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水泥窑用耐火材料的发展建议

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  • 发布时间:2014-03-06
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作者:靳亲国 贾全利
  1 水泥行业现状与发展
 
  1.1 水泥行业发展状况
 
  进入21世纪,我国水泥工业的技术进步和产业结构调整极大地推动了行业发展和经济运行的总体水平,满足了国民经济和社会发展需求。水泥工业由经济发展所拉动,又反过来作为基本建设的基础原材料支撑着国民经济的发展。快速发展的新型干法水泥完全满足了市场对高质量、高标号水泥的需求,水泥年产量由2000年的5.97亿t增长到2011年的20.85亿t(见图1),2001-2011年累计生产水泥138.85亿t,是20世纪1949-2000年51年总和的2.23倍。目前我国已经成为世界名副其实的水泥生产大国,水泥产量占全世界产量的50%以上,占有举足轻重的地位。
  尤其在“十一五”期间,水泥工业持续快速发展,满足了国民经济和社会发展需要。表现在:
 
  (1)生产集中度提高。以共赢发展理念,联合重组步伐加快,大企业快速成长。2011年熟料产量过千万吨的水泥企业有22家(其中2家过亿t),产量合计达5.4亿t,占水泥熟料总产量的45.8%。前10家企业水泥产量约4.7亿t,占水泥总产量的25.3%,较2005年提高11.7个百分点。
 
  (2)淘汰落后产能取得重大进展。直到20世纪末,中国水泥生产还以立窑为主体,在“十五”期间,立窑水泥产量占水泥总产量的80%,2003年以后,立窑水泥产量由升转降。2006年,新型干法水泥比例达到53%,2010年新型干法水泥熟料产能为12.6亿t,新型干法水泥熟料产能占总产能的81%。
 
  (3)节能减排成效显著。通过淘汰落后,推广余热发电、节能粉磨、变频调速、水泥助磨剂、废渣综合利用等技术,2010年每吨新型干法水泥熟料综合能耗降至115kg标准煤,比2005年下降12%,达到国际平均水平。单位水泥产品二氧化碳排放量比2005年下降14%。年综合利用固体废弃物超过4亿t。55%的新型干法水泥生产线配套建成余热发电装置。建成一批利用水泥窑无害化最终协同处置城市生活垃圾、城市污泥、各类固体废弃物(以下简称协同处置)示范工程。
 
  (4)技术进步步伐加快。新型干法水泥生产技术进一步提升,大型立磨及其配套减速机、高效篦冷机等关键设备取得重大突破。纯低温余热发电技术与装备、辊压机粉磨系统、变频调整系统、除尘、水泥助磨剂等技术广泛推广应用。协同处置技术取得重大进展。
 
  (5)产量效益同步增长。2011年水泥产量20.85亿t,是2005年的1.86倍,年均增速达11.7%。规模以上工业企业完成销售收入9373亿元,利润总额1020亿元,年均增速分别为22%和58%。企业效益不断提升,全行业利润总额屡创新高,特别是在“十一五”期间,水泥利润总额的增长幅度始终高于产量的增长幅度,吨利润水平基本达到了历史最好水平。
 
  (6)装备水平明显提高。水泥大型装备设计、制造、安装等已达到国际先进水平,依托自主开发的成套技术,广泛参与海外水泥生产线建设工程总承包,带动大型成套水泥装备批量出口,占国际水泥工程建设市场40%以上份额。
 
  1.2 主要水泥企业发展模式
 
  近些年来,随着我国装备技术的进步,日产万吨级水泥熟料生产线所用技术装备可以大范围实现国内建造,有力促进了国内新型干法水泥熟料生产线的发展。2010年全国共有水泥熟料生产线1328条,中国建材集团、海螺集团和中国中材集团代表着中国水泥企业3种典型的快速发展模式。
 
  中国建材2003年水泥产量164万t,通过以联合重组为主,特别在2007和2008两年接连并购120余家水泥企业,先后组建了中国建材南方水泥公司和北方水泥公司。2010年集团水泥、熟料共计销售1.52亿t,8年间,中国建材创造了水泥发展史上的奇迹,进军世界500强。
 
  海螺水泥同样是联合重组为主,凸显技术创新,先后建成了我国第一条日产5000t、10000t新型干法线、第一个千万吨级熟料生产基地、第一套水泥纯低温余热发电机组。2010年海螺集团水泥、熟料共计销售1.37亿t,劳动生产率、新型干法能耗指标、大型装备技术等达到国际先进水平。
 
