周文鹏做“高效低碳成型系统”,完全是6年前一次聊天激发的灵感。
6年前,在上海的周文鹏,和其他做模具的生产商一样,想得更多的是如何利用价格优势吸引客户。但一次和新中源陶瓷一位林姓厂长闲聊,改变了他的思路。
“你能不能做出一个模具出来,对粉料配制要求没那么高,波动区间大一点照样能行?”林厂长在新中源陶瓷管理生产工艺,他说,由于陶瓷原材料产地并不固定,成份区别大,因此粉料配方也不能标准化,坯料配方、粉料颗粒组成与水分相对不稳定,波动很大。粉料一波动就会出现分层、裂砖,很多问题就会出来,对生产稳定影响很大。
“就冲这个话,我们开始研究这个模具,到现在已经六年。第一代‘高效低碳成型系统’做出来,花了三年多时间。”周文鹏说,如果不是林厂长那个建议,他可能现在还陷身在模具价格战的恶性循环里。
周文鹏是新鹏工业服务有限公司董事长,“高效低碳成型系统”是他费时三年,投入近6000多万元,针对陶瓷压坯工艺进行技术改造研发的专利产品,已获得1项发明专利和10项实用新型专利。该系统主要由排气系统、排气模芯、闭环控制系统三大部分组成。相比原来的普通模具,该系统主要能提高效率,降低人工劳动强度,节省能耗。
据周文鹏介绍,跟普通模具相比,“高效低碳成型系统”每分钟冲压次数平均提高30%,单位面积平均节省压机用电30%,模具使用寿命可提高50%以上。若配合使用该公司智能等静压模芯,更可减少磨边量,节省水电、节省耗材,同时大大减少废弃物及有害气体的排放。
“我们对陶瓷行业的贡献,不仅仅体现经济层面意义上,更是在环保上走出了关键的一步。”周文鹏说,“高效低碳成型系统” 给模具行业的发展,带来新的生命力,也指明了一个方向。
在周文鹏看来,高效低碳在型系统对陶瓷行业的贡献,不仅仅体现经济层面意义上,更是在环保上走出了关键的一步
“以前晚上都不敢关机,一有问题马上起来要去调压机,现在不用了”
5月8日,肇庆。
大将军陶瓷抛光砖生产厂间,戴着白色口罩的李东站在高高的微粉砖生产压机旁,看上去比较悠闲。他在这里已经工作一年多,现在主要负责压机机修和维护工作。以前,他还得不时察看一下流水线上刚成型的微粉砖粗坯,看是否有分层、断裂等不合格现象出现。
在装上“高效低碳成型系统”前,李东基本上每隔10多分钟就会发现有分层的粗坯出现。他必须把那些分层次品,从流水线上搬下来放在一边,等交班时用拖车集中拖回到原料车间重新粉碎。每天都累到不行,整个生产车间也是一片狼籍。
“原来次品砖出现率很高,基本上每天有300平方到600平方左右的次品需要处理。”大将军陶瓷抛光生产厂压机生产部经理王建觉得,分层现象严重影响产量,不合格的废砖要重新粉碎、球磨,再次进行压制,也浪费了很多人力和资源。
对此,山东冠军陶瓷生产部副经理刘涛感同身受。2012年,山东冠军陶瓷在生产抛光砖提升产能上,碰到了瓶颈。抛光砖使用的微粉需要排气量比较大,如果提速,压制时间太短,出坯速度过快,就容易造成坯体开裂。就这样,2012年下半年,山东冠军陶瓷成为了“高效低碳成型系统”最早的一批客户。当时,该系统还处于开发测试阶段。
“我们装上这个系统以后,对双挂缺陷的改善很明显。”刘涛解释道,分层有两种,一种是双挂,一种是夹层,边分层叫夹层,中间鼓方叫双挂。另外,在大小头缺陷上,也有明显改善。在刘涛看来,这得益于“高效低碳成型系统”上模芯的抽气设计。
据了解,普通模具排气,主要是在压制过程中模框衬板处的成型间隙、上模间隙、下模间隙芯排气,成型时通过横梁上进行排气。那么在排气过程中,粉料会被挤到边上去,边上的密度会比较大,中间比较薄,密度会比较小,从而形成大小头。
而“高效低碳成型系统”采取的是整个模面和侧边同时排气,中间有抽气通道,不但大大增加了排气量,也基本上实现了排气孔零堵塞。
在粉料压紧过程中,产生的气体可以通过成型系统内置活动气缸与胶面间隙,排至排气通道。待砖坯成型后,横梁上升至高位,控制系统控制成型系统内的气缸顶出,压缩空气将通道内微量粉料吹出。粉料在排气过程中,从中间往边上挤出的量就会减小,中间和边上粉料铺排密度的落差比原来要好。跟普通模具相比,对砖坯致密度和尺码均匀度,都有很大提升。
