经济下行时中国耐火材料行业发展的思考

　　　　　　　　　　　　　　　          　　       李红霞
　　　　　　                   　中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司 河南洛阳471039

摘要：全球经济增长的放缓或下行，给钢铁、有色及其他高温行业带来严重影响，也影响中国耐火材料行业的 发展。为此，系统阐述了中国耐火材料行业存在的问题以及面临的挑战和机遇。为了保持中国耐火材料工业 的可持续发展，在未来几年必须在五个方面做出转变。耐火材料行业的发展应该更多地依靠科技创新驱动，提 高产业集中度，广泛开发低能耗耐火材料、资源节约型和环境友好型耐火材料以调整产品结构；高效、功能化、 智能化、节能、环境友好的先进耐火材料是未来耐火材料的发展趋势。 
关键词：经济下行；中国；耐火材料；发展 

　　耐火材料是钢铁、有色、建材、石化、环保、电力等 高温工业的重要基础材料和支撑材料，也不失为我国 高温领域的一种战略性材料。过去30年，我国耐火 材料随着高温工业的发展取得了前所未有的成绩，已 成为世界第一耐火材料生产和消费大国。然而，回顾 过去30多年，我国耐火材料发展所走的路基本上是 拼消耗，拼能耗，以牺牲生态环境为代价的不可持续 发展之路，造成了我国优势耐火原料资源危机、矿产 资源地生态破坏和环境污染；耐火材料产品结构中能 耗高、资源消耗量大的产品占大多数，高端产品特别 是节能环保、功能性材料等比重低，市场份额少，品种， 质量均有进一步提升的空间。 
　　当前宏观经济环境和发展态势对耐火材料行业 市场环境的影响极为不利。钢铁、有色等高温行业市 场需求疲软，行业亏损面大，行业生存发展面临新的 挑战，并由此引起对新技术、新工艺和产品结构调整 的需求，耐火材料行业的发展和产业结构调整也迎来 诸多困难、挑战和战略发展机遇。 
1 当前耐火材料行业发展存在的问题 
　　欧盟以及日本、美国等发达地区和国家对耐火材 料的发展非常重视。欧盟除依靠市场优化配置资源 外，重点支持钢厂、高等院校和科研院所联合进行钢 铁行业新工艺、新技术、新产品开发及节能降耗减排 所需新型耐火材料的开发和应用基础研究；日本不定 形、结构功能型、节能型等先进耐火材料的应用比例 达到75％以上，资源和能源消耗型耐火材料主要从 中国进口，其用后耐火材料的二次资源化比例达到 80％以上，而且日本耐火材料产业集中度高，前两大 耐火材料企业在日本市场的占有率达到71％，日本 前两大钢铁企业均持有其股份，产、研、用结合非常紧密；美国能源部设有专门的耐火材料研究团队。 
　　与欧盟以及日本、美国等发达地区和国家耐火材 料行业的发展相比，当前我国耐火材料行业的发展存 在诸多问题： 
　　(1)耐火原料资源开采缺少科学合理规划，过度开采和不科学开采，深加工装备落后，环境保护投入少，原材料质量一致性差，大量低价出口，资源综合利 用率较低，造成本已稀缺的资源浪费严重。 
　　(2)无论耐火原料或是耐火材料制品均存在产业集中度过低，产能过剩严重。据专家推测，中国每年 对钢的峰值需求为7亿～9亿t。据此，钢铁行业每年 对耐火材料的峰值需求应不超过1500万t，加上建 材、有色、石化、电力、环保等行业的需求，今后中国每 年对耐火材料的总需求量应在2300万～2500万t， 而目前耐火材料的产能远远大于2500万t，生产企业超过3000家。 
　　(3)多种因素叠加使耐火材料产品成本攀升，加 之耐火材料企业众多市场竞争激烈，耐火材料产品售 价很低，有的产品成本和销价倒挂，企业亏损或微利， 致使企业无力进行科技投入或技术改造。 
　　(4)行业知识产权保护不到位，企业创新投入高，风险高，科技投入在市场上得不到应有的回报，严重 挫伤了行业科技创新的积极性。政府对科技创新的 投入主要集中在建材、钢铁、新型无机非金属材料等 方向，对耐火材料行业科技创新的投入相对较低。科 技创新对耐火材料行业发展的支撑作用下降，同时， 资源、能源、环境也已成为制约耐火材料行业科学发 展的瓶颈。
