耐火材料属无机非金属材料学科,其产品主要应用于冶金、建材、有色、化工、机械、电力等工业领域,是高温工业不可缺少的重要基础材料,在国民经济建设,特别是高温工业发展中有着不可替代的重要作用。
我国耐火材料的产生距今已有三千多年的历史,然而在漫长的历史进程中由于长期的封建统治,闭关锁国,我国耐火材料工业与其他工业部门一样,一直处于落后状态。1949年,全国耐火材料生产总量仅7.4万吨,冶金工业所需耐火材料,甚至连一般锅炉用耐火材料都要靠从国外进口。新中国成立后,随着国民经济恢复和建设的发展,我国耐火材料工业也不断发展壮大。建国初期,国家投资近亿元改建了唐钢、太钢、鞍钢等钢铁企业的一批耐火材料厂,全国耐火材料生产总量达101万吨,生产出了具有中国资源特色的高铝砖、镁铝砖等一批新产品,改变了我国耐火材料产品品种单调的局面。以此为标志,耐火材料作为一个独立的产业进入了国民经济建设和发展的行列。从“二五”开局到1978年的20年期间,为满足高温工业,特别是钢铁工业发展的需求,国家先后投资近10亿元陆续新建一批耐火材料厂,全国耐火材料工业的产量持续增长,1978年达487万吨,耐材制品的质量和品种结构也得到提高和优化。
“十一届三中全会”以来,在党的改革开放方针指引下,我国耐火材料工业从半封闭状态转向行业开放,从小生产状态向社会化大生产发展,实现了从数量型向品种质量型的转变,逐渐走上了依靠技术进步,内涵式扩大再生产的道路,企业综合素质、耐材品种质量、科技效益和生产规模等都取得了长足进步。同时,观念的更新为我国耐火材料工业的创新和发展营造了十分有利的外部环境。以上世纪八十年代初宝钢耐火材料国产化为契机,中国耐火材料工业通过引进、吸收、消化、移植和创新,不仅具备了向现代化大型钢铁联合企业成套提供具有国际先进水平的优质耐材的能力,还能保证大直径水泥窑、浮法玻璃生产线等其他高温工业所需特种耐火材料的供应,实现了耐火材料工业质的飞跃。据统计,我国目前规模以上耐火材料生产企业已有2000家,形成了完整的耐火材料工业体系。随着我国经济实力的整体提高,中国耐火材料工业在世界耐火材料行业的地位也不断提高。目前耐火材料工业所生产的品种和总量不仅基本满足了国内高温工业生产、发展的需求,产量位居世界第一,而且耐火材料制品的出口量也逐年递增,市场遍及东南亚多国和美洲、欧盟、俄罗斯等150个国家和地区。
在中国特色社会主义理论伟大旗帜的指引下,我国耐火材料工业坚持科学发展观,转变观念,转换机制,着力自主创新,促进了耐材产业结构的优化升级,推动了耐材产品结构的调整和技术研发的自主创新,加快了耐材工艺装备的更新换代,增强了中国耐材工业在世界耐材行业的竞争能力,为我国钢铁工业的发展奠定了坚定的基础,提供了优良的服务。
改革开放促进耐材产业结构优化升级
改革初期的中国耐火材料工业虽已自成体系,初具规模,但仍处于半封闭状态,国有企业一统天下,耐材生产统购统销,整个行业以产品经济模式为主,产品单一,工艺流程僵化,呈现的是分散的、传统的小生产状态。十一届三中全会以后,在党的改革开放方针指引下,特别是社会主义市场经济体制的建立,我国耐火材料工业的产业结构也随着改革开放的深入,不断优化、升级,发生了显著变化。回顾过去的三十年,耐火材料工业产业结构的优化升级大致可以划分为以下三个阶段:
第一阶段,在我国耐火材料工业体系中占主要地位的国有耐火材料企业(主要是国有商品厂和钢铁企业的二级厂),为适应有计划的商品经济体制的改革需求,在计划经济和商品经济共存的双轨制条件下,一方面不断完善经济责任制,大力推行多种形式的承包经营;另一方面,狠抓企业整顿提高管理效率,强化全面质量管理,建立健全质量保证体系,完成了企业由单纯生产型向经营生产型的转变。绝大部分企业的资金利税率逐年递增。与此同时,在改革开放政策的引领下,在拥有丰富的耐火原料资源的地区和改革开放的前沿省份,许多乡镇企业利用资源和低劳动力成本等优势,新建(或改建)了一批耐火材料厂。这些乡镇(集体)耐火材料企业,尽管生产工艺和装备较落后,生产条件简单,但经营机制活,应变能力强。它们的加盟,打破了国有企业一统天下的格局,给行业注入了新鲜血液,引入了竞争机制,增加了活力,促进了耐火材料行业产业结构的调整。
