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    加氣混凝土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 中國加氣混凝土協會  撰稿人:  發布時間:2020年05月22日 瀏覽:
    摘要:

    經過五十余年——尤其是新世紀后的迅猛發展,行業已經形成包括加氣混凝土制品生產、建筑應用、裝備制造、配套材料生產和科研設計的完整體系,成為我國建筑節能和墻體材料革新的重要力量,為固體廢物資源綜合利用和墻材綠色發展做出突出貢獻。

    加氣混凝土新一代技術裝備創新研發攻關行動方案

    中國建筑材料聯合會 中國加氣混凝土協會

      蒸壓加氣混凝土起源在歐洲,發展壯大在中國。1965年我國引進瑞典西波列克斯公司專利技術和全套裝備,在北京建成我國第一家加氣混凝土工廠,標志著我國加氣混凝土進入工業化生產時代。經過五十余年——尤其是新世紀后的迅猛發展,行業已經形成包括加氣混凝土制品生產、建筑應用、裝備制造、配套材料生產和科研設計的完整體系,成為我國建筑節能和墻體材料革新的重要力量,為固體廢物資源綜合利用和墻材綠色發展做出突出貢獻。

      一、國內外技術裝備發展現狀和趨勢

      1.國外技術裝備的現狀與發展

      國外加氣混凝土的先進技術和裝備在歐洲,主要在德國。國外先進專利技術和成套裝備主要集中在約五家公司。德國伊通公司是世界加氣混凝凝土產品開發和工藝技術的領跑企業,有從實踐到理論、用理論指導實踐的幾十年研發積淀,擁有生產保溫性能佳的低密度(干密度100Kg/m3)制品和兼具保溫和強度的復合密度制品的技術。成套裝備先進企業主要在歐洲,先進性主要體現在設備加工精度高、運行平穩耐久性好、自動化智能化水平高、系統配套性好,缺點是設備龐大、控制復雜,對操作人員要求很高。整體技術和裝備水平將更致力于精細化,徘徊不前是大趨勢,瓶頸突破可能性不大。

      2.國內技術裝備的現狀與發展

      我國加氣混凝土行業經過50余年的引進消化吸收,已經建立了具有中國特色和自主知識產權的、完整的蒸壓加氣混凝土工業體系。整體技術裝備水平和生產技術水平有了顯著提高,與國外基本同步的全新型技術裝備已成為行業生產企業的主力裝備。完成了從跟隨到追趕并縮小差距的過程,形成適合國情的自主技術,裝備技術升級換代快,分步式空翻切割機、地翻切割機、空地翻結合切割機都有研究和不同的發展,裝備適應性強?;驹牧侠麖U為主,砌塊向低密度轉型,板材拓展屋面板、樓板和保溫板應用。技術裝備提升有空間,發展是大趨勢,將很快與國際先進水平并跑,革命性的突破未見端倪。2019年國內公司收購荷蘭裝備制造公司。成套裝備和生產技術“走出去”趨勢良好,已出口二十余國百余套生產線。優質制品出口穩定。

      國內外差距逐漸縮小。我國加氣混凝土技術裝備水平與國外差距雖在快速縮小,但仍有10-15年的差距。差距主要在產品規格、品種和質量,生產工藝技術研究,設備智能化程度、系統配套性、零部件加工精度、整機裝配精度、設備安裝精度和長期使用穩定性。

      二、新一代技術裝備創新研發攻關的目的、意義

      1.研發的目的和意義

      技術進步和持續創新是行業發展的源動力。為使行業達到世界領先水平,實現可持續高質量發展,行業須緊跟時代脈搏,瞄準世界先進水平持續不斷地開發新技術新工藝新裝備,執著于創新提升和制造質量,不斷地實現迭代更新。

      國家“五大發展理念”要求行業通過技術裝備的創新研發,使我國加氣混凝土技術裝備達到國際領先水平。創新研發的技術裝備將加快行業信息化、智能化的發展步伐,為建設現代化的加氣混凝土行業助力。技術裝備的更新換代將淘汰落后產能,減少污染物排放,調整產品結構,推進轉型升級。同時,將提升參與國際化競爭的實力,提高綠色發展的檔次,實現中國制造向中國創造邁進,進而超越引領世界加氣混凝土行業發展;隨著加氣混凝土產品的功能和性能的提升,提升建筑舒適性和檔次,滿足人民美好生活的需求;也會促進墻材革新的深化,促進建筑業材料配制方式改變,推進行業上下游技術進步。