　　因此，我国必须加快耐火原料、材料的科学发展 规划，做好产业布局规划和产品结构调整规划，支持 行业科技创新，淘汰落后产能，降低能源和资源消耗， 使耐火材料走上科学的可持续发展之路。 
2 耐火材料行业今后的发展 
　　当前，随着国内外经济持续下行，耐火材料主要 用户行业的价格竞争将更加惨烈，它们势必将成本压 力转嫁给耐火材料行业，从而进一步影响到耐火材料 行业的发展，耐火材料行业无论是原料生产或是产品 生产都将面临更加困难的经济环境。同时也应该看 到，耐火材料行业也将迎来行业整合、科技创新驱动 产业结构调整的难得机遇。今后，将是我国耐火材料 行业提高产业集中度，实现由大到强，在科技创新和 综合竞争力方面进入世界前列的绝佳发展机遇。因 为我们具备许多良好的条件：1)耐火原料资源较为丰 富，特别是菱镁矿和石墨；2)拥有较强大的产业基础和较好的科技条件；3)拥有巨大的内需市场，而需求 是发展最为强大的动力；4)拥有世界上最多的耐火材 料科技人才；5)在以往的发展中，我们在自主创新方 面已取得了显著的成绩。因此，我们有理由对中国耐 火材料的未来发展充满信心。 
　　在加快转变经济发展方式，走集约式、可持续、绿 色发展模式的前提下，到2020年，我国耐火材料行业 的任务和目标应该为：1)切实提高产业集中度，科学 合理规划天然耐火原料资源的开采和配置，合理布局 产业分布；2)优化产品结构，实现耐火材料产品制造 的绿色和节能，节能耐火材料、功能智能化耐火材料 及不定形耐火材料的使用比例达到70％以上，高温 工业新工艺、新技术、新产品开发及节能减排所需新 型耐火材料达到自给，用后耐火材料二次资源化比例达70％；3)行业科技创新能力显著增强，应用技术和 应用基础研究水平显著提升，耐火材料行业发展走上 创新驱动的轨道，实现由世界生产大国向技术强国的 转变。为此，我们需要在以下几个方面做出转变。 
2．1由依靠资源的粗放发展向科学规划、创新驱动 的可持续发展转变 
　　制定主要耐火原料资源开采发展规划，合理开采 与配置，提升耐火原料开采的技术装备水平，提高资 源的综合使用率，保证资源的可靠供应，提高可持续 发展能力；高度重视新工艺、新技术的应用，提高原料 质量的一致性和均一性，加强高附加值化耐火原料的 开发和市场化运作；提高耐火原料生产用装备水平， 优化工艺，尽可能减少人为因素对原料质量的影响， 同时兼顾节约资源和能源；加快耐火材料产品结构调 整，高度重视科技创新以及科研成果的产业化和市场 化；提高产品质量的一致性和均一性，提升为用户服 务的技术能力，实现产品的高附加值化。 
2．2由粗放经济向循环、绿色经济转变 
　　企业应高度重视耐火材料生产过程的物质流、能 量流和信息流的管理和优化配置，加强耐火材料生产 过程的物质和能量的高效利用和循坏利用；以降低成 本为核心，加强生产工序的优化及物流环节的精细化 管理等；从结构成本考虑，由于劳动力成本的不断攀 升，今后应提高整个行业装备的自动化水平，并重视 耐火材料制造的数字化发展。这不仅有益于降低耐 火材料生产成本，而且更有益于减少人为因素的影响，提高产品质量的均一性。 
　　高度重视节能环保，发展耐火材料(原料)的绿色 制造。制定强制性政策，淘汰落后产能；采用新型数字化控制的节能型高温窑炉，推进行业节能减排降 耗；加大新技术、新原料和再生资源在耐火材料设计 和制造过程的应用，开发节能和环保新工艺、新品种， 减少或替代对环境污染的材料，推动行业环保和职业 健康水平提高。 
2．3由扩张经营向稳健(收缩)经营转变 