第二阶段,随着改革开放的不断深化,为适应社会主义市场经济体制逐步完善的客观需求,我国耐火材料行业产业结构优化升级也呈现出了良好的发展势头。进入上世纪90年代,为了加快产业结构调整的步伐,一些耐材企业分别与外商组建合资公司,联营开发新产品,山东六家耐火材料厂(矿)整合组建了山东耐火原材料公司,秦皇岛耐火厂更是打破行业界限,与该市浮法玻璃公司进行了整合。为了优化组织结构,原属大型钢铁企业二级厂的耐火材料厂相继从主体剥离,组建了在生产经营上拥有相对独立地位、具备法人(委托)资格的耐火材料公司。在这期间,我国河南、辽宁、山东、江苏、浙江等地区的民营耐火材料企业也顺应改革形势发展的浪潮,纷纷涌现。国有企业的重组、整合,民营企业的迅猛发展,促进了耐火材料产业结构的优化升级,使行业顺利实现了由简单再生产向扩大再生产的转变。
第三阶段,进入二十一世纪以来,特别是我国加入WTO后,我国耐材行业积极应对入世挑战,适时把握入世机遇,在国民经济快速增长,特别是在冶金、建材、有色等高温工业高速增长的影响拉动下,产业结构调整又有新的进展。近年来,一些耐材企业通过强强联合、兼并重组,相互持股等方式进行战略整合,推进了耐火材料工业组织结构的调整,优化和产业升级。还有一批优势企业,应对我国耐材工业不断快速扩张、经济增长粗放的实际,在保证耐材产品发展的同时,结合自身条件,不断拓展行业的发展空间,打破耐材生产一元化的格局,不断提高“非耐比”,努力开拓资源综合利用空间,向建材、化工、镁合金、节能、环保产业发展,寻找我国耐材工业经济增长的新方式,推进了我国耐火材料产业由内向型向外向型的转变,提高了耐材行业生产的集中度,增强了耐材企业的整体竞争能力。
改革开放推动产品结构调整和技术创新
在党的十一届三中全会精神指引下,以钢铁、化工、水泥等一批引进项目所需耐材的逐步国产化为契机,我国高温工业用耐火材料的技术研发和品种结构出现了质的飞跃。
在耐火原料方面,开发出菱镁石、轻烧、细磨高压压球再烧的“二步煅烧”新工艺,通过中间试验,生产出氧化镁≥98%,体积密度达3.3克/立方厘米的高纯镁砂,填补了国内空白;自主研发的制备氮化硅新工艺,提出了闪速燃烧氮化制备氮化硅及氮化硅铁的新理论,生产的氮化硅和氮化硅铁具有成本低、质量优的特点,在新型优质耐火材料研制领域得到了广泛应用;采用超高温竖窑快速烧结,成功的生产出Al2O3≥99.2%、钢玉相含量≥95%、含有较多晶间和晶内封闭气孔的烧结刚玉,其理化性能及显微结构特征达到了国外同类产品水平。
在高炉长寿方面,以刚玉为主原料,采用微气孔结构的特殊工艺研制的高炉陶瓷杯用微孔刚玉砖,解决了抗碱侵蚀性、抗炉渣侵蚀性和微气孔三个技术关键;自主研发的赛隆结合刚玉产品,成功应用于宝钢COREX-C3000装置,打破了国外产品在COREX熔融炉用耐火材料的垄断地位;Si3N4高炉铁沟料和Si3N4复合高炉喷补料先后问世,对炼铁高炉的维护和使用寿命的延长起到了积极作用;新型高性能大型高炉用无水泡泥在使用性能上克服了传统产品的缺陷,在满足大型高炉冶炼及延长使用寿命方面取得了突破性提高。
改革开放前,我国炼钢转炉炉龄一直很低,随着宝钢引进项目所需耐火材料的逐步国产化,我国通过引进吸收后创新研发的镁碳砖问世,使转炉炉龄大幅提高,到2003年转炉平均炉龄4674炉,同时溅渣护炉技术的推广使转炉炉龄的世界纪录不断刷新,全国已有二十家重点企业转炉的炉龄突破万炉大关。如武钢耐火公司研制生产的镁碳砖,1999年8月在武钢二炼钢厂2号转炉创下了15208炉的顶底复吹炉龄纪录,2002年12月以29942炉刷新了世界纪录,2003年3月在武钢二炼钢1号转炉又创下了30368炉的最新世界纪录。
在高效连铸方面,濮阳濮耐高温材料(集团)股份有限公司研制的中包透气上水口,生产成本低,生产效率高,被国家认定为享有知识产权的产品。他们采用板状刚玉、氧化锆、碳化硅等为原料研制的不烧优质滑板,具有扩孔小、抗氧化性能好、耐热震性好的特点。
