精益生产在陶瓷色料生产中的应用

邓树海

摘 要：陶瓷色料是陶瓷行业的一个重要分支，其存在着高污染、高劳动强度、高成本的特点，在该行业推行精益生产具备重要意义。本文主要在陶瓷色料生产工艺上提出精益改进方法，实施优化生产工艺，节约了工人的劳动付出和产品生产时间，提高生产效率，从而实现了生产劳动成本的降低。

关键词：陶瓷色料;精益生产;生产工艺

1 前 言

中国陶瓷色料产业经历了由成长期和高速发展期，现在已经进入稳步发展和成熟期，现在大多数色料生产企业的研究方向主要为如何提高产品质量的稳定性和开发新产品特别是高档产品之上，如近年来出现的干混陶瓷色料、高温抗氧化陶瓷色料等。而在陶瓷色料生产过程中，仍然存在产品能耗高、生产效率低、污染严重及生产员工老龄化等问题，为促进陶瓷色料行业的可持续发展，在陶瓷色料生产中开展精益生产具有重大的意义。

2 陶瓷色料行业的特点

陶瓷色料主要用于陶瓷产品的装饰，为陶瓷产品提供丰富的色彩选择。陶瓷色料生产包括原料检测、配混料、烧成、破碎、均化。简要的工艺流程详见图1。

陶瓷色料企业的现状主要有以下几个特点：

2.1产品种类繁多

陶瓷色料可分为两大类：釉用色料和坯用色料。其中，主要的颜色包括黑色、蓝色、棕色、红色、黄色、灰色、绿色等，每一类颜色根据生产原料和合成机理的不同，又可以分出许多品种，如蓝色分为钴蓝、钴铬蓝、钒锆蓝等，棕色可分为黄棕、红棕、深棕、黑棕等。

2.2自动化程度低

陶瓷色料行业是陶瓷行业的细分。其加工设备无专业性，大多数是从其他行业借鉴改进使用，如锥形搅拌机、颚式破碎机、打粉机、气流磨等，在各个加工工序链接都需要大量的人工，且工作强度大。

2.3生产规模小，生产人员老龄化

陶瓷色料企业的生产规模一般都较小，一般在50～200人规模。而从事陶瓷色料行业的一线生产员工90%以上是40岁以上年龄的人员，一线生产员工队伍建设断层明显，加之体力劳动负荷大，一线员工对陶瓷色料行业发展的影响不容忽视。

3 陶瓷色料生产过程中的精益生产思路

陶瓷色料生产工序包括原料检测、配混料、烧成、破碎、均化。在几个工序段中，都存在耗时长、高体力付出等作业特点，通过运用精益生产相关原理，如引入工具、合并作业工序、减少浪费等原理改进工艺作业，实现生产效率的提高，降低生产成本。另，应清洁生产要求，在整个生产工艺作业过程中的每个工序段可产生粉尘的作业工位设置粉尘收集管道系统，实现清洁生产。针对清洁生产，在以下工序中不做过多陈述。

3.1原料检测

原料检测主要由技术人员完成，其一般是按照产品配方取样配料煅烧。煅烧后做版对比发色，合格后可用于生产。其中，该方法忽略了实验室与生产车间存在的变量，车间生产产品容易出现质量偏差。且在车间产品出现质量问题时不容易找出原因，所以为保证产品质量在生产中更容易把控，实验室检测应改变检测机制，即在检测原料时做低温、正常温、高温三个温度的实验检测，加强对原材料的把控。且检测人员应该固定，不应随意更换，以免因个人差异而导致产品质量问题。

3.2配混料

陶瓷色料配混料的过程包括：原料领取、投料入罐、放料至周转桶（或吨袋）、投料入打粉机、放料至周转桶（或吨袋）。以2吨物料为例，其中，员工需要2名，时间耗时：原料领取20min、投料入罐15min、搅拌机搅拌20min、放料至周转桶（或吨袋）10min、投料经打粉机入罐40min、搅拌机搅拌10min、放料至周转桶（或吨袋）10min，共需要135min。其中，特别是投料经打粉机入罐工序，工人通过铁铲投料，耗时长，且体力付出大，效率低下。在精益思路的改进下，将周转桶改成底部设计开关的锥底周转桶，混料搅拌后可将物料放入锥底周转桶，通过将锥底周转桶接驳在打粉机上直接将物料投入打粉机，从而减少了人工投料工序，且打粉入罐工序时间减至20min。整个过程耗时115min。而针于大批量的配混料，我们可以通过在两个搅拌罐中引入可移动式的螺杆式提升机，将两个搅拌罐链接起来，其工艺为：原料领取20min、投料入罐15min、搅拌机搅拌20min、螺杆送料经打粉机入罐15min、搅拌机搅拌10min、放料至周转桶（或吨袋）10min，耗时共计80min，其中人工只需投料一次，便可完成整个混料过程，人工劳动付出小，时间短，效率大大提高。其中，在投料口和搅拌罐放料口等加装收尘管道进行粉尘收集，以实现清洁生产。

