當代石材開采及加工技術與我國石材設備引進的經(jīng)驗

中國地大物博，具有無窮的發(fā)展?jié)摿Α８母镩_放二十年來，石材工業(yè)的發(fā)展速度驚人。石材產(chǎn)量從1978年板材產(chǎn)量40萬m2（包括水磨石產(chǎn)量）發(fā)展到1998年荒料產(chǎn)量480萬m3，約等于1200萬噸，大理石、花崗石板材產(chǎn)量超過1億m2，成為世界上第二石材生產(chǎn)大國?，F(xiàn)有石材開采與加工廠礦逾8000家，從業(yè)人員250萬名。名符其實地形成開采、加工及設備制造一條龍的石材行業(yè)，在國民經(jīng)濟中成為世人矚目的既古老又年輕的產(chǎn)業(yè)。
     我國石材資源遍及30多個省市自治區(qū)，品種超過1000個，其中大理石600余種，花崗石400余種，真可謂資源豐富，品種繁多，花色各異，是世界上任何國家無法與之相比。

     我國石材工業(yè)從宏觀角度分析，無論生產(chǎn)能力，進出口貿(mào)易總量，裝備水平，還是科研力量，設計水平等均走在世界的前列。成為世界上舉足輕重的石材工業(yè)大國。

     世界石材工業(yè)的現(xiàn)狀及其發(fā)展前景，當數(shù)意大利具有最完整的代表性。意大利之所以成為風行世界的石材王國，其含義是：有為開采與加工服務的經(jīng)驗豐富的科研隊伍；有從事設備研制開發(fā)的久經(jīng)鍛煉的設計力量；有從事實地開采與加工的能隨機應變的工程技術人員；有組織與協(xié)調(diào)開采、加工和設備制造的信息靈通的石材協(xié)會與機械協(xié)會，并經(jīng)過長達半個世紀的不懈努力，使之成為當今世界生產(chǎn)和進出口貿(mào)易總量第一，生產(chǎn)品種最全和石材設備出口量第一的名副其實的石材王國。意大利最大的優(yōu)勢在于它有適應各種不同地質(zhì)條件、不同巖性和不同開采方法的、并與之配套的專用石材礦山開采設備；有適應不同品種和規(guī)格，不同生產(chǎn)規(guī)模與用途的、并與之相配套的石材制品專用加工設備，所以它能保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低消耗、降低成本，充分發(fā)揮設備的生產(chǎn)能力，從而提高勞動生產(chǎn)率和企業(yè)的整體效益，使之長期處于領先地位。意大利全員勞動生產(chǎn)率：荒料開采>400,板材加工>2000。近十年來，由于設備制造從其結構、性能、材質(zhì)、新技術的應用等諸方面與其它機電行業(yè)幾乎同步，要突破目前的水平，產(chǎn)生飛躍絕非易事，目前正處于蓄勢待發(fā)的階段，因此至今仍未推出具有質(zhì)變意義的新工藝、新設備、新方法。但世界石材工業(yè)設備近年來仍有以下幾方面的變革與發(fā)展：
1．展出了高度自動化、計算機控制的加工設備，如異形加工與仿形雕刻機；全自動化的薄板生產(chǎn)線等；
2．以提高單位時間生產(chǎn)率為目的，設備大型化。例如可裝150-200根鋸條的雙連桿框架巨型鋸石機，24個磨頭的連續(xù)磨機及56-60個垂直鋸片的雙向切機。
3．提高電機的轉速或切削線速度，例如串珠金剛石繩鋸石機等。
無庸諱言，我國與意大利相比仍有許多差距。特別是企業(yè)素質(zhì)等方面仍有很大的差距，有待于業(yè)內(nèi)人士去努力。

第一，我國石材開采是面廣、點多、分散、量小，應迅速向工業(yè)化、集約化邁進。
作為石材工業(yè)的糧食的石材開采，人們逐漸從輕開采重加工的誤區(qū)中清醒過來，已有較多的礦山、采場比較重視地質(zhì)工作與規(guī)劃設計，并采用先進的開采工藝、開采技術、開采方法和開采設備，以此不斷地提高礦山開采的科學性，提高經(jīng)濟效益、環(huán)境保護意識和資源的合理利用。

     石材礦山有其本身的特點，與其它——冶金、有色、化工等以獲得有益組份的礦山截然不同，它從理論上講以獲得盡可能大而完整的規(guī)則六面體——荒料為目的。因此普遍適用的開采方法、開采設備，在石材礦山卻無用武之地。中國石材門戶網(wǎng)

