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中国砖瓦行业新一代技术装备创新研发攻关行动方案

来源:中国建筑材料联合会 中国砖瓦工业协会  撰稿人:  发布时间:2020年04月01日 浏览:
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【中国建筑材料联合会 中国砖瓦工业协会】我国烧结砖瓦工业作为墙体材料行业的主体,是我国建材工业的重要组成部分,是国家重要的原材料和基础工业,砖瓦产品是我国城乡建设不可或缺的材料,也是改善和保障民生、提高生活质量、保证建筑物品质和功能的重要物质支撑。

中国砖瓦行业新一代技术装备创新研发攻关行动方案

一、砖瓦行业面临的挑战与机遇

  我国烧结砖瓦工业作为墙体材料行业的主体,是我国建材工业的重要组成部分,是国家重要的原材料和基础工业,砖瓦产品是我国城乡建设不可或缺的材料,也是改善和保障民生、提高生活质量、保证建筑物品质和功能的重要物质支撑。

  改革开放以来,我国砖瓦企业的结构发生了重大变化,作为行业主体的国营砖瓦企业,约有90%退出了市场,取而代之的是民营和股份制企业。20世纪80年代,在全民办建材的大形势下,由于我国广大的乡村,能够取得的资源就是粘土,乡村工业发展,砖瓦得天独厚,砖瓦工业异军突起,企业数量快速上升,到90年代后期,已达到了12万多家,确保了改革开放的建设需求,但行业整体规模结构以中小企业和低档粘土砖为主,出现了毁田制砖现象,进入21世纪随着我国工业化进程加快,特别是国家墙材革新与建筑节能及保护耕地等政策的推动下,以中小企业为主的我国砖瓦行业企业迅速淘汰,到2010年,已减少到7万家左右,截止到2016年底砖瓦企业约有5万多家(2016年底工商登记砖瓦企业约有4万7千多家),据2017年砖瓦行业环保专项执法检查开展情况的通报,全国共排查到的砖瓦企业32103家;目前,行业能够生产的企业仍有32000-35000家企业,年生产烧结制品稳定在8100多亿块(折标砖)左右,其中,粘土实心砖约2000亿块;空心制品2600多亿块(折标砖),空心制品比2000年的200亿块增长12.5倍之多;各种利废(煤矸石、粉煤灰和各种废渣)、环保等新型墙体材料产品近些年得到快速发展,年产近3500亿块(折标砖);烧结瓦400亿片。砖总产量稳居世界总量第一,约占全球产能的一半以上。规模以上企业目前约3052家,规模以上产量5300多亿,占总产量的65.4%,规模以下企业占总产量的34.6%。我国砖瓦工业量大面广,目前落后的中、小规模企业仍占行业主体。近几年,生产工艺和技术装备水平较高的年产6000万块以上的中大型企业在逐年增加,年产3000万块以下的中小企业呈逐年快速下降趋势。

  砖瓦是为古代劳动人民在生产生活中发现的即具有能够吸附大量水分,释放水分,且表面干燥不会起霉菌、不会软化、变形和强度下降的建造遮风避雨、生产生活的家园的绝世“瑰宝”,中国砖瓦承载了中华五千年的文明发展和灿烂绚丽的“秦砖汉瓦”的文化,“砖之魂、瓦之魄”中国建筑内涵和文化底蕴,不但铸就了“故宫”等传世之作,明清时代与环境和谐共生的宜居砖瓦生态环境建筑促进了中华民族的繁衍生存发展,造就了我们14亿人口大国和全球五之一血脉的华人。

  科学研究发现砖瓦制品是胶体级的片状、管状、棒状集合体粘土或粘土矿物物料,经过媒介水分子成型和800-1100℃高温焙烧,物料部分熔融粘结形成像成千上万亿层钢板点焊粘接在一体的多微孔粗陶结构的蜂窝海绵材料;因此,具备了绿色环保生态海绵材料的所有功能,拥有理想的吸收和释放水分的特性,在气温超过墙体或地面温度或太阳直射到墙面或地面上时液态的吸附水会蒸发为气态的水蒸气,同时带走大量的热量,大幅度降低墙体及地面温度的功能,即能够保持了人们非常舒适的湿度生活环境,同时无数的微孔同时增强了砌体的隔热保温和隔音效果,可以有效的缓解城市热岛效应及降低墙体能耗,地表温度的降低及湿度的增加又可以有效的降低大气尘埃的浮起,缓解雾霾PM2.5颗粒物发生;形成的微孔通孔只有水分能够进入尘埃无法阻塞,永久保持极佳海绵体特性,特别在在突降暴雨时,大幅度吸附水分,饱和吸水率可达20%以上,可有效的缓冲及阻尼流水泛滥,缓解暴雨气象造成城市排水不畅,是“生态海绵城市建设”最理想最佳的材料。