在不定形耐火材料的应用方面,近年来我国不乏亮点和特色。如铁水包工作衬已越来越多地由砖衬改为整体浇注,使用寿命1000次左右;混铁炉工作衬采用了全部或部分整体浇注取代砖衬,使用寿命3年左右;鱼雷罐采用湿式喷射修补,寿命提高25%以上,为提高施工效率和避免极端气候的干扰,钢包也采用了浇注料预制件做工作衬;铁水包、钢包、中间包等的背衬采用体积密度为1.6g/cm3~2.2g/cm3的高强、低收缩的半轻质浇注料以减少热损失。大型和异型浇注料预制件的应用日益增多并出口国外,如加热炉烧嘴、烟道砖、锚固砖、高炉风口组合砖等等,均采用浇注料预制件。浇注料预制件的制备,正成为一种新型的耐火材料成型方法。
改革开放加快工艺装备更新换代的步伐
当时,由于历史原因,我国耐材行业的总体装备水平与先进国家比差距较大。如破碎混碾工艺线,国外已采用变速反击破碎机,超细粉碎磨机及高速混合机,而我国仍在使用轮碾机、球磨机和湿碾机;我国大多数企业使用的成型工艺线都是100吨、160吨、260吨及300吨以下小吨位的摩擦压力机,手动操作、安全性能差、能耗高、效率低,且质量也难控制,而国外当时已多采用400吨以上大吨位压砖机(包括液压式、杠杆式、摩擦式),更先进的还采用了液压机,复合式压砖机以及生产碳结合材料的真空压砖机,同时有的压机还配有计算机自动控制加压程序及外形尺寸、单重控制。
显而易见的差距,是长期封闭、传统习惯的经济体制的产物,唯有改革,唯有大胆引进,努力消化、吸收、移植、创新,才能从根本上缩小差距。在党的改革开放政策指导下,我国耐火材料工业在生产工艺装备的更新换代和完善方面,探索出了一条引进消化吸收再创新与集成创新相结合的有效途径。
“六五”期间,国家投资近10亿元改建了一批耐火材料厂:为宝钢配套的上海第二耐火材料厂从1983年开始改扩建,建设了镁白云石、滑动水口等6条生产线和配套工程,从日本引进了750吨复合压砖机、自动称量车、加热混练机、高压油浸装置、自动码砖机、机械手和82m超高温隧道窑等设备36台套。1985年~1990年,围绕宝钢建设,原辽宁镁矿公司引进了超高温重油竖窑,从德国引进了悬浮炉、超细磨机、高压压球机等装备、新建了五万吨高纯镁砂生产线。武钢耐火材料公司从日本引进的两台3000吨全自动液压机、机械手、混砂机,鞍钢耐火公司从德国引进2200吨全自动液压机,这些设备的加盟使我国耐材装备水平上了一个台阶。
“八五”期间,国家把优质合成镁钙砂和合成优质镁钙碳系列耐火材料制品列为重点科技攻关项目,新建各种天然原料和合成原料生产线15条,先后研制出与之配套的大吨位(最大1600吨)抽真空双面加压摩擦机、强力混砂机等先进设备,改造了1000吨摩擦压砖机,消化吸收研制了750吨复合压砖机、用于大型薄板坯和特异型制品的加压振动成型机及三相铁磁分离器等。这些装备的引进、消化、改造和研制,以及在耐火材料工业生产中的推广应用,使国民经济急需的关键耐材产品生产装备实现了国产化,部分达到了二十世纪九十年代的国际先进水平,我国耐材工业的总体装备水平有了明显提高。
二十一世纪以来,随着我国耐火材料工业的快速发展,耐火材料生产企业,特别是重点企业的装备水平又在不断升级。近几年,一些耐材生产集中的地区,在节能减排、环保综合治理中,在大力拆除落后倒焰窑的同时(河南省拆除2000余座、山西省拆除1300余座),又新建一批隧道窑和梭式窑,既更新了装备,又扩大了产能,同时也提高了业内中小企业热工装备的整体水平。
改革开放提升我国耐材在国际市场的竞争力
改革开放初期,我国耐材工业开始由半封闭状态向开放型转变,陆续与日本、韩国、欧洲、美国等十多个国家和地区建立了有技术交流合作的商务关系。随着国际交流的加强和耐材工业生产的发展,我国耐材工业的进出口外贸也逐渐呈现出了良好的发展趋势。
上世纪八十年代末,我国耐材工业的出口贸易,基本上是以原料出口为主。1988年,全国共出口耐火原材料214.6万吨,耐火制品3.73万吨,仅占出口总量的1.74%。随着改革开放的不断深入,特别是进入二十一世纪以来,全行业在积极应对入世挑战的同时,把握机遇,在着力优化产业结构、调整品种结构的基础上,充分运用国际通行规则发展和保护自己,使我国耐材工业的进出口贸易进入了持续、健康的发展轨道。