     我國石材礦山極大部分采用陡幫高臺階山坡露天開采方式；公路開拓汽車運輸方案，與石材工業(yè)發(fā)達的國家相一致。臺階高度3-10米不等，大于10米者并不罕見。與國外主要區(qū)別在於：在國外上山公路的最大縱坡達25~30%，平度坡在15%以上；而我國尚無人敢于突破礦山道路設計規(guī)范之規(guī)定，致使礦山道路線路長、投資大，車流密度卻甚小，發(fā)揮不了應有的投資效益。

     我國石材礦山的開采工藝一般分為分離、分割、整形、吊裝與運輸五道主要工序。分離是石材礦山開采的關鍵工序，即按確定的長條塊石的三向尺寸從采場巖體中分離開來。長條塊石的高度一般等于臺階高度H（H=3~10m），其長度是已經(jīng)形成的采場工作線長度的幾分之一，一般為10~30m。長條塊石的體積為商品荒料體積的幾倍至幾十倍。這一工序從技術概念和采用的設備及分離方法而言與國外相同。

     分割工序是將長條塊石按商品荒料的尺寸與要求進行解體，分割成荒料毛坯。

     整形工序是指將不符合荒料要求的部分（包括大于規(guī)定的色斑、析離體、色線、裂紋及凹凸部等）切除，整形，使之成為顏色均一，致密塊狀的規(guī)則六面體，即商品荒料。

     吊（鏟）裝工序是商品荒料移位、集中堆放或吊裝或鏟裝上車。通常選用桅桿式起重機、履帶式起重機，或前端式裝載機及叉車。根據(jù)不同的條件進行合理的選擇。

     運輸工序是指商品荒料經(jīng)裝車、固定后運離采場。通常選用無側板的載重汽車、平板拖車。

     從上可看出，在石材開采中分離工藝是至關重要的，它對礦山效益影響極大，對資源的利用率與荒料率的提高起決定性作用。因此，正確確定長條塊石的三向尺寸是每一個采礦技術人員值得潛心研究的課題。

綜合國內(nèi)外的開采實踐，確定長條塊石的尺寸應考慮如下因素：
1、巖石的特性，劈分性能；
2、天然節(jié)理、裂隙、層面的密度與間距；
3、商品荒料的規(guī)格與要求；
4、分離設備的性能與參數(shù)。

長條塊石的分離方法如下：

1、鑿眼爆裂法，按爆破材料的不同分為：
A.***爆裂法
B.導爆管爆裂法
C.低能量炸藥（***等）爆裂法

2、鑿眼劈裂法：根據(jù)采用的器具不同分為：
A.打楔劈裂法：單楔和組合楔；
B.液壓劈裂器脹裂法

3、鋸切分離法：采用鋼繩鋸石機、鏈式鋸石機和金剛石串珠鋼繩鋸石機鋸切。

4、組合分離法：即上述三種方法在不同條件下的組合使用。

上述幾種分離方法同樣適用于分割（解體）工序。
    分離工序曾經(jīng)采用過的密集炮眼法已逐漸被淘汰，火焰切割在花崗石礦開創(chuàng)自由面時常有應用，而高壓水槍切割法，等離子切割法等正在研究和試驗之中，可望不久有所突破。

    值得一提的是我們中國人特有的流芳百世的看似簡單實際卻異?？茖W的劈裂楔為我國花崗石開采作出了不平凡的貢獻。 它比組合楔、液壓劈裂器和排眼爆裂更省時、省力，既經(jīng)濟又安全可靠。在我國花崗石礦山仍在廣泛的使用。

    中國石材礦山的規(guī)模中小型者居多，超過萬m3的為數(shù)甚少。荒料規(guī)格仍然偏小，這與開采工藝的各個環(huán)節(jié)有關，有的采運設備不配套；有的開采方法的局限；有的交通不便，路橋本身設計等級低，其諸多因素仍是趕上或超過石材開采先進國家的障礙，改變石材礦山面廣、點多、分散、量小的現(xiàn)狀，迅速向工業(yè)化、集約化方向發(fā)展，是我國石材開采改變面貌，開創(chuàng)新局面的希望。

第二，我國石材加工要加強管理，以質(zhì)量求數(shù)量，向集團化方向發(fā)展。

     我國石材加工業(yè)經(jīng)過改造、新建、引進技術與設備，整個石材加工技術與裝備已達到國際上80年代和90年代初的水平，一批大工廠和工業(yè)集團正在正常運行，部分產(chǎn)品亦進入國際市場，我國已經(jīng)成為舉足輕重的石材工業(yè)大國。石材加工設備