  目前的我国的城镇PM2.5污染物超标造成严重“雾霾”,暑天的“热岛效应”,暴雨“城市看海”桥洞涵洞被淹城市瘫痪等城市突出的问题,都与被混凝土覆盖的几乎千遍一律、高楼耸立的混凝土丛林建筑有着直接关系,混凝土沙漠环境已成为城市生态环境的顽疾,我国城市“雾霾”、“热岛效应”、“城市看海”等城市生态环境恶化,都与能够改变和修复城市建筑生态环境的烧结砖瓦海绵制品退出我国城市建筑市场有着密切的关系。

  砖瓦制品的原料是地球上资源最丰富、最容易取得的粘土、页岩以及煤矸石、粉煤灰、建筑渣土、淤泥(江河湖淤泥)、污泥等固体废弃物,且物料焙烧不需要矿物巨大变化的制品,因此其原料范围最宽,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、污染土等大宗固体废弃物,物料焙烧不需要矿物巨大变化是所有焙烧类建筑材料中烧成温度最低能耗最低的,废弃物和污染物排放最少的,废水及固体废料都是零排放,物料及制品运输负荷最小的制品。

  由于烧结砖瓦制品经过800-1100℃高温焙烧,废弃物中的有机有害有毒病菌及物质已不存在,重金属等有害有毒物质被固化矿化在制品中,基本上不会被释放出来,焙烧的烧结砖瓦制品PH值永远是中性的,不是人工合成的化学产物,烧结砖瓦制品经过了几千年的风吹雨淋,耐久性能无与伦比,即使用寿命终结之后回归粘土也不会造成二次污染,并可已再利用,就目前技术固体废弃物利用量最大、最容易、最干净、最彻底且不会产生二次污染及废弃物变废为宝的只有烧结砖瓦制品。

  如果按照全寿命周期绿色材料四个方面基本要素①.生产所用的原材料是否利废,主要原材料使用的一次性资源是否最小,在原材料的采集过程中是否对环境或生态造成破坏;②.生产过程中所产生的废水、废渣、废气是否符合环境保护的要求,同时生产加工过程中的能耗应尽可能少;③.使用过程中的功能应齐备(如隔热保温性能,隔声性能,使用寿命等),并应是健康、卫生、安全、无有害气体、无有害放射性等;④.在其使用寿命终结之后,亦即废弃时不能造成二次污染,并可能再利用的要求,蜂窝多微孔粗陶结构的烧结墙体屋面及道路用建筑材料制品是目前建筑材料中唯一一个能够满足全寿命周期绿色材料要求的制品。

  中国砖瓦行业是一个传统行业,由于受长期的没有因时因地变化的国家墙材革新等产业政策的限制,产业发展缓慢,国家及资本行业以及及新产业技术基本没有介入,已远远落后于我国经济社会的发展,传统生产方式及管理模式还统治着整个行业,大多数墙体材料生产企业机械自动化水平较低,窑炉检测自控系统还未实现,还是处于人工操作的生产状况;近些年来,我国的砖瓦行业虽然取得了长足发展,特别是主机装备巳接近国外发达国家的一般水平,但从整体状况看与国外发达国家的砖瓦行业比仍存在较大的差距。

  首先从生产规模上比,我国的砖瓦行业成规模的生产企业单条线一般产量约为2000万~12000万块左右;单个企业人员一般约有30~80人,行业从业人员约有300万人,均生产率约为30万块/人年左右。而国外先进水平,一般企业单条年产量规模都在8000万块以上,多数企业生产能力在1.2亿块以上,企业人员一般都在20人左右,人均生产量400万~600万块/人.年左右。其生产企业规模一般是我国生产企业的2~4倍,其生产效率约是我国的10倍以上。

  其次关键装备水平:

  1、原料配料及原料处理方面:我国的生产企业原料大部分现采现用,根本不从事原料配料及原料风化处理,原料生产性能较差;而国外发达国家十分注重原料的配料及原料处理,原料处理基本上都经过各类原料配料及处理,自动化智能化控制,装机总容量一般在200kwh,约为我国的2倍,其原料处理水平特别是控制水平和原料处理装备耐磨材料,均处于领先水平,这也是我国砖瓦产品质量与发达国家差距较大的重要原因之一,也是我国砖瓦行业亟待解决的攻关问题。

  2、我国目前的砖瓦行业己普遍采用真空挤出机,主机的下机装机容量一般在110~250kwh左右,少数企业已突破300kwh。但在技术性能,特别是使用寿命和易损件材料耐磨性能方面和而发达国家欧美真空挤出机相比差距较大。我国真空挤出机基本上以消化吸收为主,生产出的产品成型含水率大约在16%~20%之间,制品变形较大。而国外真空硬挤出的成型含水率一般在15%左右,制品相当密实,变形情况极少,其生产效率及制品密实度和质量,特别是成型真空度、挤出流变原理及模型模具的开发,都是我国砖瓦行业亟待攻关提高。

  3、我国的制品干燥正在加速淘汰自然干燥,一次码烧的人工目人工干燥发展很快。制品干燥除与采用原料配料加工外,干燥模式应进行创新攻关,二次码烧技术、单层干燥技术和自动控制的干燥技术参数等方面需要攻关突破。我国砖瓦制品只所以产品质量不高,问题就出在干燥装备方面。关键的干燥装备,亟待加强研发和提高。

  4、自动化切条、切坯、分坯、编组、自动化码坯及装出窑技术装备,协同工序较多,运转故障率较高,调试周期长,制品损失比较严重,亟待行业组织攻关。

  5、制品焙烧我国目前砖瓦行业亟待淘汰上下左右温差大,制品焙烧性能差,产品的品质离散大的轮窑焙烧的生产;同时加快发展各种型式隧道窑,提高自动控制焙烧窑炉,温差一般不超过30度,制品火度均匀,品质相同的生产技术。

  6、我国的制品分捡基本上采用人工分捡方式,出厂产品目前逐步开展半自动化包装;而国外绝大多数企业都采用自动化分捡,产品自动打包包装。我国由于采用内燃烧砖较为普遍,热量配制不合理或窑炉操作不当,产品己粘连或过烧,由窑车卸装成品,实现机械自动化出窑难度加大,而国外发达国基本上是外燃烧砖,根据我国内燃烧砖特点,增加了装备研发难度,组织行业联合攻关卸装砖自动化系统装备也十分迫切。

  7、我国的烧结制品的砌筑应用水平还停留在传统的应用模式,延伸服务到功能、性能,特别是建筑工业化部品化应用还是一片空白,亟待行业借鉴国外先进的砌筑应用及部品部件应用的开发和推进。

  8、我国的烧结制品生产企业环保达标和节能减排目前被动应对状态,严格控制生产原料、燃料的堆场、破碎筛分、输送及干燥焙烧等工段的颗粒物、烟尘的无组织排放,确保环保达标,淘汰落后生产工艺及装备技术,特别是轮窑和自然干燥等落后装备及生产工艺,促进砖瓦行业节能减排升级改造和结构优化,全力推动砖瓦行业的污染物治理的设施的科技创新和产业提升已成为行业必须解决的生存问题,加大力度推动中国砖瓦工业协会首个团体标准《烧结砖瓦工业大气污染物治理设施工程技术规范》T/CBTA0001—2018实施和环境保护部《排污许可证申请核发技术规范陶瓷砖瓦工业》标准的实施,在全行业优先推广当今最先进的超低排放环境治理技术,开发提高生产过程环境治理及终端治理技术;淘汰简陋落后的“双碱法”脱硫除尘一体化技术,推动行业大气污染物末端治理的转型升级,促进行业落后生产工艺及装备技术退出市场,坚决取缔落后的大气污染物无组织排放生产工艺及产能,已成为行业发展的重中之重的工作,亟待全行业的推进和实施。

  9、由于砖瓦行业整体落后状况,绿色生态蜂窝多微孔粗陶结构的烧结墙体屋面及道路用建筑材料制品全寿命周期研究几乎停顿,严重制约和影响了行业的技术进步和技术创新,同时,也影响到了我国海绵城市、特色小镇、新农村建设、绿色墙材、综合利废、协同处置城市废弃物以及建筑工业化和部品化的发展。

