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我国纸面石膏板的发展历程及现状
摘要:介绍我国纸面石膏板工业的发展,从 20 世纪 70 年代以建筑石膏为原料,设计单线生产能力为 400 万 m2/年的初级生产阶段,经过近 30 年的发展历程,通过自主研发、引进装备及技术、消化吸及再创新相结合的科研发展。到目前以建筑石膏及脱硫石膏、磷石膏、工废渣等为生产原料、单线设计生产能力为 4000 万 m2/年以上生产规模的快速成长阶段。在全国建成一批从小型到大型、特大型的纸面石膏板生产企业和对外出口的生产线装备及工艺技术等发展情况。
关键词: 纸面石膏板;建筑石膏;脱硫石膏;磷石膏;生产装备
引言:石膏板是以二水硫酸钙(石膏)为主要原料,与纤维(通常是纸、玻璃纤维、石棉或这些材料的组合)、增塑剂、发泡剂和各种添加剂混合,与水混合,然后倒入不同类型的石膏板保护纸(纸和纸),并与保护纸牢固粘合在一起后成型,通过高温烘烤而成的建筑板套。石膏板广泛应用于世界上各种工业建筑和民用建筑中,尤其是高层建筑中,可作为内墙和天花板装饰材料,如机柜框架结构的非承重墙、内板、天花板等。
1、我国纸面石膏板工业的初级阶段
20世纪70年代,我国科技工作者开始从事石膏板技术和设备的研发,主要由中国新建材工业杭州设计研究院(以下简称杭州院)承担相关技术研究,设备开发和工程设计工作。1978,在中国建立了自主研发的400万m2/A纸质石膏板第一条自动生产线,为中国纸塑板行业的发展奠定了基础。该生产线以天然石膏为原料,石膏的煅烧采用直热式回转窑,燃料为重油,制板线速度为 10 m/min。该项目获得全国科学大会奖、建材行业科技进步一等奖等荣誉。
1979~1981 年,在第一条生产线的基础上进行了大量的改进完善工作,由此形成了我国第一代纸面石膏板生产技术及装备。在此期间杭州院又相继研发了用于石膏煅烧的沸腾炉(获国家专利)及双辊成型机等新型装备。根据行业规划,计划在全国建设 12 条 400 万 m2 /a 纸面石膏板自动化生产线(由于市场等因素影响,最终在全国建成了 6 条生产线)。
1983 年,北新建材集团从德国 KNAUF 公司引进了 2000万 m2 /a 纸面石膏板生产线投产。该线以天然石膏为原料,以煤为燃料。石膏煅烧采用连续炒锅,干燥机用高温导热油作为热媒介,通过导热油热交换器加热循环空气用于烘干石膏板。
通过该项目的实施,推动了我国纸面石膏板行业的发展,提高了人们对纸面石膏板这一新型建筑材料的认识;其次是完善了我国纸面石膏板施工应用技术及装备,相继制订了产品应用图集、有关的标准及技术规范;对提升我国纸面石膏板生产技术水平及装备水平起了很大的促进作用。
2、我国纸面石膏板工业的发展阶段
进入 20 世纪 90 年代,随着我国墙体材料改革政策的推广以及建筑业的发展,纸面石膏板的市场需求日益旺盛,国内企业纷纷投资建厂。杭州院根据市场需求对第一代国产纸面石膏板机组进行了技术改造及进一步完善工作,提高生产线的自动化水平,扩大生产线规模 (单线规模 400 万 m2 /a、600万 m2 /a、800 万 m2 /a、1000 万 m2 /a),提高产品质量,这就是我国的第二代纸面石膏板技术及装备。1991~1997 年,杭州院承担了 10 多条生产线的设计、建设工作,为我国的纸面石膏板行业的发展起了很大的作用。
1997 年,由杭州院和北新建材集团联合开发,杭州院承担生产线技术及装备设计、工程设计的北新建材 2000 万 m2 /a纸面石膏板生产线(北新二线)投产,该项目的成功投产极大地推动了我国纸面石膏板行业的发展,使我国有能力设计、制造、建设大规模纸面石膏板生产线及技术装备,使我国从只能研发中小型纸面石膏板生产线直接跨入能研发大型石膏板生产线的行列,该线是我国第三代纸面石膏板工艺技术及生产装备的典型代表。其投入少,产出高,产品质量达到国际先进水平,使北新建材的“龙牌”纸面石膏板在国内外市场上具有很强的竞争能力。北新二线的建成标志着我国石膏板工业进入发展阶段。