　　经济下行市场颓势时，企业应注重资产的配置， 应向以提升为用户技术服务能力的轻资产发展，控制 固定资产和三项资产增长以减少资金占用，控制风 险。耐火材料企业应凝聚共识，采取减少产量等措施 保市场，提信心，以改善行业宏观经济环境，稳住市场 价格，这是要点。然而，中国耐火材料企业众多，规模小，没有一家进入世界同行业前十位。如此众多的中 小企业致使产业集中度过低，面对市场需求低迷，每 一家企业均不愿意为别的企业腾出市场空间，失去客 户，导致恶性竞争，低价销售，同时又要经受资源价格 和人工成本高涨，环境压力增大的严峻挑战，使企业 利润跌至历史低点甚至行业亏损，无法从战略层次或 长远可持续发展的高度考虑问题，整个行业发展面临的资源、能源和环境约束日益严重。 
2．4由分散经营向集约经营转变，提高产业集中度 
　　制定符合我国耐火材料产业发展方向的行业准 入标准。从能耗、环保、装备水平、科技创新能力等方 面制定限制性政策，提高耐火原料、耐火材料行业的 准入门槛，不再新建耐火材料(原料)企业，包括外资 企业。以市场为核心，以产品互补或产业链整合和重 塑为原则，从税收、资源配置等方面制定鼓励和引导 性政策，鼓励优势企业以资本、股权置换、技术要素等 方式跨地区兼并重组，优化布局，提高产业集中度，培 育在全球有影响力的具有核心竞争力的大型企业，提 高我国耐火材料行业的话语权，改善中国耐火材料企 业在全球产业链上的分工；对行业科技创新能力强、 具有较大规模和行业影响力的企业给予资源配置等 方面的支持，扶优扶强，培育行业知名品牌。 
2．5创新商业模式，提升为用户服务的能力 
　　以技术为核心的增值服务将成为提高市场份额 和获取利润的主要发展方向。加强与用户的紧密合作，注重应用基础研究和应用技术研究，用户购买的 不仅是产品，更是通过产品获得技术服务，从而实现 为用户提供以技术为核心的增值服务。 
　　在制度层面、产权形态上，与用户紧密合作，如日 本新日铁控殷黑崎播磨，围绕下游用户新技术、新工艺和新产品的开发需求，研发适应的耐火材料新产 品、新技术和服务，真正形成用户需求驱动的耐火材 料科技创新发展。
3 耐火材料行业的科技创新 
　　科技创新是加快转变耐火材料行业发展方式的 重要支撑，资源节约、环境友好型发展是耐火材料今 后努力的重点。为此，必须加大对行业科技创新的投 入力度，促进产品结构调整。科技创新需结合我国高温工业新技术、新工艺、产品结构调整、节能降耗减排 及循环经济发展的需要，以及我国新材料发展规划， 构建先进耐火材料体系，促进耐火材料行业的科学发展、可持续发展。 
　　科技创新首先离不开体制机制创新。今年七月 召开的全国科技创新大会进一步明确了企业为科技 创新的主体地位，强化知识产权保护，完善和切实落 实科技创新的各项政策，提高产业界科技创新积极性。这为耐火材料行业企业加强科技创新、增加研发 和科技投入创造了较好的政策环境。科技创新资源分为制度、政策、项目、资金和人才五个方面。行业应积极整合这五个方面的资源，以制度和市场为导向， 充分发挥行业各类国家级科技创新平台的作用，发挥好耐火材料产业技术创新联盟的作用，提高科技创新 的效率，推动行业科技进步和产业结构调整。 
　　高效、功能化、智能化、节能、环保为内涵的先进 耐火材料及工程技术为今后耐火材料产品结构调整 的方向，以应用技术为核心提升产品附加值和为用户 服务能力为耐火材料行业商业模式创新的方向。 
3．1 加强高温工业窑炉用先进节能材料的开发和以材料为核心的成套节能工程技术的集成研究 
　　提高工业窑炉的能源效率，不仅节约能源，而且可以大大减少CO2、NOx等温室气体排放。炉衬材料及其施工技术是高温工业窑炉提高能源使用效率、实 现节能减排的关键技术之一。在此方面，隔热节能型耐火材料可以发挥更大的作用。除目前l400℃以 下广泛使用的A12O3一SiO2系纤维及其制品以及在更 高温度下使用氧化铝、氧化锆空心球制品外，今后应 加快推进尺寸可调微／纳米孔节能材料的开发，开发 A12O3，、ZrO2质高温晶体纤维及其制品，高性能薄壁氧化铝、氧化锆空心球制品，以及以上述材料和高效燃 烧技术为核心的节能窑炉整套工程技术集成。从环境保护和减少职业伤害考虑，应加快生态环保型纤维 成果的应用和市场化推广。