  中国中材集团公司是既有水泥技术装备与工程服务业务,又有水泥生产业务的典型。2010年,水泥技术装备与工程服务营业额占集团总营业额的85%以上,两者比例为1∶0.55。2010年中国中材水泥、熟料共计销量为4607万t。技术装备与工程服务和水泥生产相结合,已成为中国大型水泥企业的发展趋势。
 
  1.3 未来水泥行业发展态势
 
  未来几年是全面建设小康社会的关键时期,国民经济将保持长期平稳较快增长,水泥工业面临着发展机遇,也面临更大的挑战。一是工业化、城镇化和新农村建设进一步拉动内需,保障性安居工程以及高速铁路、轨道交通、水利、农业农村等基础设施建设带动水泥需求继续增长;二是人民生活水平不断提高,以及防灾减灾意识增强,对水泥、水泥基材料及制品在质量、品种、功能等方面提出了更高要求;三是建设资源节约型、环境友好型社会,特别是应对气候变化,迫切需要水泥工业加快转变发展方式,大力推进节能减排,发展循环经济。
 
  2 耐火材料行业现状与发展
 
  2.1 耐火材料行业发展状况
 
  经过多年发展,我国耐火材料产业发展迅速、成绩斐然,有力地支撑着我国高温工业持续快速发展,已成为世界上最大的耐火原材料生产国、消费国和贸易国。自2004年以来我国耐火材料产量已超2000万t,约占世界总产量的50%以上。河南省为全国耐火材料生产主要省份,自2004年以来,产量也快速上升。图2为2004- 2011年河南省耐火材料产量与全国总产量对比图。由图2可以看出,2004年河南耐火材料总产量为507万t,全国耐火材料生产总量1861万t,占总产量的27%,到2008年河南耐火原材料生产总量是2307万t,其中耐火制品总量是1287万t,耐火原料总量1020万t吨,占全国耐火原材料生产总量的46.97%。到2010年,河南耐火材料产量1351万t,占全国耐火材料总产量的48%。2011年河南耐火材料1385万t,占全国耐火材料总产量的47%。但是,河南耐火材料同全国同行一样,并尤为突出,在快速发展的过程中,有许多问题和隐患,如生产集中度低、产能严重过剩、恶性竞争、产业链短、关键耐火原料无保障、节能减排水平低等,严重制约了行业健康可持续发展。
 
  2.2 水泥窑用耐火材料主要生产企业发展状况
 
  国内水泥窑用耐火材料生产企业主要集中在河南新密、辽宁营口、山东淄博等地。近年来,水泥窑大型化及新型干法技术快速发展的强力推动,使水泥窑用耐火材料的生产企业,不断转变观念,着力自主创新,在优化产业结构、调整产品结构、更新工艺装备等方面取得了突出成绩。北京瑞泰科技、北京通达耐材以资本、品牌、技术为纽带,以配套生产水泥窑用耐火材料为切入点,整合现有资源,与河南有关企业联合重组,做大做强,已逐步形成分工明确、跨地区企业集团,特别是采用先进窑炉及机械装备,明显对当地产业起到了辐射带动作用,促进了产业升级。郑州华威耐火、郑州真金耐火、郑州汇特耐火等一批优秀企业,做精做专,已形成了特色鲜明的企业群体。上述企业通过采用全自动大吨位液压机、电磁螺旋程控压机、高温节能隧道窑,装备水平明显提升,耐火材料产品质量稳定、外形精度高,满足了水泥生产需要。
  2.3 水泥窑用耐火材料品种发展过程
 
  20世纪80年代初期,水泥窑多为小竖窑、小回转窑,规模小,装备水平低。随着科技进步,技术装备明显提高,水泥窑向大型化方向发展,水泥窑用耐火材料的生产企业随着水泥装备技术进步的需求,其产品结构和自主创新能力在不断增强。水泥窑用耐火材料品种经历了黏土砖、高铝砖、磷酸盐砖、磷酸盐耐磨砖、镁砖、聚磷酸盐结合镁砖、普通镁铬砖、白云石砖等。为适应水泥窑大型化,进入20世纪90年代,研制出了直接结合镁铬砖、半再结合镁铬砖等、满足了大型水泥窑生产需要。
 