      2. 產業優勢逐步凸顯

      行業起步于工業化時期,積累了豐富基礎理論知識、研發理念和生產與應用的寶貴經驗。積聚了一批致力于行業的教育科研開發人才、生產一線技術骨干和熟練的產業工人。

      行業產品的建筑應用快速突破,行業發展基礎逐步夯實,發展前景明朗。國家裝配式建筑政策引領,使加氣混凝土板材的應用市場得到進一步拓展。實力雄厚的業外大企業跨行業強勢進入,帶來新的裝備技術、生產管理理念和可借鑒的成功經驗。

      創新提升行業整體技術水平,促進行業持續發展共識明確。技術裝備研發得到普遍重視,對原材料適應性研究走在國際前列,裝備自動化水平日趨提高,人機分離操控、集成化控制中心、智能化管控技術逐步成熟,具備進一步提升現代化智能化水平的基礎條件。裝備技術標準逐步形成體系,制品標準、原料標準、檢驗標準和應用標準水平快速良性提升。低密度保溫板材制品等新興生產技術也走向穩定。

      3.發展面臨嚴峻挑戰

      與整體建材行業一樣,我國加氣混凝土行業也面臨著資源、節能、環保的巨大政策壓力。

      行業產能過剩壓力大,新增產能增長快,行業下行壓力在逐漸增大,隨時會出現殺傷力很大的急劇下行。急需通過提升整體技術裝備水平,淘汰落后產能、出清過剩產能、遏制新增產能。

      行業企業普遍規模小,數量多,產業集中度低,單打獨斗抗風險能力弱。大部分小企業發展方式和經營模式仍停留在銷售中低端商品階段,產品質量難以保證。

      行業質量保證以及研發體系薄弱,技術創新能力不強,技術研發投入和創新相對滯后,嚴重影響著加氣混凝土行業技術裝備和生產技術水平的提升。

      三、加氣混凝土新一代技術裝備的定義與內涵

      行業新一代技術裝備是以國內先進技術和裝備為基礎,瞄準世界先進水平,以深化關鍵工藝技術研究,提升裝備加工裝配精度和長期運行穩定性,融合先進的現代化智能化控制技術,生產本質安全、節能環保、滿足建筑要求的高檔次產品的技術裝備。

      原材料制備工序;適應性強,原料預制高效、環保;配料工序;在線監測原料品質,配方預設,自動配料,人機分離、集中操控;澆注工序:攪拌機無級變速實現攪拌效率、攪拌效果與能源消耗的最佳匹配;切割工序:縮短切割節拍,運行穩定可靠,提升切割精度,可自動切換生產產品的規格;鋼筋網片制備工序:全自動網片制備與組裝,自動防腐處理、掛網與插拔釬;蒸壓養護工序:自動化控制,效率高,余熱和冷凝水全部零排放及綜合回收利用;成品分揀和包裝:成品分揀(含板材自動分揀與在線檢測和板材裁切與數控加工)和打包自動化。全生產線實現設備自動化、切割機智能化、生產信息化。配置有澆注后預養護室和釜前預養護室,配置有完善的化驗檢驗設備的化驗室。節能、環保、綠色、安全、職業健康設施與生產線配套。

      建立數據庫,信息可即時共享。依托互聯網、云計算、大數據和“專家數據庫”,實現裝備現場數據采集、應用信息反饋、遠程軟件升級、遠程故障診斷。

           四、新一代技術裝備創新研發攻關的內容和目標

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      完善和提升加氣混凝土裝備加工制造水平的基礎上,開發出適合我國加氣混凝土行業發展的新一代技術裝備,重點對加氣混凝土制品生產的關鍵技術、工藝和裝備進行信息化和智能化技術組合,建立數字化的信息傳輸和共享模塊,提高加氣裝備的信息化和智能化水平。在提高加氣混凝土制品質量的基礎上,使加氣混凝土企業的生產效率、產品檔次、能耗指標、環保排放限值等技術經濟指標和服務能力達到世界領先水平。

