据陶瓷厂能源审计数据显示，整个陶瓷厂约40—50%的电耗都来自于原料车间，而原料车间使用的燃料也占了陶瓷厂使用燃料总量的1/3。在以往销售旺盛、产能不足的年代，陶瓷行业的粗犷发展模式令企业未能对原料车间的高能耗产生足够的重视。而在市场疲软、生产成本高涨、国家大力提倡“绿色发展、节能降耗”的今天，不少企业开始意识到，想要控制成本必须要降低能耗，而如何降低原料车间的能耗，成为企业目前面临的主要问题。

近半电耗来自于球磨

如何为球磨电耗“瘦身”？

原料车间的能耗主要包含电耗和煤耗，其中电耗主要来自于球磨机用电。据了解，目前行业普遍使用的原料粉碎关键设备依旧是间歇式球磨机，40T和60T是当前陶瓷厂原料车间比较实用的两种规格。以60T球磨机为例，单机可装载65T干料，球磨时间在13—15小时左右，需用160KW或200KW的电机驱动，耗电量巨大，因此球磨机的节电效果对企业的能耗成本控制有着决定性的意义。

一般情况下，球磨机吨位越大，单机装载量就越高，每吨浆料的电耗就会减少。因此为了达到更好的节电效果，球磨机一直以来都是向着大吨位发展。我国在10年前就成功设计并制造出100T的球磨机，这也是目前陶瓷行业最大吨位的球磨机。由于生产技术的限制和实际使用上的局限性，靠更大吨位的球磨机来实现节电是不太现实的。

从另一个角度看，通过提高球磨机的球磨效率，减少球磨时间也可以降低球磨电耗。据佛山市卓达豪机械有限公司总经理胡建国介绍，影响球磨机效率的主要因素是球石及料、球石间的配比，因为浆料在球磨的不同阶段对球石的配比要求是不同，初期球石以砸料为主，对大球需求更多；后期以研磨为主，对小球需求更多，因此合适的料、球石比例对提高球磨效率有着相当大的作用。此外，球磨机的转速、球磨介质、球石填充率以及原材料的入球粒径都会影响到球磨效率。

过去，曾有业内技术人员提出以增加摩擦面积、减少料和球石的混合时间，以及用热水球磨等方法来提高球磨效率。而近年来，连续球磨成为业内比较看好的一种高效的球磨工艺。

连续球磨采用模块化设计，根据不同的原材料，可灵活调整模块的配置，如两联体、三联体、四联体等。连续球磨的各筒体可根据工艺要求设置不同的转速、不同的球石填充率和不同的球石级配，从而满足泥浆在不同阶段的研磨需求。各段球磨机根据研磨做功的要求配置不同的内衬，位于前段的筒体内衬纹理较粗，增大摩擦力以便将球石带到高处，砸料做功更加强烈；而后段筒体的内衬纹理则较细腻、光滑，球石以研磨为主。达到细度的泥浆可以先行出球，既避免了物料的过磨，也提高球磨效率，节省了球磨时间。连续进料也避免了间隙式球磨的频繁启停，减少了启动消耗的电能。

虽然连续球磨理论上可比间歇式球磨节电20%—35%，但实际推广起来并没有那么顺利，目前在业内的普及率还比较低。胡建国坦言，连续式球磨机更适用于以原料配方较为单一的产品，在大批量生产时节能较为明显，但对于配方较多样性、批量较小产品还有一定的局限性。

而在近日，记者又了解到一种新的球磨机节能模式。据佛山市爱摩生科技有限公司经理艾永生介绍，其自主研发的“球磨机节能设备”可以根据实时检测球磨机的运行电流情况，从而利用计算机调整球磨机的转速，以最科学的转速进行球磨从而达到最合理的球磨时间，最终达到节电的效果。

“球磨机节能设备，包括一个由永磁电机驱动器带动的伺服永磁同步节能电机，驱动器里面我们写了一个运行程序。还有一个可调整的触摸参数屏。在触摸参数屏里可以看到很多种原料配方，每一种配方都设定了独立的转数、独立的球磨时间等各种参数。”艾永生继续介绍道，“我们只要选定了一种配方，程序就会自动把驱动器设定成这个配方所需要的转数和时间，驱动器也会根据球磨机实际运行时的电流跟踪系统的反馈，决定什么时候开始降频率，什么时候开始降低速度，不过磨也不返磨，让电一点都不浪费。”

