金刚石磨具在石材加工工业所有领域中的应用稳步地增长.这一增长的主要动力,是由于金刚石合成技术,工具制造技术的改进和机床设计的改善,使成本得到全面降低.这些改进使石材的利用率和产量从初始的开采阶段到最终的加工都得到明显的增加.这些进步全面影响了金刚石的消费量的增加,并在各种现行的和最新开发的加工工艺中代替了传统的磨具.本文考察了石材加工中的技术进步,这些进步确实促进了天然石材用作内外装饰建筑材料的市场不断增长.
用作建筑和装饰的天然石材的可获量,对大多数具有大量原材料储藏量的国家来说情况是不同的.直到现在,许多较小的石材生产国加工石材基本上是用于本地的消费,而未开拓出口市场.近年来,全球市场开始有了显著的变化.
用于加工的石材的开采量大幅度增长.1998年全球开采量约为4740万吨,较1997年增长了48%.
1993年石材开采量大于200万吨的国家只有三个,它们是意大利,西班牙和中国,产量分别为750万吨,340万吨和250万吨.5年以后,这样的国家数已增加到7个:意大利以750万吨领先;中国上升到第二位,产量达到600万吨;西班牙以450万吨位于第三,而处于第四位的印度其产量为240万吨.分享其余的200万吨市场的其它三个国家是巴西,葡萄牙和希腊.
图3所示为这些国家在全球产量中所占的份额，图4所示是全球产量的洲际分布。
石材加工
1998年14个主要国家进行的精加工和半精加工产品处理的石材总量,与接近1520万吨的1997年的水平相当.使得这14个主要国家的石材加工量占全球的71.5%.
在这个集团中,其发展情况是有变化的.多数国家的材料加工量在增长,但是如同所预料的那样,石材加工量的减少反映在开采量上,日本,韩国和台湾在加工上都呈现出下降的趋势.
石材加工方面正在产生一个清晰的全球格局.三个国家控制着世界市场,即意大利,中国和西班牙,1998年这三个国家占了全球天然石材加工量(前14位) 如图5：
石材加工量的39.5%.这些地区的考察表明,欧洲与中国在使用的方法和技术之间具有明显的差异.文化,经济结构,基础和技术上的差异,造成采用不同加工技术和装备及工具设计标准,及对这些工具中的金刚石的性能不同要求的工业的发展.
中国和欧洲石材加工技术的比较
近来,中国已显现出作为石材开采和加工领头国的苗头.今天,中国生产着240种不同品种的花岗石,占其产量的65%[3],60个品种的大理石和10个品种的石板.1998年,生产了1600亿万平方米的各种石板材,用于本国市场和出口市场.这里有大约500家公司具有开采和加工本地石材的能力,而且公司的数量还在增加.这一数量的变化节奏也是明显的,然而,产量的急剧增加并没有在机床技术投资方面得到反映.大部分加工设备还在使用老式的,陈旧的生产方法.
开采方法采用爆破法,这意味着只有5%～8%的石材可用于加工.许多选出的块料经常被从加工过程退回,因为其中有许多爆破时产生的裂纹和缺陷.
中国花岗石的主要用途是用作地砖和贴面砖.中国市场与这类产品的用途是不相符的.因为从世界的层面来看,这些石材仍然基本上被用于知名的建筑,而不是标准的民用建筑.在中国石材与其它民用建筑材料,如陶瓷,水泥和木材直接竞争.受到如此对待,用于这种用途的石材其光洁度和尺寸精度的质量要求当然要低于西方用作有知名度建筑项目的石材的质量要求.
这方面的主要差别在于劳动力市场,中国的劳动力成本明显低于欧洲;也反映在锯机投资,自动化程度和全员劳动生产率水平上.开采石块的时候,中国使用的是爆破法,采出的是形状不规则的石块,其尺寸必须小到能够用小卡车装运的程度,而后石块经短距离运到加工厂.通常,对用于地砖和贴切面砖的板材的加工,一般是用国产的往复式多锯片系统为基础的设备,这个系统有5个1m直径和5个1.6m直径的锯片两种组合.锯机的生产能力很低,因为切削用量受到设备功率和简单的工具技术的限制.加工普通花岗石的典型工艺参数如下:
锯片周边切削速度:(直径为1米的锯片)27m/s,(直径为1.6米的锯片)17m/s
锯切深度:1mm
送进速度:5m/min
锯切效率:每只锯片50cm2/min或0.3m2/h
锯机生产效率:24m2/工作日(每工作日按8小时计)
随后石块被从锯机上取下,人工将锯出的石板放到旋臂式抛光机上用普通磨具抛光.抛光后这些长条石板则在手动切断机上被切成最终的尺寸.
由于使用的是这种低水平的自动化和低的锯切效率,所以对金刚石锯片的要求不高,因而在这种使用中看到的磨具品种和尺寸与在欧洲常用的不同.由于锯切效率慢得多,所以磨粒的粒度相应地较细,这种应用中选用的金刚石粒度通常为50至70筛目.在这种锯切效率下,锯片承受的负载是低的,因而使用的金刚石的性能与欧洲类似的应用中使用的金刚石性能有很大不同.其需用的金刚石品级是非常不规则的,易碎的磨粒,它能使锯片在通常的条件下被做得很锋利.