     ?。ǘ┛傮w目標及具體目標分解

      以“創新提升、超越引領”為總體目標,瞄準以切割機為中心的核心技術的提升與拓展組織攻關,以化繁為簡、提高效率、節能減排為突破,融合信息化和智能化技術,使加氣混凝土技術裝備達到世界領先水平。以工業固體廢棄物為主要原料研究生產配方,提高資源利用效率作為技術創新與研發的主要目標;以提高零部件和整機裝配精度,以單點突破和全線聯動銜接作為技術裝備提升的主要支撐;以提升板材生產效率為降低生產成本的主要途徑;以大氣污染物排放指標達到世界先進水平作為配套設施完善的標準;以信息技術和智能技術融入加氣混凝土生產線,實現世界領先水平的目標。

      主要技術裝備實現穩定運行10年以上;能耗水平滿足《蒸壓加氣混凝土制品綜合能耗限額及計算方法》標準的綜合能耗要求,達到國際領先水平;環保水平滿足2+26城市特別排放標準的要求,達到國際領先水平;資源綜合利用效率高于80%,達到國際領先水平;技術裝備信息化、智能化達到國際先進水平;勞動生產率提高30%以上;低密度(100Kg/m3)和復合密度產品研發技術取得突破。

      2020—2021年根據行業發展需求和目標,確定研發項目任務,落實支撐資源;2021—2023年研發成果基本完成,進行企業效果驗證;2024—2025年研發項目成果深入,解決存在的問題,全面總結。

     ?。ㄈ﹦撔卵邪l的主要任務及目標

      1.研發高效低能耗澆注攪拌機。澆注攪拌機的攪拌均勻性,直接關系到澆注穩定性和產品性能,提升傳統的澆注攪拌機綜合技術性能,減少攪拌時間30s。研發要點:優化攪拌葉片形式與攪拌機內部結構,在攪拌罐內和料廢漿稱頂部配置噴淋系統,澆注完畢后,可自動清理積料;設計具有震動功能的料漿過濾裝置,以避免形成積料而結塊,導致脫落后對產品產生的劃痕現象。

      研發穩定的高性能的料廢漿檢測技術,融入到配料澆注自動化系統,實現澆注配料漿液參數的自動補償,確保澆注的穩定性。

      2. 低密度薄型保溫板是市場新需求,切割機要實現多品種覆蓋,多規格自動切換,切割精度在1mm以內,且能保證制品質量。加氣混凝土切割機實現整模水平切割50mm薄板無沉降,自動實現產品轉換。

      3.研究豎直切割、水平養護工藝技術。為克服制品粘連,研發水平蒸壓養護新工藝技術。配套研究精度高且動作平穩的切割后濕坯體翻轉平臺,開發蒸壓養護前濕坯體分離裝備。研究模具漏漿檢測技術。

      研發料廢漿罐體電子制冷系統,降低料廢漿的溫度,從而恒定澆注溫度。

      4.開發板材生產用的智能化鋼筋網片自動化焊接和組裝系統,減少生產企業勞動用工。

      5.開發蒸壓釜自動配汽控制系統。開發蒸壓養護余熱利用技術,提升余熱利用效率30%。研究蒸壓釜在不影響生產效率的前提下將倒汽后剩余蒸汽的余熱回收再利用技術,將余熱吃干榨凈,減少排放,降低單位產品的綜合能耗,實現節能目標。研發可有效降低排汽噪音和排汽余味的蒸壓釜排汽過濾轉換系統。

      6.研發融合自動化智能化的集成控制,實現無人值守、運程操控。研究生產過程控制的檢測技術及設備。開發以ERP和MAS為基礎的工廠信息管理系統,實現生產、設備、產品、物流管理信息化,實時記錄、全面跟蹤、自動篩選統計分析。

      7. 在目前天然砂資源日趨緊張,尚未出現可替代的新原料的狀況下,采用工業固體廢棄物作為生產加氣混凝土的主要原料勢在必行。開發工業固體廢物為主要原料的低密度產品,并實現工業化生產。研究多種硅質原料混用的最佳性價比配方。研發低密度保溫產品和復合密度產品的生產技術。

      8. 在板材市場快速增長的情況下,板材應用技術沒有很好地普及,急需指導性強的應用技術圖集和規程,完善板材產品應用技術指導性文件。借鑒國外經驗,研究板材安裝的專用配件和施工機具,提高安裝質量和安裝效率。

      9.以服務建筑產業化為目標,開發板材后加工設備和軟件。接軌BIM技術,研究板材智能化生產管理,實現板材自動裁切與數控加工。研究板材智能化倉儲技術, 實現板材工廠化定制與編碼,施工現場對號拼裝。為擴展行業服務產業鏈,研發砌塊自動砌墻機。