随着我国经济社会发展,我国的海绵城市、绿色墙材、美丽乡村、特色小镇、综合利废以及协同处置城市废弃物和建筑工业化,特别是在我国“一带一路”走出去的战略布局,具备的综合利废领先优势和绝对性价比优势的中国砖瓦工业有着无比广阔的前景,都期待我们砖瓦行业取得突破性进展,都亟待加速推进砖瓦工业产业技术、技术装备的创新研发和发展。

二、技术装备创新研发的目的与意义

目前,行业面临着巨大挑战,同时也存在巨大的机遇,在习总书记“绿水青山就是金山银山”及“记住乡愁”的科学论断及党的“十九大”精神和新时代中国特色社会主义思想的指引下,特别是三部委《关于加快烧结砖瓦行业转型发展的若干意见》(工信部联原[2017]279号)和《推进砖瓦行业供给侧结构性改革打赢四个“攻坚战”的的指导意见》(中建材联综发【2017】91号)文件对我国砖瓦工业技术装备创新研发的发展提出的要求和“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念,为加快推进行业转型升级,全面落实引领提升和优化产业结构,提升砖瓦行业的核心竞争力,淘汰落后产能,引领行业打好供给侧结构性改革,打赢制约与困扰行业发展的攻坚战,实现行业在海绵城市、绿色墙材、美丽乡村、特色小镇、综合利废以及协同处置城市废弃物和建筑工业化发展得突破性进展,实现砖瓦工业创新发展的历史跨越的要求,实现美丽中国梦乡,必须全行业加强推进砖瓦工业产业技术、技术装备的创新研发和发展,必须提升砖瓦工业整装装备、技术的研发和创新,瞄准国际领先水平,实现砖瓦工业质量、品种功能以及协同处置的高质量发展,达到或超过世界一流水平,综合能耗和污染物排放以及各项技术经济指标达到或部分超越国际领先水平。

三、中国砖瓦行业新一代技术及装备的定义与内涵

  中国砖瓦行业新一代技术及装备是指从综合利废协同处置入手,逐步将传统砖瓦生产向大宗综合利废、城市固体废弃物协同处置及城市功能修复型的生态环保行业转型,产品要适应我国海绵城市、城市生态功能修复、绿色墙材、美丽乡村、特色小镇、建筑工业化、部品化的需求,生产企业向智能化、互联网、大数据发展方向转型,新一代技术装备向生产、挤出成型、切码运智能化、干燥窑炉检测及产品包装自动化为一体的智能制造示方向转型,重点是高效率协同处置废弃物处理系统;电子计量精准控制配料和自动控制挤出成型、烘干及焙烧系统;高性能装配式隧道窑炉、高性能高质量砖瓦产品的生产技术和装备;以及城市生态功能修复、环境治理、余热发电等行业核心技装备;实现从协同处置、原料制备、挤出成型、干燥焙烧、包装入库到运输全过程自动化生产、信息化控制的现代化生产线和与之配套的制品制造建筑部品、部件现代化生产线。

  着力研发推进互联网、云计算、大数据在砖瓦行业的应用,逐步实现砖瓦个性化定制产品配送系统;逐步建立起集产品生产、运行与管理、产品及产品集成组合、原燃材料采购的网络商务平台和买卖交易一体的信息网络系统,建立砖瓦产品应用试点工程数据库。发展电子商务,建立砖瓦供应、采购电子商务和服务平台,提升砖瓦物流信息化和供应链系统,构建“互联网+行业”的管理服务体系,改变传统经营模式、积极探索砖瓦行业互联网、大数据应用新的发展模式,推动行业经营模式的转变。

中国砖瓦行业新一代技术及装备将积极推进砖瓦产品、延伸建筑工业化部品化服务、绿色生态环境修复、装备制造水平的较大的提高,着力推动砖瓦工业整装装备技术的研发和技术提升,瞄准国际领先水平,实现砖瓦质量、品种功能以及协同处置达到世界一流,综合能耗和污染物排放以及各项技术经济指标达到或部分超越国际领先水平。

四、目标和任务

  (一)指导思想

  确立“创新提升、超越引领”指导思想,以实现国际先进为研发目标和目的,组织并凝聚全行业智慧和力量实施研发和创新提升,使中国砖瓦行业新一代技术装备总体上有较大的提高,实现新的跨越,达到世界领先水平。