     當?shù)V山采出合格的荒料后，除少部用來雕刻工藝品、制作墓碑或作工程料外，大量的荒料進入石材加工廠，成為下述三種板材：
1）超薄板：厚度≤5mm
2）薄板：厚度8~12mm
3）標準板：厚度20mm
    超薄板在我國生產(chǎn)甚少，它與不同材料的粘合成輕質(zhì)、豪華、絕熱、隔音的高檔裝飾面料是有廣闊前途的。

    板材按其表面處理分有磨光板與毛板（燒毛與鑿毛、噴砂）兩種。若按其巖石性質(zhì)分為大理石與花崗石兩種，亦有天然板（頁）巖列為第三種板材。

    花崗石和大理石板材的加工工藝：主要是鋸、磨和切，即將荒料采用機械鋸分成毛板，毛板經(jīng)粗磨定厚、粗（精）磨、拋光成毛邊光板，然后按規(guī)格與要求采用切機切分成成品板材。

鋸板采用的設備：

1、框架式鋼砂鋸石機，有平移式和擺式鋸兩種；
2、金剛石框架式鋸石機；
3、龍門式金剛石園盤鋸石機；
4、單、多金剛石鋸片雙向切機；
5、金剛石繩鋸和帶式鋸機。

板材磨（拋）光設備：

1、多磨盤連續(xù)磨光機
2、橋式磨光機
3、手扶式磨光機

板材切邊設備：

1、橋式切機
2、懸臂式切機
3、縱、橫多刀切機

    由于巖石的硬度不一，產(chǎn)品的規(guī)格與要求有別，因此所選用 機具也不一樣。生產(chǎn)大理石標準板通常選擇金剛石鋸條框架式鋸石機或大直徑金剛石鋸片龍門切機；生產(chǎn)薄板（或超薄板）還必須在切割成定規(guī)格的板材后，由磨邊倒角機將其磨邊，正面尚需倒棱后才可包裝出廠。

    在超薄板和某些易破碎的薄板的生產(chǎn)過程中，為提高板材的成品率，將雙向切機或其機具加工的毛板，先經(jīng)磨、拋光后，采用對剖機將其一分為二，然后進入下道工序。

     花崗石、大理石板材的加工，其設備的選擇主要考慮因素是：提高板材的成品率，降低生產(chǎn)成本。

     花崗石、大理石板材加工業(yè)已建成一批骨干企業(yè)，他們注意產(chǎn)品的質(zhì)量、規(guī)格與品種的全面優(yōu)化。如果要大量地參與國際市場的競爭，必須提高加工精度，提高板面的光澤度，穩(wěn)定和確保產(chǎn)品質(zhì)量，改進包裝，并且應組建若干個大型企業(yè)集體，采取有序的價格競爭機制，方可與石材出口大國進行長效的競爭。

第三，關于石材開采與加工設備及其設備引進的經(jīng)驗

     經(jīng)過20年的引進、使用、消化、仿制與創(chuàng)新，已有一批石材設備制造廠形成規(guī)模，約有20家成為石材行業(yè)的骨干企業(yè)。 這些企業(yè)擁用約8000萬m2大理石、花崗石加工量的設備制造能力。基本能配套成龍，形成各俱特色的生產(chǎn)線。例如：以平移式鋼砂框架式鋸石機，多頭連續(xù)磨光機，橋式切機為主機配套的花崗石標準板生產(chǎn)線；以多片雙向切機、多頭連續(xù)磨石光機、縱橫切機及磨邊倒角機為主機配套的大理石、花崗石薄板生產(chǎn)線；以金剛石鋸條框架鋸石機，多頭連續(xù)磨光機，橋式切機為主機配套的大理石標準板生產(chǎn)線。近幾年也有大直徑金剛石鋸片武裝的龍門切機代替框架式鋸石機配套的生產(chǎn)線的實地使用。這些設備為我國石材工業(yè)的迅速發(fā)展作出了貢獻。而且這些設備價格低，相當于進口設備價的1/5~1/8，它具有明顯的價格優(yōu)勢，因此市場十分活躍，深受中小企業(yè)的歡迎。中國石材網(wǎng)