据了解，球磨机节能设备已经在新明珠三水生产基地煤气站试用了半年多，据新明珠三水基地煤气站经理王延波反馈，试用的球磨机为40T，原先160KW的主电机已换成了爱摩生科技的200KW的伺服永磁同步节能电机，同时去掉了辅助电机，球磨时间缩短了10%，节电效果达到了20%以上。

三分之一燃料用于喷雾干燥

怎么让喷雾干燥“退烧”？

原材料经球磨形成泥浆后，还需经过筛除铁、喷雾干燥才能制成粉料。喷雾干燥制粉是瓷砖生产过程中消耗热能最多的工序之一，降低喷雾干燥制粉的能耗对控制原料车间的生产成本有着重要意义。

陶瓷行业所使用的喷雾干燥塔有6000 型、8000 型、10000型和12000型等等，型号越大可生产粉料越多，单位能耗会相对降低，但这无法解决根本问题。喷雾干燥塔的工作原理是通过向塔内鼓入热风，烘干泥浆中的水份，从而获得干燥的粉料。因此，在温度不变的前提下，其节能效果主要取决于泥浆的含水率。

为了稳定泥浆和粉料的含水率，爱摩生科技推出了“原料车间球磨自动化系统”和“喷雾塔自动化系统”。据了解，“原料车间球磨自动化系统”会在原材料入喂料机时，自动运用激光检测系测算出每种原材料精确的含水率，然后在入球时运算出精确的加水量，使最终球磨后的泥浆含水率误差低于1%。艾永生表示，“传统的球磨机误差都达到了3—4%，含水率不稳定的话，泥浆和粉料的质量就会产生波动，喷雾干燥所需的能耗也会产生变化，这就变相地增加了能耗。”

而“喷雾塔自动化系统”可以通过激光检测设备以每分钟1000次的频率检测并反馈喷雾干燥塔内粉料的含水率，当粉料的含水率过大或过小时，该系统会联动控制水煤浆高压柱塞泵和泥浆泵，调整热风的温度，使粉料的含水率始终趋于稳定。

上述两套系统分别针对泥浆和粉料，通过稳定含水率来达到节能制粉的目的。而除此以外，另一种节能的制粉方式———干法制粉，在近年来也越来越得到政府和行业的关注。

喷雾干燥属于湿法制粉，而干法制粉与之完全不同。干法制粉工艺简单连续，生产效率高，占地面积也相对较小，而且无废气、无粉尘。生产时，原材料通过输送带进入密封的立式磨机，经破碎、研磨、再磨细形成粉料，自动配料均化后进入封闭振动造粒机喷入少量水进行造粒，干燥后便完成了粉料制备。

干法制粉工艺最大的优势是节能，由于用立式磨机代替了球磨机，并去掉了喷雾干燥环节，系统整体电耗大大降低，整个制粉过程也完全不需要燃料，因此综合节能理论上可达到45%以上。从2014年到2016年，一些陶瓷企业上马了干法制粉项目，其节能效果也得到了业内的认可。不过，由于均化和稳定性方面的问题，目前干法制粉工艺仅用于生产瓷片等高吸水率产品。在去年举行的“陶瓷行业原料制备新技术论坛”上，多位行业专家也对干法制粉工艺目前存在的风选耗能较大、软质料粉碎效率不高、除铁效果不理想，以及如何应用于抛釉砖、瓷质砖等问题进行了探讨。随着中国陶瓷干法制粉工程技术中心的成立，目前干法制粉工艺的改良提升正在逐步推进中。

结语

实际上，无论是连续球磨还是干法制粉，其最大的局限性都来自于原料的不标准化，而影响原料车间能耗的最大因素也取决于原材料的标准化程度。陶瓷粉料很讲究化学组分、结构组分、含水率、黏度、粗细、颗粒分布等等，而我国陶瓷原矿分布零散，南北气候存在差异，而且各企业产品不同、原料配方也不同，这些因素使得陶瓷厂的原材料属性难免存在波动。用固定的设备去加工属性不稳定的原材料，能耗在无形之中已经悄然提升。

在这种现状下，爱摩生科技通过采集原材料的属性信号，收集原料配方数据，建立数据库，利用计算机从大数据层面管控整个原料车间，以最科学合理的功耗制备粉料，这种创新的思路无疑为原料车间的节能降耗提供了另一个方向，不过其可行性和实用性，还有待时间和实践检验。