    (二)目标定位

  “中国砖瓦行业新一代技术及装备”重点是积极推进砖瓦产品高质量发展技术水平、延伸建筑工业化部品化服务、积极推进砖瓦产品绿色生态环境修复技术水平、装备制造水平以及高效率协同处置废弃物处理系统;电子计量精准控制配料和自动控制挤出成型、烘干及焙烧系统;高性能装配式隧道窑炉、高性能高质量砖瓦产品的生产技术和装备;以及环境治理、余热发电等行业核心技装备的攻关;实现从产品水平、延伸建筑工业化部品化服务、绿色生态环境修复技术水平、协同处置、原料制备、挤出成型、干燥焙烧、包装入库到运输全过程自动化生产、信息化控制的现代化生产线和与之配套的制品制造建筑部品、部件现代化生产线。实现中国砖瓦“砖瓦+文化+建筑”的融合跨界发展,实现砖瓦产品的中国元素、中国制造、中国创造和中国服务并举发展,实现技术经济环保指标全面达到、超越国际领先水平,为中国砖瓦的创新高质量绿色发展提供可靠的支撑。

  (三)总体目标及具体目标分解

  中国砖瓦行业新一代技术装备的研发要实现“一个目标、两个升级、三个飞跃”。一个目标即中国砖瓦行业新一代技术及装备,将实现“砖瓦+文化+建筑”的融合跨界发展,实现中国砖瓦的中国元素、中国制造、中国创造和中国服务并举,达到或超越国际领先水平;两个升级从目前生产企业机械自动化水平较低,主机装备只接近国外发达国家的一般水平,窑炉检测自控系统还未实现,还是处于人工操作的生产状况的现状,提升到主要设备达到国际先进水平,整体技术与装备水平到达到或部分超越国际领先水平的升级;砖瓦产品的质量、品种和功能从目前的只能适应传统的砌筑应用模式,提升到能够适应我国海绵城市、城市生态功能修复、绿色墙材、美丽乡村、特色小镇、建筑工业化、部品化的需求,中高端产品占比不低于50%;的升级;三个飞跃即到2023年底,从目前全行业较低的节能减排指标达标率,飞跃到砖瓦行业新兴产业占比达到30%以上,落后生产工艺基本上淘汰;全行业在生产各个环节及制品节能减排指标全部达标;部分节能减排指标达到或超越国际领先水平。经济技术指标实现服务业和跨界发展产值达到1000亿元以上,利润100亿元以上;国际市场经营收入实现200亿元以上的飞跃;智能化控制与管理水平实现改造建成5~8条智能制造示范线;形成3~5家及产品研发、生产、应用和推广为一体的大型企业集团;有50家以上的砖瓦企业进入国际市场的飞跃。

  主要研发工作到2023年底全部完成。

  1、科学研究砖瓦制品的蜂窝海绵多微孔粗陶结构的对建筑环境的修复机理;特别缓解环境雾霾PM2.5颗粒物;降低“热岛效应”形成、缓冲及阻尼暴雨造成“城市看海”等城市生态环境问题的研究,缓解解决混凝土丛林、混凝土沙漠城市生态环境的顽疾,推动我国生态宜居的海绵城市发展。

  2、加强砖瓦“秦砖汉瓦”、“砖之魂、瓦之魄”中国建筑的研究,全面提升砖瓦文化内涵和服务内涵,联动设计应用部门推动砖瓦文化融入现代建筑的实践,推动中国砖瓦行业“砖瓦+文化+建筑”跨界发展,延伸拓展砖瓦文化服务功能,提升砖瓦产业产品档次和服务档次,提升产业服务附加值,实现中国砖瓦的中国元素、中国制造、中国创造和中国服务并举,推动中国文化自信的传承和发展。

  3、加大力度进行绿色生态烧结材料墙体全绿色生命周期研究,推进节能绿色墙体屋面材料的生产与应用的攻关,实施国家标准《 绿色产品评价 墙体材料》(GB/T 35605-2017)和《墙体材料行业绿色工厂评价导则》,推动国家标准《绿色建材评价技术要求道路及屋面材料》标准的制定,加强绿色生态烧结材料墙体构件的通用体系的研究攻关,完善绿色墙体材料标准体系,推进绿色生态烧结材料墙体构件工厂化生产应用,提升引领行业淘汰粗放落后产品和落后产能,推进我国砖瓦工业向绿色墙材和生态建材等高端产品发展。