     但由于國產(chǎn)設備本身存在的問題，與進口設備相比，有的剛性差、精度低、故障多，有的也存在設計和制造的雙重問題。因此，要想將產(chǎn)品大量地打入國際市場就困難重重了。我國每年出口總量約350萬噸，約占總產(chǎn)量的29%，僅占石材制成品國際貿(mào)易總量的15%左右，低于意大利、西班牙、葡萄牙和印度。這與世界第二生產(chǎn)大國的地位是極不相稱的。更何況我國出口產(chǎn)品的價位僅及意大利相同產(chǎn)品價格的1/3~1/2。

     與此同時，每年仍然有30~50萬噸成品板材進入中國市場。

     綜上所述，如何權衡設備引進，產(chǎn)品出口，價格競爭等諸因 素，是值得業(yè)內(nèi)人士和專家學者研究的問題。

     我國8000余家石材企業(yè)，包括約400家三資企業(yè)，具有一定規(guī)模、有固定產(chǎn)品的廠家不足10%，換句話說7000多家企業(yè)形不成規(guī)模和批量、作坊式的分散的中小企業(yè)，他們談不上到國際上去競爭，只能是廉價出售初級的粗糙的產(chǎn)品以維持生機。

     因此我們有理由相信，除了改造企業(yè)，改善管理，向集團化集約化大工業(yè)方向邁進外，有選擇地引進單機或成套設備來改造我們企業(yè)是可行的，實際情況也是如此。

    改革開放前十年，我國約耗資7億美元引進了約150條開采與加工生產(chǎn)線的成套設備；后十年約耗資10億美元引進150余條加工生產(chǎn)線。我國是意大利石材設備的主要進口商，95年我國從意大利進口設備總重為9000噸，占我國石材設備進口總量的70%，占意大利石材設備出口總量的12.7%。

     20年中引進的300余條石材生產(chǎn)線，其額定的生產(chǎn)能力約為2500萬m2，但其大部分生產(chǎn)線遠未達到額定生產(chǎn)能力。究其原因，有管理水平，操作熟練程度，備品備件供應與設備維修問題，另外——荒料規(guī)格小是直接的原因。但有一點仍然可以肯定，每年進入國際市場的產(chǎn)品，其80%是從引進的生產(chǎn)線上產(chǎn)出的。兩者相比，進口生產(chǎn)線的優(yōu)勢也就不言而喻了。

    就石材工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展前景而言，有選擇地、適當?shù)?、有控制地引進關鍵的單機或配套的石材生產(chǎn)線是不可缺少的。

第一，石材開采設備已經(jīng)沒有必要再引進。過去曾經(jīng)引進的六十套大理石、花崗石開采設備，有的甚至擱置在倉庫，將這些設備運轉起來是當務之急。況且從國外石材開采設備的研制開發(fā)看，近年來也無質(zhì)變的新產(chǎn)品，發(fā)揮國產(chǎn)設備的作用基本能滿足石材礦山的發(fā)展需要；

第二，加工設備的引進不可盲目追高添大。
國外石材機械制造發(fā)展的國家已推出計算機程控石材設備及其高度自動化的生產(chǎn)線，和150根鋸條的框架式鋸石機，多至56個垂直鋸片雙向切機，24個磨盤的連續(xù)磨光機等等。如果我們?yōu)榱私ㄒ恢炼l示范生產(chǎn)線是可取的，盲目的追高級）添大（型）是不符合中國國情的。

     我們剖析150根鋸條的框架式鋸石機，加工所需的荒料體積（滿鋸）是25m3，重約70噸，在經(jīng)濟運轉的情況下，荒料可兩塊拼裝成車，這樣重達35噸的巨石，從采礦場采出運至加工廠要經(jīng)過怎樣的千辛萬苦不說，吊裝運輸設備也許可以解決，但由于石材礦山均地處深山老林，交通不便，且大部分路橋的設計標準低，通往礦山的道路、橋梁就成了制約礦山發(fā)展的大問題。如果采用小規(guī)格荒料三拼裝、四拼裝來滿足此龐然大物，還不如應地制宜，綜合考慮各種因素予以正確選型。

第三，我們已經(jīng)引進的300余條生產(chǎn)線，讓它充分發(fā)揮生產(chǎn)能力。成立全國引進石材設備的配件中心，加強大修與維修；同時加強上崗人員的培訓，使其熟練掌握操作技術；使已經(jīng)形成的生產(chǎn)線確實發(fā)揮效益。

第四，目前以國產(chǎn)設備配套的生產(chǎn)線，有目的引進單機以提高產(chǎn)品的質(zhì)量。重視批量生產(chǎn)，使一批產(chǎn)品，其厚度一致，無色差，光澤度一致的高檔產(chǎn)品，提高在國際市場上的競爭力。