　　依据能源选择，高温窑炉可分为两大类：化石燃 料加热和电力加热。对燃料高温窑炉而言，高温空气 燃烧技术对实现提高能效、节能减排非常重要。在日本，约170个高温窑炉采用了高温空气燃烧技术，CO2 减排30％，NOx减少50％左右。高温空气燃烧技术 的关键在于预热蓄热技术，研究开发高温蓄热工程技 术和高性能蓄热、节能耐火材料至关重要。 
3．2先进功能耐火材料的开发和工程化技术 
　　含碳耐火材料是钢铁冶金流程中的重要耐火材 料，但随着洁净钢冶炼、高附加值钢品种的开发以及 新型高效连铸等现代冶金技术的发展，高碳含量在保 证钢液洁净度、提高服役寿命等方面都存在局限性， 需要研发新一代无碳或低碳的高性能功能耐火材料。 低碳、超低碳功能耐火材料的开发需要打破传统材料设计研发观念，根据使用性能研发新型结合剂，开发具有自修复功能的防氧化剂，以保证微量碳发挥重要作用。采用含有目标成分的陶瓷先驱体等新的设计理念改善材料的微观结构，保证材料的抗热震性并提 高材料的抗侵蚀性。薄带连铸为新一代节能高效近 终型连铸技术，其关键技术之一为陶瓷侧封板，应开 发无碳高性能陶瓷复合材料以推动该技术的工业化应用。为满足洁净钢生产、高品质大型钢铸造和铝合 金铸造的需要，开发新型陶瓷过滤器，以减少钢或铸件中夹杂物。 
3．3 高温智能型耐火材料的研发和工程化技术 
　　耐火材料与智能型半导体材料(如温度感应性电子陶瓷、示踪材料等)的复合，有望开发出智能化高温工程材料，以推进耐火材料应用的减量化，并提高耐火材料高温应用的安全性。高温智能型耐火材料的 开发需要与热电转换材料和技术、热电装置、高温测厚技术等相结合，形成整套集成技术。在线检测耐火材料衬的剩余厚度，在接近安全厚度极限时对耐火材料衬里进行修补或更换，这样不仅保证高温作业的安 全性，同时可减少耐火材料不必要的更换，节约耐火材料的使用。 
3．4 加强以耐火材料应用技术为栩阻的应用基础研究 
　　为提高高温冶炼容器的服役寿命，减少耐火材料的使用量，应着重研究针对服役环境和操作工艺参数的耐火材料组成设计和结构设计，采用数值模拟分析高温容器中应力场、温度场分布，优化耐火材料配置 方案或结构设计，减少热应力集中或耐火材料的使用量等；采用高温模拟研究耐火材料在动态金属熔体、 渣液、气氛等作用下的蚀损过程和蚀损机制，研究设计新型材料；采用数值模拟优化功能耐火材料的结构设计，以获得最佳钢液流场分布，达到最佳冶炼效果。 
3．5 注重耐火材料的组成、结构设计和新技术开发 
　　随着耐火原料资源的逐渐短缺，需借鉴先进陶瓷 的新工艺技术(如纳米粉体、陶瓷先驱体、新型结合剂等)，注重耐火材料组成和微观结构的设计和优化，开发出更高性能、更多种类的先进耐火材料，以满足不 同类型高温工业炉使用的需求。纳米粉体可以优化 材料的微观结构，陶瓷先驱体的采用可以获得纤维或 晶须增强材料，这有利于新型先进耐火材料的开发和材料性能的改善。 
3．6用后耐火材料的再资源化利用研究
　　今年，国家七部门制定的《废物资源化科技工程 “十二五”专项规划》提出，到2015年，我国废物资源化产值将达到20000亿元。废物资源化产业作为节能环保产业中日渐升温的板块，在政策的力挺下有望 步人发展快车道。废物资源化已经成为有效缓解战 略资源短缺的重要途径。与世界主要发达国家相比， 我国用后耐火材料资源化仍处于资源大循环产业链 的低端，且再利用产品附加值低，利用规模与水平有 很大的提升空间，迫切需要技术创新，大幅度提升综 合利用率与资源产出水平，减少不可再生矿物资源的使用，保障耐火原料资源供给安全。
4 结语 
　　资源、环境日益成为制约我国耐火材料行业发展 的瓶颈。经济增长缓慢或下行使目前耐火材料行业 发展面临诸多的困难和挑战，耐火材料行业应该勇于接受挑战，解决自身产业集中度低、产品结构不合理、 科技创新能力不强等问题，抓住难得的产业结构调整 机遇，发展以高效、功能化、智能化、节能、环保为内涵 的先进耐火材料，走创新驱动，集约高效，资源节约、 节能环保的可持续发展之路。