  4、结合综合利废,加强原料性能,特别是协同处置原料性能的基础理论研究,从原料配料、原料处置、燃料使用、以及改善改变产品功能等有关技术参数的研究攻关,提升、调整与开发传统砖瓦生产向大宗综合利废、城市固体废弃物协同处置、海绵城市、城市生态功能修复、绿色墙材、美丽乡村、特色小镇、建筑工业化、部品化的方向发展。

  5、根据原料性能的基础理论研究成果,加大力度研究开发与提升原料处理装备及生产技术装备的技术水平和生产水平的攻关,提升和改变产品功能,以适应我国海绵城市、城市生态功能修复、绿色墙材、美丽乡村、特色小镇、建筑工业化、部品化的需求。

  6、开发与提升重点是高效率协同处置废弃物处理系统;电子计量精准控制配料和自动控制挤出成型、烘干及焙烧系统;高性能装配式隧道窑炉、高性能高质量砖瓦产品的生产技术和装备;以及环境治理、余热发电等行业核心技装备的攻关;

  7、实现从协同处置、原料制备、挤出成型、干燥焙烧、包装入库到运输全过程自动化生产、信息化控制的现代化生产线,全线贯通信息化、智能化、控制、检测与操作,为稳定生产、提高资源效能、提高劳动生产率奠定基础。

  8、研究产品和与之配套的制品制造建筑部品、部件现代化生产线,形成延长产业链和提高产品的附加值奠定基础。

  9、能耗、技术、经济指标达到世界领先,可比单位生产成本降低15~20%,能耗降低15~20%,劳动生产率提高一倍以上,实现全行业节能减排在生产各个环节全部达标。

  10、中国砖瓦行业新一代技术装备生产的节能绿色墙体屋面材料新型节能绿色墙体屋面材料等烧结绿色环保制品,轻质高强、保温防火、与建筑同寿命、多功能一体化的装配式墙材、屋面及围护结构部品占比达到30%以上。中国砖瓦行业新一代技术装备生产的结构功能一体化的烧结多孔砖、空心砖、自保温砌块、复合保温砌块、清水墙砖、透水路面砖、烧结装饰砖、烧结制品制造的墙板产品及防水防腐防火保温一体化的装配式墙材制品、烧结瓦和太阳能屋面瓦等产品中高端产品占比不低于50%。

  (四)目标任务分解

  1.产品质量目标

  中国砖瓦行业新一代技术装备生产的结构功能一体化的烧结多孔砖、空心砖、自保温砌块、复合保温砌块、清水墙砖、透水路面砖、烧结装饰砖、烧结制品制造的墙板产品及防水防腐防火保温一体化的装配式墙材制品、烧结瓦和太阳能屋面瓦等产品达到国际领先水平。

  2.品种目标

  中国砖瓦行业新一代技术装备生产的实现结构功能一体化的烧结多孔砖、空心砖、自保温砌块、复合保温砌块、清水墙砖、透水路面砖、烧结装饰砖、烧结制品制造的墙板产品及防水防腐防火保温一体化的装配式墙材制品、烧结瓦和太阳能屋面瓦等产品满足我国的海绵城市、绿色墙材、美丽乡村、特色小镇、综合利废以及协同处置城市废弃物和建筑工业化的需求。

  3.装备提升目标

  开发与提升高效率协同处置废弃物处理系统;电子计量精准控制配料和自动控制挤出成型、烘干及焙烧系统;高性能装配式隧道窑炉、高性能高质量砖瓦产品的生产技术和装备;以及环境治理、余热发电等行业核心技装备,实现自主创新,实现中国砖瓦制造向中国砖瓦创造跨越。

  4.智能化运行目标

  研发并采用目前国际领先水平的智能化技术,实现控制、检测、运行管理全线贯通,提高资源能源利用效率和提高劳动生产率。

  5.节能减排目标

  通过提升电子计量精准控制配料和自动控制挤出成型、烘干及焙烧系统;高性能装配式隧道窑炉以及环境治理、余热发电等行业核心技装备研究,减少污染排放,实现全行业节能减排在生产各个环节全部达标,达到国际领先水平。