除排气会导致砖坯压制过程中出现分层、大小头等缺陷外,还有粉料配方如水份波动值、粒度等不稳定因素也影响很大,一般粉料含水量在6%到7%区间范围波动。
“以前水份稍微波动一下,那怕就是0.5的波动值,都会有次品砖出现,干了或者湿了都不行。”王建说,装上该系统后,对配料的要求不再那么严格了,水份波动值可以扩大到1.0,甚至更高了。
欧神诺陶瓷做过一次极限实验,也证实了王建的看法。使用“高效低碳成型系统”,水份含量从4%到7%,都可以成型。在原来基础上,水份波动值范围扩大到了3.0。这样,对生产的波动影响就会更小,生产也会更加稳定。
东鹏陶瓷也在今年5月,分别在两条生产线装上该系统,到现在一直使用正常。东鹏陶瓷设备动力部技术人员吴弈文在使用报告中写道:使用“高效低碳成型系统”后,基本不需要调整压机压制参数。
砖坯压制对粉料配方的要求降低后,不但生产稳定了,也加快了冲压频率,极大提升了压制速度。“原来一次压制要9秒到9.5秒左右,才不会出现分层,现在调到6秒,也不会出现类似情况。”王建觉得该系统对产量提升帮助很大,因为压机冲压频率和优等率提升,大将军陶瓷抛光砖生产厂日均产量增产了3000方。
对此,刘涛也有同感。他做过测试,一线条对产能的提升,最高有35%到40%之间,最低一条线也到了25%左右。产量提升的同时,刘涛认为这套系统对产品开发,也有很大帮助。没用这套系统前,因为产量提不起来,生产不稳定不能满足窑产,山东冠军陶瓷在产品开发上有所忌惮,现在这种顾虑就小了。
诺贝尔陶瓷九江生产厂压机科科长何周煜,同样看好“高效低碳成型系统”在产品开发上的潜力,“装上这个系统后,压机冲压的时间可以缩短,而布料时间可以加长,那么在产品开发这块,可以多些花样。”
2013年1月份装上该系统后,诺贝尔陶瓷九江生产厂次品率起码下降了1个点,现在全厂基本上所有的生产线都装上了。
不过在何周煜看来,该系统最主要的,还是降低了人工劳动强度。加工过程中有些表面分层很小,看不出来,要等抛光出来后才知道。废料重新球磨,加工,重复劳动浪费了很多时间和人工成本。“对技术员来说,减轻了负担,工作比以前相对要轻松很多。”何周煜说。
作为生产车间的机修人员,李东对此深有体悟。“以前我们晚上都不敢关机,一有问题马上要起来去调压机。用上这个设备以后,装好就基本上不用再调,这样很轻松。”
使用“高效低碳成型系统”后,基本不需要调整压机参数
“我们的产品跟《新环保法》对企业节能减排的要求,刚好是吻合的”
2013年10月,周文鹏推出“高效低碳成型系统”,可谓生逢其时。
2013年,雾霾元年。大半个中国遭遇“霾”伏,涉及范围达160万平方公里,多省市频频发布雾霾红色预警,空气质量达到六级严重污染中的“最高级”。
围绕雾霾问题,国家相关职能部门陆续出台相关政策,自上而下推动全民治霾,特别对污染严重的企业和行业,加大了整治和规范力度,陶瓷行业首当其冲。
4月1日,针对建陶行业制定首部准入标准——《建筑卫生陶瓷行业准入标准》开始实施,提高了行业准入门槛;紧接着在4月24日,有史以来最严厉的新《环保法》通过,并将在明年1月1日起施行。并加大了对污染企业的处罚力度。
5月7日,国务院印发《贯彻实施质量发展纲要2014年行动计划》,对钢铁、水泥、玻璃、陶瓷等高耗能高污染高排放行业,严格企业准入和强制退出机制。陶瓷业向来被冠以“高能耗、高排放、高污染”三高行业的帽子,成为重点治理对象之一。
这还不包括地方出台的政策,紧锣密鼓的一套治霾组合拳,显示了国家对于环境污染整治的决心和力度,也开启了中国“重典治霾元年”。直面低碳转型的生死挑战,无法实现转型的三高企业,将失去发展动力和竞争能力,直接淘汰出局。而技术的变革,为传统陶瓷产业的升级、转型提供了源动力,往往是技术前进一小步,对行业来说,却能跨越一大步。