      10.借鑒其他產業環保設施應用的經驗,選擇產品性能和質量好的有實力的環保設施生產企業,共同為加氣混凝土行業配置專用的環保設施,以滿足大氣污染物排放限值指標趨嚴形勢下,實現超低排放。

      11.研究生產線安全管理和控制技術。針對切割機、轉運設備、蒸壓釜等不同的不穩定狀態,研究安全管理和安全防控技術。

     ?。ㄋ模﹦撔卵邪l的重點領域

      1.加強原材料多樣性研究。依托行業高校和科研院所以及骨干大企業,分別針對各類工業固體廢棄物的特性進行分析研究,提出各種性價比合理的生產工藝和生產技術。制定加氣混凝土原材料質量標準。

      2.加強技術裝備換代研發。以整體生產線自動化水平高,研發目標是加工精度高,產品適應性廣,長期運行穩定,智能化融合。

      3.加強融合現代化智能化研究。將現代化智能化融入加氣混凝土生產過程控制系統,增加智能型工藝控制技術,運用現代化管理對工藝流程、產品和質量、物耗、能耗、物流和成本管理等實行全方位的智能化管理,整體提升控制力和運營效益。

      4.加強節能環保技術和裝備研究。實現節能減排為目的,全面提升節約能源的水平和檔次,做出對生態環境的貢獻。

     ?。ㄎ澹﹦撔卵邪l的路徑

      對照超越引領的目標,協會引方向,企業提需求,集聚全行業的力量,以先易后難逐步推進,以具體目標分解任務,以任務配套資源,以過程協調加以調控,以目標達成考核結果。

      1、協會與中國建材聯合會共同組織行業大企業牽頭,集合行業相關企業制訂引領團體標準。行業專家委員會確定可行的單項初步研發方案。

      2、裝備技術研發依托行業內裝備大企業,以協議方式明確研發任務的具體目標和參與單位、研發攻關內容、工作分解和分交節點與方式、資源配套、知識產權劃分、完成時間和考核方式。

      3、低密度和復合密度產品研發采取依托有實力生產大企業和研究機構共同以協議方式明確研發任務的具體目標和參與單位、研發攻關內容、工作分解和分交節點與方式、資源配套、知識產權劃分、完成時間和考核方式。

      4、應用技術開發采取生產企業提出和施工單位結合,以滿足應用需求為目標,協會組織本行業和建設系統共同制訂應用技術指導文件。

      5、排放水平提升采取引用建材系統內的滿足本行業需求的先進技術裝備進行設計配套。

      6、信息化和智能化技術搭接,由裝備制造企業按照發展趨勢與擁有成熟應用技術的專業公司采用自主開發軟件或委托軟件編程進行嫁接。

      7、配套生產工器具依托國外在國內的分公司或機構,實現國內生產。

           五、組織與保障措施

      1. 以黨的十九大精神和制造強國戰略為指引,以市場需求、檔次提升、國際領先為目標,聚全行業智慧和力量扎實推進,使我國加氣混凝土主要技術裝備水平得到較大提高,縮小與世界領先水平的差距,實現由跟跑變為并跑,并具備領跑能力。

      2. 協會負責組織行業力量制定研發行動方案。組建由本會會長擔任組長的“新一代創新研發”領導小組,負責統一研發方向和目標,確定任務分工,決策重大事項,協調研發外協合作事宜。以協會專家委員會作為“新一代技創新研發”的專家組,組織行業科研單位、設計單位、高校、大企業、行業專家共同確定單項研發方案,對技術層面的重點難點問題進行研究并確定路徑和方法。領導小組下設由秘書處和部分企業兼職人員構成的辦公室,負責協調“加氣混凝土新一代技術裝備創新研發”的日常管理工作,推進項目進度,協調解決具體問題。辦公室下達任務書到指定牽頭完成單位,有關企業、科研院所和大專院校等參與單位,根據任務書和各自的優勢分工,建立合作路徑與平臺,共同推進。

      3. 堅持自主創新、協同創新,集中行業的智慧與優勢組織攻關,發揮相關單位和個人的積極性和創造性。

      4.建立以項目為紐帶的研發團隊,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。鼓勵企業提出并承擔攻關課題。

      5.爭取政府主管部門和中國建材聯合會對研發項目的政策和資金支持。

    責任編輯:單建慶
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