  6.劳动生产率目标

  在现有基础上劳动生产率提高一倍以上。与目前我国先进水平相比生产成本降低15~20%。

  7.原料优化目标

  提升原料优化技术,提升配置技术,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,提升产品质量。

  8.产业化示范目标

  改造建成5~8条智能制造示范线;力争形成3~5家及产品研发、生产、应用和推广为一体的大型企业集团。

五、共性关键技术研发及提升指标

  (一)重点领域与共性关键技术

  1.砖瓦制品的蜂窝海绵多微孔粗陶结构的对建筑环境的修复机理研究;特别缓解环境雾霾PM2.5颗粒物;降低“热岛效应”形成、缓冲及阻尼暴雨造成“城市看海”等城市生态环境问题的研究,缓解解决混凝土丛林、混凝土沙漠城市生态环境问题,推动我国生态宜居的海绵城市发展。

  2.加强砖瓦“秦砖汉瓦”、“砖之魂、瓦之魄”中国建筑的研究,全面提升砖瓦文化内涵和服务内涵,联动设计应用部门推动砖瓦文化融入现代建筑的实践,推动中国砖瓦行业“砖瓦+文化+建筑”跨界发展,推动中国文化自信的传承和发展。

  3.基础理论:真空成型挤出流变机理及流变模型的开发、产生机及控制的理论研究。

  4.原料配料、原料处置、燃料使用、以及改善改变产品功能等有关技术参数的理论研究攻关。

  5.原料、燃料颗粒形态对生产及产品性能的有关技术参数的理论研究攻关。

  6.生产工艺技术及自动化控制:

  (1)原料的配料及原料处理,特别是原料处理控制水平和原料处理装备耐磨材料的攻关技术提升。

  (2)采用原料配料加干燥模型自动控制的干燥工序的研发和提升。

  (3)质量控制:包括原料的配料及原料处理质量控制技术;干燥工序、焙烧工序质量控制技术、产品优化及功能提升技术等。

  (4)自动化与智能化:包括智能化操作技术、质量监测与管控、能效管理等。

  7.高性能隧道窑炉技术

  (1)焙烧模型与自动控制焙烧窑炉生产技术研发和提升。

  (2)高性能装配式隧道窑炉技术:包括隧道窑耐火保温材料及窑体蓄热和窑体保温技术的研究

  8.制品自动化分捡,产品自动打包包装技术的攻关研究。

  9.烧结制品制作建筑部品、部件应用的技术及装备技术的开发和攻关研究。

  10.砖瓦行业生产过程环境治理及终端大气污染物超低排放技术及装备的开发和攻关研究。

    11.烧结砖瓦窑炉协同处置废弃物技术与装备开发和攻关研究。

  (1)烧结砖瓦窑炉协同处置安全无害化的技术理论研究

  烧结砖瓦窑炉具有明显的高温分解有毒有害物质,制品具有固化重金属的功效,但是还没有从技术理论上研究并阐明一些重大原理及作用机理。因此,环保领域的专家依然认为不能排除二噁英产生的风险,依然不清楚二噁英的控制机理等。因此,解决窑炉烟气化学组成及其对于二噁英形成的影响,控制二噁英生成的生产工艺条件等技术理论需要完整地科学地研究,同时制品对于重金属离子的固化理论和固化限值以及防止析出二次污染问题。解决这些问题将奠定烧结砖瓦窑炉作为废弃物最优处置的环保产业理论基础,为烧结砖瓦产业向环保产业转型提供理论支撑。

  (2)城市污泥的协同处置技术研究与装备开发

  研究和开发利用烧结砖瓦窑炉焚烧污泥的储存、输送、干化及喂料装备;研究利用余热废气厌氧处置污泥工艺技术及主要设备;生产线焚烧污泥制品试验等关键技术研究环节;研究协同处置污泥对烧结砖瓦窑炉氮氧化物减排的效果。

  (3)生活垃圾的预处理和协同处置

  烧结砖瓦窑炉协同处置生活垃圾焚烧残渣需要自主研发研究适应协同处置生活垃圾焚烧残渣的工艺流程和技术与装备,提高烧结砖瓦窑炉安全无害化协同处置能力。同时,要研究生活垃圾焚烧残渣中有害物质对砖瓦生产过程的影响及对产品和下游相关产品在产品性能的影响,制定相应的协同处置技术规程,确保砖瓦产品质量的限值限量等技术法规。

