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在“十一五”經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展指導原則和主要目標方面中,著(zhù)重提出的六個(gè)必須中必須加快轉變經(jīng)濟增長(cháng)方式,擺在一個(gè)突出的位置,我以為這個(gè)轉變是一個(gè)質(zhì)的轉變,也就是把又快又好改變?yōu)橛趾糜挚?,這個(gè)好要體現在節能降耗上?!笆晃濉睍r(shí)期經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的主要目標,其中兩個(gè)方面的重要目標:一是今后五年國內生產(chǎn)總值年均增長(cháng)7.5%。這個(gè)目標是建立在優(yōu)化結構、提效率高益和降低消耗基礎上的。二是提出了“十一五”期間單位國內生產(chǎn)總值能源消耗降低20%左右、主要污染物排放總量減少10%等目標。這是針對資源環(huán)境壓力日益加大的突出問(wèn)題提出來(lái)的,是個(gè)硬指標,具有明確的政策導向。我們玻璃行業(yè)要生存、要發(fā)展必須在節能降耗方面狠下工夫。關(guān)于節能降耗我們過(guò)去往往側重在玻璃窯爐的節能上下工夫,這當然是對的但是我們假如把視野再開(kāi)闊一些,不難發(fā)現還有好多方面是有潛力的比如產(chǎn)品輕量化的問(wèn)題。
一、玻璃制品的輕量化是行業(yè)多年來(lái)的追求目標:
我們生產(chǎn)的日用玻璃制品中的玻璃瓶罐,大部分在容重比上都比較偏重,全部上自六十年代開(kāi)始在努力降低瓶身重量,以達到在同樣的投入中取得更大的產(chǎn)出,以獲取更大的利潤起到降低成本節約能源的目的,到八十年代已取得非常大成績(jì)。當時(shí)界定了玻璃瓶小口瓶輕重的范圍:容重比大于1.4 為重量瓶;等于1.0-1.4 為標準瓶;等于1.0-0.7為輕量瓶;小于0.7為超輕量瓶。當時(shí)已正常生產(chǎn)出小口瓶為0.7以下,生產(chǎn)大口瓶為0.4以下。在德國海葉HEYE公司采用小口壓吹工藝以后,輕量化已達到相當高的水平,1994年他們在我國北京進(jìn)行技術(shù)交流時(shí)拿出的樣品中有一只1.5升的可樂(lè )瓶?jì)H有405克重,容重比為0.27已是典型的超輕量瓶當然實(shí)際是復合化輕量瓶,它是在玻璃瓶外面涂上一層無(wú)機涂料和一層農業(yè)生產(chǎn)體系涂料(目前在我國也已普遍應用)。由此可見(jiàn)全部先進(jìn)水平在輕量化方面的進(jìn)程。我國在六十年代開(kāi)始已有企業(yè)開(kāi)展了輸液瓶輕量化方面的研究工作。到了九十年代初由于采用了玻璃的化學(xué)鋼化技術(shù),輕量化工作有了一定的打破,使輸液瓶的容重比達到335克/500毫升以下,容重比為0.67(<0.7)。在玻璃器皿方面九十年代初上海已生產(chǎn)出號稱(chēng)超薄型玻璃盤(pán),當時(shí)成立了一個(gè)有經(jīng)驗生產(chǎn)廠(chǎng)“新風(fēng)玻璃廠(chǎng)”,該廠(chǎng)生產(chǎn)的盤(pán)子邊厚在2-2.5毫米,當時(shí)產(chǎn)品市場(chǎng)銷(xiāo)售情況很好,但是我們的壓制玻璃杯的厚度始終不能降下來(lái),按全部通用的說(shuō)法“吹制產(chǎn)品厚壁化、壓制產(chǎn)品薄壁化”,以壓制杯為例壁厚不超過(guò)2毫米,而我國的壓制杯從過(guò)去到現在始終在2.5-3.2毫米之間徘徊。所以玻璃產(chǎn)品輕量化不僅是國內外玻璃行業(yè)長(cháng)期以來(lái)追求的目標,而且確實(shí)有它的難度。
二、輕量化玻璃瓶、玻璃器皿生產(chǎn)的瓶頸:
日用玻璃制品的理想外形應該是瓶壁厚薄均勻,給人以勻稱(chēng)的感覺(jué)(當然為了保證產(chǎn)品的重心有的產(chǎn)品做的底部較厚以保持穩定例外),但要做到這樣也是很困難,所以盡管有一些企業(yè)通過(guò)長(cháng)期的努力研究取得了一定的成就,大部分企業(yè)缺乏創(chuàng )新理念,仍然在按照傳統的工藝在低水平的重復生產(chǎn)。玻璃瓶的輕量化是一項系統工程,它既有硬件裝備上的提高,也有人員素質(zhì)、培訓等方面的軟件建設。這就是玻璃產(chǎn)品輕量化的瓶頸所在?,F就硬件方面進(jìn)行探討:首先由于在熱成型過(guò)程中,因機械成型工藝不能完全模仿人的高難動(dòng)作,特別是目前我國普遍采用的行列式制瓶機是屬于翻轉式成型工藝,在初形模到成型模的翻轉過(guò)程中由于動(dòng)作過(guò)快,形成一定的慣性,使初型料中的中空心部分與底料的臨界面,出現了拉伸這就是我們稱(chēng)作為兩接頭現象。兩接頭的分界面是整個(gè)瓶子中較薄的地方,還有由于成型模具的溫度不均勻、料滴溫度的不均勻、料形的不規范、初形模設計的不適當等都會(huì )造成瓶子的不均勻。輕量化的過(guò)程就是要把玻璃制品中的不均勻部分中的厚料減除(適當減輕)。使瓶子整體厚薄均勻既美觀(guān)又保持一定的強度,當然為了保持瓶子的強度,人們在瓶子外面鍍上一層復合保護層(內層為無(wú)機結合層,如二氧化錫;外面為農業(yè)生產(chǎn)體系層,如聚乙烯)。順便提一下在當前的科技發(fā)展領(lǐng)域中,應用材料的特性進(jìn)行優(yōu)勢互補,而發(fā)展復合材料研究的學(xué)科,正在新興崛起。我們以啤酒瓶為例:目前我們生產(chǎn)的640毫升啤酒瓶重為530克左右,若按容重比為0.7計瓶重為448克以下,那么每噸玻璃要多309個(gè)相當于現在重量的瓶子多出16%的產(chǎn)量。這是一個(gè)不小的數字,我們在不增加投入的情況下,多出了16%的產(chǎn)量和產(chǎn)值,在同樣的能耗情況下多生產(chǎn)出16%的產(chǎn)品,這不就相應地節約了能源了嗎?所以輕量化既提高了質(zhì)量又降低了成本、節約了能源使單位產(chǎn)值能耗下降。當然目前我們在對瓶子重量問(wèn)題上的認識上還有誤區,認為瓶子越重越好,這在我國已爭論了近二十年,其實(shí)我認為評價(jià)瓶子的質(zhì)量還是應該以標準為準,應以標準中規定的耐壓、抗沖擊強度指標為準。我相信在全體玻璃行業(yè)同仁的努力下這一目標應該能實(shí)現。
三、實(shí)現產(chǎn)品輕量化應該注意的問(wèn)題:
我們應該知道我國在使產(chǎn)品輕量化方面,經(jīng)歷了三十年左右的努力,才取得了一些成績(jì)??梢?jiàn)這一工作的艱難。我以為國內外在過(guò)去的成功經(jīng)驗,為我們提供了研究的基礎,我們應該在過(guò)去他人成功的經(jīng)驗基礎上開(kāi)發(fā)創(chuàng )新。因為遵循科學(xué)發(fā)展觀(guān)的理念,人類(lèi)總要不斷創(chuàng )新開(kāi)拓前進(jìn),提高產(chǎn)業(yè)的科技含量是企業(yè)發(fā)展的必由之路,因循守舊低水平的重復是不可取的,科技與產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新已成為行業(yè)價(jià)值提升的主要方式。產(chǎn)品的重量輕了外觀(guān)均勻好看了,必然受到消費者的歡迎,從而開(kāi)拓了產(chǎn)品的市場(chǎng),提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競爭力使企業(yè)進(jìn)入良心循環(huán)。
產(chǎn)品輕量化是一項系統工程,過(guò)去在搞輕量化的工作往往只注意成型機上下功夫,不能說(shuō)成型機不是關(guān)鍵,但并不是單純的?,F在我們就先從成型機開(kāi)始分析:
玻璃成型機:我們通常用于制瓶子的機器目前基本上都是行列機,因為這類(lèi)機型是適合常年不間斷生產(chǎn)的理想機型。因為它可以在不影響其他各組正常生產(chǎn)的情況下,單獨對一組機器進(jìn)行維修。而回轉型制瓶機是做不到的,由于玻璃廠(chǎng)的生產(chǎn)(特別是大規模的生產(chǎn))是連續性的希望中間盡量不停產(chǎn)(停產(chǎn)會(huì )造成很大的經(jīng)濟損失)。所以回轉機就失去了競爭優(yōu)勢而基本退出了市場(chǎng)(玻璃器皿生產(chǎn)是例外)。但是行列機的非常大缺點(diǎn)是由初型料到成型模有一個(gè)翻轉過(guò)程,由于為了追求高產(chǎn)量機器必須高速度,這就使翻轉速度加快,與此同時(shí)料的離心力也加大,為了緩解這一問(wèn)題有的機器加進(jìn)了液壓阻尼技術(shù),來(lái)盡量降低由翻轉過(guò)程產(chǎn)生的離心力,另外為了保證成型過(guò)程中的料滴均勻,又增加了小口壓吹技術(shù)、吹氣過(guò)程分段控制氣壓、氣量技術(shù)(即三口氣)因為玻璃在吹制過(guò)程中,在沒(méi)有外力的情況下吹出來(lái)的產(chǎn)品是個(gè)球,也就是各向同性,而我們的產(chǎn)品都是細長(cháng)的旋轉體或是異型體也就是各向異性,這就要求玻璃在成型過(guò)程中有吹氣有拉伸的間斷過(guò)程,所以要吹三口氣、模具垂直冷風(fēng)這早在八十年代就已推廣了、意大利BDF公司與日本杉村公司合作研究出的模具測溫技術(shù)等項技術(shù)。這僅是對機器的一些改進(jìn),而機器還需要有對工藝有深刻了解的人員去掌握,因此企業(yè)引進(jìn)高素質(zhì)的人員對機器進(jìn)行適度地掌握也是非常必要的。機器是在設定的程序下進(jìn)行工作,它要求玻璃料的物理參數比較穩定。要達到這一要求首先要對料道提出嚴格要求。
玻璃料道是為了給機器提供溫度均勻的玻璃液的主要設備,但是玻璃液在流出作業(yè)池的過(guò)程中,先是由供料道進(jìn)料端進(jìn)入料道,這時(shí)玻璃料受到料道磚的三面散熱(兩側與底部),而中部因玻璃料由周?chē)臒崃习鼑?,無(wú)法散熱造成在料道中的玻璃料液橫斷面的溫度不均勻,為了解決這一問(wèn)題行業(yè)中想出了很多辦法如:英國B(niǎo)H-F公司采用玻璃料液溫度前反饋、料道采用微機分段控制溫度與冷風(fēng)、旋轉桶外加加熱噴嘴、階梯式供料方式等技術(shù),目的主要是使到成型機的玻璃料,料滴內部溫度盡量均勻。當然為了做到這一步,玻璃料的熔制也是非常重要的,目前在窯爐設計工作中有一個(gè)誤區,就是片面追求節能,大家只盯著(zhù)能耗多少,不考慮料子化的怎樣,我們在窯爐考核中有一個(gè)環(huán)切均勻的要求,往往容易被人們所忽視。為了出高質(zhì)量的瓶子我們必須化好料。為了化好料我們還要對配合料的供應提出要求,因為窯爐不能改變料的性質(zhì),要使玻璃液的物理參數恒定,那么在配料工作中保持配合料的均勻是非常重要的。
我們在考慮投入資金的時(shí)候非常重視窯爐、成型主機的投入,常常容易忽略了料房的投入,這不僅帶來(lái)環(huán)保方面的隱患(矽肺病人的產(chǎn)生),還保證不了玻璃原料成分的均勻,一般玻璃料中二氧化硅含量占玻璃成分中的70-74%之間,由于不能控制好沙子中的水分,所以也保證不了玻璃成分的恒定,因為一般沙子中或石粉中都含有一定的水分,并且沙子在玻璃中占的比重比非常大,水分的不穩定必然影響到玻璃成分的穩定,以一般含水量在8-12%為例;若誤差在±2%那么對二氧化硅的值誤差就在2.8%,這個(gè)數字對玻璃的物理參數影響非常大。所以我們在過(guò)去往往只對機器進(jìn)行調整,是無(wú)法解決玻璃物理參數的穩定的。在這方面很多企業(yè)家已引起重視,就比較重視配料房的改造。在玻璃器皿方面我們過(guò)去一直強調在玻璃口杯應該吹制產(chǎn)品厚壁化、壓制產(chǎn)品薄壁化。這是因為過(guò)去吹制杯使用的機器都是吹吹法成型,不能生產(chǎn)厚壁產(chǎn)品一般壁厚在0.8-1.2毫米左右。壓制杯由于制造精度的問(wèn)題一般厚度在2.5-3.2毫米左右。這是我們多年來(lái)一直想要打破的難題,目前我們壓制杯產(chǎn)量要大于吹制杯,假如能把壓制杯的厚度降到2毫米以下,那末每噸玻璃可多生產(chǎn)803個(gè)玻璃杯,相當于不增加投入多出17%的產(chǎn)品,也節約了能源17%。目前我國在器皿壓機生產(chǎn)方面技術(shù)水平已接近全部先進(jìn)水平,應該為我們奠定了裝備基礎,只要在工藝上深入研究,應該能有打破。
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