面達到國際領先水平。重要指標如下:

      l產品綜合能耗< 44 kgce/t;

      l燃料替代率>50%;

      l制品可比CO2排放量降低25%以上;

      l主要生產設備粉塵排放量<10mg/m3;

      lNOx排放量<80mg/m3;

      l勞動生產率提高1倍至2倍;

      l管理成本降低15~20%;

      1.聯合會組織的國家重大專項備選課題

      (1)磚瓦制品的蜂窩海綿多微孔粗陶結構的對建筑環境的修復機理研究攻關;特別緩解環境霧霾PM2.5顆粒物;降低“熱島效應”形成、緩沖及阻尼暴雨造成“城市看海”等城市生態環境問題的研究攻關。

      (2)磚瓦“秦磚漢瓦”、“磚之魂、瓦之魄”中國建筑的文化研究,聯動設計應用部門推動磚瓦文化融入現代建筑的實踐,推動中國磚瓦行業“磚瓦+文化+建筑”跨界發展,推動中國文化自信的傳承和發展。

      (3)原料配料、原料處置、燃料使用、以及改善改變產品功能等有關技術參數的理論研究攻關。

      (4)原料、燃料顆粒形態對生產及產品性能的有關技術參數的理論研究攻關。

      (5)真空成型擠出流變機理及流變模型的開發、產生機及控制的理論研究。

      (6)“燒結磚瓦窯爐協同處置廢棄物技術與裝備開發和攻關研究”;

      (7)“磚瓦行業生產過程環境治理及終端大氣污染物超低排放技術及裝備的開發和攻關研究”。

      (8)“燒結制品制作建筑部品、部件應用的技術及裝備技術的開發和攻關研究”。

      (9)利用固廢原料制造先進產品的均化處理關鍵設備開發研究。

      2.聯合會統一組織創新的研發課題

      本方案“四”目標任務中的(四)目標任務分解中的13大目標為創新的研發備選課題,即產品質量提升技術 、產品品種技術 、裝備提升技術 、智能化技術、節能減排技術、勞動生產率提高技術、原料優化技術、技術產業化示范等項目。

      3. 企業自選課題

      (1)“焙燒模型與自動控制焙燒窯爐生產技術研發和提升”

      (2)“自動化與智能化:包括智能化操作技術、質量監測與管控、能效管理等技術的攻關研究”;

      (3)“制品自動化分撿,產品自動打包包裝技術的攻關研究”。

      (三)示范工程建設

      我國磚瓦行業新一代技術裝備研發創新成果經領導小組審定后,完成改造建成5~8條智能制造示范線;形成3~5家及產品研發、生產、應用和推廣為一體的大型企業集團。成為磚瓦行業新一代技術的標桿。同時,也鼓勵單項技術成果在不同生產線上應用。

    六、組織與保障措施

      1.堅持“創新提升、超越引領”的指導思想,堅持自主創新、協同創新,集中行業優勢資源攻關,發揮相關各方的積極性和創造性。

      2.由建材聯合會組織行業力量負責制定總體研發工作方案,由中國磚瓦行業新一代技術裝備研發領導小組具體領導與負責組織實施。

      3.爭取政府主管部門對重大專項列項支持和資金支持。

      4.由建材聯合會和中國磚瓦行業新一代技術裝備研發領導小組組織,有關企業、科研院所和大專院校按其各自的優勢進行分工與合作、共同推進,嚴格按照國家有關政策法規保護知識產權和商業秘密。要求各合作單位之間制定有關約束協議,明確關聯方知識產權保護的責任義務和共享分享辦法。

      5.建立以項目為紐帶的技術創新聯盟,做好知識產權保護,鼓勵以開放式、國際化的方式開展技術創新工作,利用和整合國際創新資源,打造合作創新平臺,并爭取國家相關政策支持,在具體研發工作中引入競爭機制,協同機制、分享機制,共同攻克關鍵技術難題。

      中國建筑材料聯合會

      中國磚瓦工業協會

      2020年3月31日

      

    責任編輯:單建慶
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