  12.中国砖瓦行业新一代技术装备生产的产品品种的研究:重点是结构功能一体化的烧结多孔砖、空心砖、自保温砌块、复合保温砌块、清水墙砖、透水路面砖、烧结装饰砖、烧结制品制造的墙板产品及防水防腐防火保温一体化的装配式墙材制品、烧结瓦和太阳能屋面瓦等产品满足我国的海绵城市、绿色墙材、美丽乡村、特色小镇、综合利废以及协同处置城市废弃物和建筑工业化的需求的产品,特别是改善及修复城市混凝土丛林的生态制品的研究。

  13.关键装备的提升和国产化率提高,形成真正意义上的自主知识产权。

  (二)技术创新提升指标

  到2023年我国砖瓦行业新一代技术装备研发通过创新和优化全面达到国际领先水平。重要指标如下:

  l产品综合能耗< 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主要生产设备粉尘排放量<10mg/m3;

  lNOx排放量<80mg/m3;

  l劳动生产率提高1倍至2倍;

  l管理成本降低15~20%;

  1.联合会组织的国家重大专项备选课题

  (1)砖瓦制品的蜂窝海绵多微孔粗陶结构的对建筑环境的修复机理研究攻关;特别缓解环境雾霾PM2.5颗粒物;降低“热岛效应”形成、缓冲及阻尼暴雨造成“城市看海”等城市生态环境问题的研究攻关。

  (2)砖瓦“秦砖汉瓦”、“砖之魂、瓦之魄”中国建筑的文化研究,联动设计应用部门推动砖瓦文化融入现代建筑的实践,推动中国砖瓦行业“砖瓦+文化+建筑”跨界发展,推动中国文化自信的传承和发展。

  (3)原料配料、原料处置、燃料使用、以及改善改变产品功能等有关技术参数的理论研究攻关。

  (4)原料、燃料颗粒形态对生产及产品性能的有关技术参数的理论研究攻关。

  (5)真空成型挤出流变机理及流变模型的开发、产生机及控制的理论研究。

  (6)“烧结砖瓦窑炉协同处置废弃物技术与装备开发和攻关研究”;

  (7)“砖瓦行业生产过程环境治理及终端大气污染物超低排放技术及装备的开发和攻关研究”。

  (8)“烧结制品制作建筑部品、部件应用的技术及装备技术的开发和攻关研究”。

  (9)利用固废原料制造先进产品的均化处理关键设备开发研究。

  2.联合会统一组织创新的研发课题

  本方案“四”目标任务中的(四)目标任务分解中的13大目标为创新的研发备选课题,即产品质量提升技术 、产品品种技术 、装备提升技术 、智能化技术、节能减排技术、劳动生产率提高技术、原料优化技术、技术产业化示范等项目。

  3. 企业自选课题

  (1)“焙烧模型与自动控制焙烧窑炉生产技术研发和提升”

  (2)“自动化与智能化:包括智能化操作技术、质量监测与管控、能效管理等技术的攻关研究”;

  (3)“制品自动化分捡,产品自动打包包装技术的攻关研究”。

  (三)示范工程建设

  我国砖瓦行业新一代技术装备研发创新成果经领导小组审定后,完成改造建成5~8条智能制造示范线;形成3~5家及产品研发、生产、应用和推广为一体的大型企业集团。成为砖瓦行业新一代技术的标杆。同时,也鼓励单项技术成果在不同生产线上应用。

六、组织与保障措施

  1.坚持“创新提升、超越引领”的指导思想,坚持自主创新、协同创新,集中行业优势资源攻关,发挥相关各方的积极性和创造性。

  2.由建材联合会组织行业力量负责制定总体研发工作方案,由中国砖瓦行业新一代技术装备研发领导小组具体领导与负责组织实施。

  3.争取政府主管部门对重大专项列项支持和资金支持。

  4.由建材联合会和中国砖瓦行业新一代技术装备研发领导小组组织,有关企业、科研院所和大专院校按其各自的优势进行分工与合作、共同推进,严格按照国家有关政策法规保护知识产权和商业秘密。要求各合作单位之间制定有关约束协议,明确关联方知识产权保护的责任义务和共享分享办法。

  5.建立以项目为纽带的技术创新联盟,做好知识产权保护,鼓励以开放式、国际化的方式开展技术创新工作,利用和整合国际创新资源,打造合作创新平台,并争取国家相关政策支持,在具体研发工作中引入竞争机制,协同机制、分享机制,共同攻克关键技术难题。

  中国建筑材料联合会

  中国砖瓦工业协会

  2020年3月31日

  

责任编辑:单建庆
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