3.3烧成

烧成前，物料需要人工装入匣钵;煅烧完成后，需从匣钵中倒出。在烧成工艺中，升温曲线和烧成气氛是主要影响产品质量的主要因素，需严格按设定的烧成制度进行烧制。其中一点值得改进的是，在烧成燃气的控制上，應该采用总进气阀一阀控制的方式控制燃气流量，如以流量压力表为参考，按烧成制度控制，消除原来以经验控制各个燃烧火嘴气阀开关而带来的火力不均造成的窑炉温度分布不均而造成产品烧成质量问题。再者，物料使用的是底部设计开关的锥底周转桶进行周转，其中重要的一点是，可把锥底周转桶当作一个下料桶使用，即可通过将锥底周转桶架高，匣钵放置锥底周转桶开关之下，可通过开关口放下物料装进匣钵，该改进消除了人工用瓢装料的工序，大大降低了工人的劳动强度和时间成本。

3.4破碎

物料的破碎可分粗破碎和磨细化。其中，球磨机是陶瓷色料早期细化加工的常用设备，使用球磨机后需要进行水洗和干燥两个工序，加工时间太长。在后期改进的陶瓷色料加工工艺中，引进了高速磨、雷蒙机、气流磨等粉体加工设备，省去了水洗和干燥两道工序而，极大的缩短了工艺时间。而使用高速磨、雷蒙机、气流磨等粉体加工设备细化陶瓷色料，其在加工前都要将半成品物料进行预处理破碎，所用到的设备是颚式破碎机、打粉机等。现陶瓷色料企业的破碎细化工艺过程如下：窑炉前倒出物料进入周转桶----叉车周转至预破碎车间----人工投料粗破碎，周转桶（或吨袋）装料---叉车周转至细化车间----人工投料进行物料细化，周转桶或40KG/袋装料。而根据精益思想进行了如下改进：窑炉前倒出物料经皮带进入破碎机破碎，使用锥底周转桶装料----机动叉车周转至细化车间-----将锥底周转桶链接在细化设备投料口，通过锥底周转通底部开关进行投料，细化后用锥底周转桶装料。该改进方案降低了人工成本，减少了工人劳动付出，减少物料周转，极大地降低了生产时间成本和经济成本。

3.5均化

均化是将磨细加工达到标准的物料进行混合均匀，使得半成品品质保持一致。同样的，该工序通过锥底周转桶进行周转投料，减少了人工投料动作，降低了工人的劳动强度，节约时间。

以下以隧道窑连续生产某产品2000kg为例说明改进前后对比情况，如表1所示。

从表1可以看出，原工艺共需人次24人，耗时735min（A代表时间固定，且耗时超长，不在生产工艺改进讨论之内），而工艺改进后，共需人次16人，耗时540min，所需人力成本降低了8人次，约33%，耗时降低了195min，约26%。综合成本大大降低，工人体力负荷降低，有效提高了生产效率。且在整个生产过程中，所有工序的投料口和放料口都安装吸尘管道进行粉尘收集，收集的粉尘按产品类型分类，实行回收利用，保证了清洁生产，且粉尘的回收利用也节约了生产成本。

4 结 论

精益生产是20世纪伟大的创造，世界众多企业已经证明其在降低企业成本和提高生产效率中具备巨大的优越性。陶瓷色料作为传统的企业，其产品生产对人工劳力有着极大的依赖，且存在着高污染、高劳动强度、高成本的特点，所以陶瓷色料企业应不断推行精益生产，积极优化生产工艺实施节能减排，不断提高生产效率，降低生产成本，才能实现企业的可持续发展。

参考文献

[1] 邱军，浅谈精益生产思想在陶瓷企业清洁生产过程中的应用.佛山陶瓷节能减排与清洁生产学术论文集 2008.

[2] 刘森，浅谈陶瓷企业清洁生产方案[J].佛山陶瓷.2014（1）：50-51.

[3] 彭喜雁，卫生陶瓷企业清洁生产案例介绍[J].佛山陶瓷.2015（3）：34-36.