“十五”期间,全国耐火原材料进出口贸易是改革开放以来发展最快、增幅最高的一个阶段。到2005年年底,耐材进出口贸易总量达到598.29万吨,比2000年增长51.14%,其中出口贸易量579.84万吨,比2000年增长47.53%;进出口贸易总额13.02亿美元,比2000年增长111.02%,其中出口贸易额首次突破10亿美元,达11.45亿美元,比2000年增长112.04%。2007年,全国耐材进出口贸易总量为736.96万吨,其中出口贸易总量为712.79万吨,占96.72%;进出口贸易总额为15.52亿美元,其中出口贸易为13.57亿美元,占87.43%。
“十五”期间,我国耐材出口呈现以下特点:一是耐火材料制品出口增长高于耐火原料出口增长。二是全国耐火材料制品出口贸易额增长高于耐火原料出口贸易额增长。2006年、2007年出口贸易额增长率仍呈增长趋势,但增幅趋缓,主要是出口量下滑所至。三是出口产品价格稳步攀升。2000年~2005年全国耐火原材料出口综合平均价格增长率为8.09%,其中耐火原料出口综合平均价格增长率为为1.02%,耐火制品出口平均价格增长率4.62%。2006年~2007年耐火原材料出口价格持续走高,其中2007年耐火原料出口综合平均价格同比提高105.23%,耐火制品出口综合平均价格同比提高10.04%。四是出口品种结构趋于合理。2001年耐火制品出口贸易额1.96亿美元,占耐火原材料出口贸易总额的33.73%。2004年耐火制品出口贸易额占耐火原材料出口贸易额比例过半。到2007年耐火制品出口贸易额占耐火原材料出口贸易总额的62.67%。
坚持改革 科学发展 实现耐材工业新的飞跃
三十年改革风雨兼程,成果丰硕。中国耐火材料工业健康发展,不断壮大,为我国高温工业,特别是钢铁工业的发展作出了贡献,在国民经济建设领域的作用日益突出,在国际耐材行业的地位和影响也不断提高。然而我们也应该看到,面对经济全球化和我国国民经济持续、稳定、健康发展的形势,中国耐火材料工业还存在诸多制约自身发展的问题:首先在资源方面,非耐材产业规模大,需求量增多;不能按设计正规开采,剥采失调,综合利用力度不够、资源浪费较严重;其次是产业生产集中度仍然较低,整体竞争能力不强,“小、多、散”的状态和“各自为阵”的局面不利于行业的整体发展;再次是宏观调控效果欠佳,耐材产业盲目投资,重复建设导致耐材产品总量的“结构性过剩”,进而引发无序竞争,耐材市场秩序紊乱,损害了企业和用户利益。此外,耐材品种,质量还不能完全满足高温工业迅速发展的要求,节能降耗、环保治理等方面也存在较大差距。
面对二十世纪的机遇和挑战,我国耐火材料工业当前和今后一个时期的总体发展思路是:继续深入贯彻党的十七大精神,坚持改革,深化改革,在科学发展观的指导下,以提高自主创新能力为主线,推进产业结构的进一步优化升级和产品结构的调整完善,树立循环经济理念,坚持走科技含量高,经济效益好,资源消耗低,环境污染少,人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路。
为实现我国耐材工业持续、协调、稳定发展,当前耐材行业的重点工作:一是积极组织推进实施“绿色耐材”战略,按“品种质量优良化,资源能源节约化,生产过程环保化,使用过程无害化”的原则,认真严格评出“绿色耐材产品”,打造行业自主品牌,推动行业节能降耗、环境治理、提高质量、降低成本等基础管理工作的深入。二是加速培育企业的自主研发能力,促进耐材产品品种结构的调整完善。要坚持以市场需求为导向,适度控制耐材生产总量。根据国家宏观工业经济形势和下游行业产品结构调整及技术发展的客观需求,搞好耐材行业品种结构的定位,努力开发和扩大市场短缺品种的生产,保证行业生产经营的正常运行。三是进一步推进耐材企业的联合重组,推动产业结构优化升级,提高产业集中度。四是按循环经济理念,抓好耐火原料资源的开发和综合利用。五是扩大国际交流与合作,提高中国耐材行业和企业在国际上的影响力,调整出口产品品种结构,在适度控制资源性耐火原料出口的同时,提高“出口创利”水平。六是牢固树立社会责任意识,引导耐材生产企业以人为本,苦练内功,强化管理,在向社会提供合格产品,追求利润最大化的同时,更要积极承担相应的社会责任,为构建和谐社会作贡献。