该生产线主线速度为 43 m/min,并预留扩大部分产能的可能。以天然石膏为原料,以块煤为燃料,热烟气发生炉作为工厂的热能中心,负责给石膏煅烧、石膏板干燥提供热能。制板生产线从配料、成型、湿端、干燥及干板处理全部采用了国产化全新研发的成套设备。这些措施不但大大提高了产品质量,全面提升了我国纸面石膏板工艺装备研制水平,还大大降低了项目建设投资,缩短了施工周期。
由于纸面石膏板市场的需求十分旺盛,我国的纸面石膏板得到了蓬勃发展,各地纷纷建设纸面石膏板生产线。国外公司如:德国 KNAUF、法国 LAFARGE、英国 BPB(杰科)先后在我国的芜湖、上海、天津等地建厂,国内企业除北新建材外,山
东泰和集团依靠低成本、快速扩张之路迅速崛起,成为我国纸面石膏板行业的另一支生力军。另外,很多地方建设了大量的400 万 m2/a 以下的小型纸面石膏板生产线,其中一大批是手工作坊式的简易生产线,共同推动了中国纸面石膏板行业的发展。但是,因资金、技术所限,以及各地区经济发展的不平衡,整个纸面石膏板行业发展极不均衡,产品良莠不齐。为此,国家完善了纸面石膏板产品质量标准,严格了质量监督、抽查制度,在规范纸面石膏板行业方面作了大量的工作,使我国纸面石膏板行业逐步走向健康发展的道路。
3、我国纸面石膏板行业的现状及发展态势
我国的纸面石膏板工业历经近 30 年的发展历程,通过自主研发、引进装备及技术、对先进技术及装备的消化吸收再创新与自主创新相结合, 已经建成一批从小型到大型、特大型的纸面石膏板厂,逐步形成我国的纸面石膏板工业。由于纸面石膏板所具有的一系列优点,随着我国国民经济的高速、持续发展,纸面石膏板工业持续出现了快速增长的势头。有关资料显示,90 年代末我国纸面石膏板实际销量在 1.0 亿 m2 左右。
但到 2003 年底,全国销量约 3.0 亿 m2,2004 年的增长率超过 50%,销量已超过 4.5 亿 m2,2005 年达到约 5.5 亿m2,2006年达到约 6.5 亿 m2。根据有关专家预测,到 2010 年,全国纸面石膏板的销量将接近 10.0 亿 m2。
4、结束语
我国建筑石膏行业及纸面石膏板工业经过近 30 年的发展,已经形成一个比较完整的产业。石膏板行业的发展为相关行业提供了良好的机遇,同时也提出了挑战,如何抓住机遇迎接挑战将是我们面临的课题。
(1)加强我国石膏板生产关键技术和核心设备的研发。如工业副产品石膏(脱硫石膏、磷石膏)加工工艺及设备、高性能搅拌机械、高效节能石膏煅烧设备、石膏板干燥设备等。
(2)进一步提高生产线自动化程度,以稳定生产,提高质量。
(3)加快高档保护纸的开发和生产,提升整个石膏板行业的产品档次。
(4)做好整个纸面石膏板行业的行业规范和产业引导工作,确保纸面石膏板行业的健康发展。
(5)结合墙体材料改革工作,鼓励和推广纸面石膏板的应用,做好纸面石膏板下游产品的开发,拓宽纸面石膏板的应用领域。
参考文献
[1] 秋原仲躍.日本石膏板的发展史和应用[A].第十三届全国石膏技术交流大会[C],2018.
[2] Peter Edwards. Gypsum in the European Union Gypsum in the EuropeanUnion[J]. global gypsum magazine,2019(5):13~16.
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