  近些年来,国内新上水泥生产线全部为大型干法回转窑,干法水泥产量已达85%,因此生产大型回转窑用耐火材料已是各耐火材料生产厂家的主要任务。对于国内大型回转窑通常采用易挂窑皮且抗热震性能较好的镁铬砖用于烧成带,尖晶石砖或硅莫砖用于过渡带,高铝砖用于分解带,隔热型耐碱黏土砖或普通型黏土砖用于加热带,耐火浇注料或适用的耐火砖用于前后窑口。在预热系统内,普通型耐碱黏土砖及耐碱浇注料用于预热器系统,抗结皮碳化硅浇注料用于窑尾烟室,高强耐碱黏土砖和高耐磨耐火浇注料用于三次风管,抗剥落高铝砖用于分解炉及窑门罩,并配用大量的耐火浇注料、系列隔热砖和硅酸钙板。在日产2500t水泥窑上,耐火材料建设用量达2000t,正常生产时年消耗用量达400t以上。
 
  随着水泥工业发展模式转变和国家环保政策要求,各企业注意了产品配套和整体解决供应方案,研制开发了一系列碱性无铬环保品种和铝硅系配套产品,如镁铁铝复合尖晶石砖、镁铝尖晶石复合砖、镁铁尖晶石砖等,已在国内外多家大型干法水泥窑使用,并深受用户满意,基本满足了水泥窑正常生产运行,符合环保要求。但是,就生产水泥窑用耐火材料来讲,还同样存在着耐火材料行业存在的问题和隐患,需要重视并以解决。
 
  3 水泥窑用耐火材料发展建议
 
  围绕水泥窑用耐火材料无铬化产品技术应用问题,笔者和部分耐火材料生产企业一起同水泥企业多次进行了交流,结合并受水泥行业发展启发,对水泥窑用耐火材料提出如下建议:
 
  3.1 加快产业结构、产品结构、技术结构调整
 
  转变观念,以水泥用耐火材料企业为主体,继续通过资本、技术、品牌、市场等为纽带,优势互补,联合重组,共赢发展,提高产业集中度,淘汰落后产能,鼓励做专做大做强,形成各具特色、分工明确、跨地区的特大型企业集团,促进产业升级;加快调整产品结构,逐步取缔水泥窑用含铬耐火材料的生产,增加镁铁、镁铝等绿色环保产品的比例,淘汰高耗能、高污染、低档次产品,完善制定水泥窑衬无铬化并性价比能接受的整体配套方案,利用各种可再生资源(包括用后耐火砖等),推动节能减排,降低资源消耗;结合上述情况,政府部门需制定耐火材料行业准入条件,加快淘汰落后企业及落后的工艺技术装备,推广新工艺和节能集成技术,杜绝低水平重复建设,各种资源向优势耐火材料企业配置,全面提升产业的技术装备水平,保障行业健康有序发展。
 
  3.2 加快水泥窑用耐火材料无铬化进程
 
  为满足大型水泥回转窑的使用要求,提高使用寿命,河南瑞泰、通达中原、郑州华威、郑州真金等优势耐火企业已研制开发了镁铁尖晶石砖、镁铝尖晶石砖为主题的配套方案。镁铁尖晶石砖具有良好的挂窑皮性能和抗热震性,适用于主烧成带。镁铝尖晶石砖具有良好的抗热震性能,耐侵蚀性能,适用于过渡带。研究的各类制品能够改善目前水泥熟料对耐火材料的侵蚀,提高了抗热震性,降低了热导率,满足了水泥窑衬用耐火材料无铬化的需要。国家环保政策的要求,水泥企业目前已经认识到高价铬的危害并已经做好了用无铬耐火材料的准备,因此,要积极主动与水泥企业沟通,确定使用试验方案,并跟踪总结交流,及时解决应用中的关键问题,在确定配置水泥窑各部位配套用耐火材料的品种后,加快在水泥各窑炉生产线推广使用,实现耐火材料无铬化。
 
  3.3 做水泥窑用耐火材料生产优秀企业
 
  在与水泥企业交流的过程中,反复提到,希望将优秀耐火材料生产企业提供给他们。优秀企业的标志应该是:做精做专做强,用于水泥窑用耐火材料各品种配置,全部为无铬耐火材料;生产配料自动化水平高、精确、节能环保;压砖机设备先进节能,窑炉轻型、智能、高温,保证产品质量稳定可靠。生产工序符合耐火材料单位产品能耗标准(DB41/669—2011)。有强大的筑炉施工、技术服务队伍,具备整体承包能力。

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