2013年8月25日,四川新中源陶瓷有限公司为周文鹏出具了一份《试用高效低碳系统节能评估报告》。报告显示,如投入3台该系统用于生产线,按窑炉产能从9800m2/天,提高到11000 m2/天计算,每年压机工序电费可节省14.15万元,窑炉工序电费每年可节省15.8万元。
而节能最大的环节,则在燃气费用上,四川新中源陶瓷有限公司以2013年7月份燃料消耗月报表为例:窑炉工序抛光砖水煤气单耗15.67 m3/ m2,如增加产量,耗气总量不变情况下,窑炉工序燃气单耗将降到13.96 m3/m2,燃气单耗下降1.71 m3/ m2,但增加产量12%,耗气总量应有所增加,那么燃气单耗下降幅度按80%打折,则为1.36 m3/ m2。按当时煤价1200元/吨,每公斤煤平均产出3.2m3水煤气计算,那么每m3的水煤气价格为0.375元。因此,窑炉工序年节省燃气费用为:
11000 m2/天*30天*10个月*1.36 m3/ m2*0.357元/m2=168.3万元
窑炉每年节省燃气费用168.3万元,加上节省的电费29.95万元,那么一年节能成本约198万元左右,这还只是3条生产线节约出来的能耗。
“高效低碳成型系统”的节能减排效果,同样在斯米克陶瓷集团的试用报告得到了证实。据斯米克陶瓷集团在2012年10月17日出具的使用报告显示:
在同一窑速95分钟情况下,使用“高效低碳成型系统”,因压制速度提升,生产过程稳定,减少了生产过程断窑时间发生,窑炉天然气气耗降低76.99Kcal/Kg。在生产同类、同量产品时,因基本消除普通模型过程砖坯分层、开裂等现象,可比使用普通模降低粉料供给3.2%,原料制备能耗也可降低3.2%以上。2013年,尝到甜头的斯米克陶瓷集团,各规格产品的生产线,也全部采用了“高效低碳成型系统”。
周文鹏自己也算了一笔环保账,以抛光砖为例,通过对大小头、尺码、厚薄差、优等率、冲压频率、对粉料要求、后续加工余量等综合成本节省原料的价值来看,“高效低碳成型系统”可综合降低成本3.8元/㎡,按国内目前年产60亿平方米,50%市场份额计算,每年可助力建陶行业产生综合效益过百亿元之多。
“我们产品的推出,跟《新环保法》对企业节能减排的要求,刚好是吻合的。这对我们来说,是一个很好的机遇。”周文鹏觉得,自己恰好碰上了最佳时机。
现在,“高效低碳成型系统”已经推出了第三代。在周文鹏看来,这个系统的技术更新程度,在行业内跟喷墨打印机有得一比。他估计在三年之内,整个陶瓷行业压机上模都会装上他的系统,现在越来越多的企业开始使用高效低碳成型系统。
“一旦企业排放成本再增加的话,我们这个产品和服务对市场的帮助将会更大,也会受到更多企业的关注。”因为《新环保法》出来以后,整个社会对环保的意识会加强,这对他来说,是一个机遇。
在周文鹏看来,“高效低碳成型系统”的推出,也对于整个模具行业来说,带来了新的生机,对整个行业的提升将起到很大的刺激作用。
“在我们的产品推出以前,模具行业的竞争,已到了没多少钱赚的地步了,还在拼命降价去抢客户。”周文鹏说,大概在10年前,模具厂利润还很好,不愁销路,但现在利润已经很微薄了。很多模具厂的老板做得非常非常辛苦,但又不知道该往哪里突破。
“高效低碳成型系统”的推出,让行业又重新找到了新的思路和方向,改变了原来的低价竞争和不正常竞争的方式,愿意投入精力和时间去做产品研发,利用产品创新来竞争。
“以前基本上没人干这个事,有可能行业将来在三五年内,还会做出更好的技术。”周文鹏觉得,产品创新让模具行业的发展,有了新的希望。
现在,周文鹏开始转型,从以前只是做模具,转向服务型企业。他把公司的名称,也由原来的新鹏陶瓷机械有限公司,改成了新鹏工业服务有限公司。
除了“高效低碳成型系统”,他时还在研发喷釉机器人系统和陶瓷检测设备。在今年的广州工业展上,他将展出他的喷釉机器人系列,包括搬运机器人、抛光机器人、焊接机器人和上下料机器人等。
在周文鹏看来,现在生产型企业都面临着同样的问题,成本压力和环保问题。随着中国人口老龄化程度的加深,用工难的问题,也将越来越突出。低碳化和智能化必然成为将来工业化生产发展的方向,而他,要继续做一个先行者。