李紅霞??????? 中鋼集固洛陽耐火材料研究院有限公司

摘要：全球經(jīng)濟增長的放緩或下行，給鋼鐵、有色及其他高溫行業(yè)帶來嚴重影響，也影響中國耐火材料行業(yè)的發(fā)展。為此，系統(tǒng)闡述了中國耐火材料行業(yè)存在的問題以及面臨的挑戰(zhàn)和機遇。為了保持中國耐火材料工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，在未來幾年必須在五個方面做出轉變。耐火材料行業(yè)的發(fā)展應該更多地依靠科技創(chuàng)新驅動，提高產(chǎn)業(yè)集中度，廣泛開發(fā)低能耗耐火材料、資源節(jié)約賚和環(huán)境友好型耐火材料以調(diào)整產(chǎn)品結構；高效、功能化、智能化、節(jié)能、環(huán)境友好的先進耐火材料是未來耐火材料的發(fā)展趨勢。

關鍵詞：經(jīng)濟下行；中國；耐火材料；發(fā)展

耐火材料是鋼鐵、有色、建材、石化、環(huán)保、電力等高溫工業(yè)的重要基礎材料和支撐材料，也不失為我國高溫領域的一種戰(zhàn)略性材料。過去30年，我國耐火材料隨著高溫工業(yè)的發(fā)展取得了前所未有的成績，已成為世界第一耐火材料生產(chǎn)和消費大國。然而，回顧過去30多年，我國耐火材料發(fā)展所走的路基本上是拼消耗，拼能耗，以犧牲生態(tài)環(huán)境為代價的不可持續(xù)發(fā)展之路，造成了我國優(yōu)勢耐火原料資源危機、礦產(chǎn)資源地生態(tài)破壞和環(huán)境污染；耐火材料產(chǎn)品結構中能耗高、資源消耗量大的產(chǎn)品占大多數(shù)，高端產(chǎn)品特別是節(jié)能環(huán)保、功能性材料等比重低，市場份額少，品種-質量均有進一步提升的空間。

當前宏觀經(jīng)濟環(huán)境和發(fā)展態(tài)勢對耐火材料行業(yè)市場環(huán)境的影響極為不利。鋼鐵、有色等高溫行業(yè)市場需求疲軟，行業(yè)虧損面大，行業(yè)生存發(fā)展面臨新的挑戰(zhàn)，并由此引起對新技術、新工藝和產(chǎn)品結構調(diào)整的需求，耐火材料行業(yè)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整也迎來諸多困難、挑戰(zhàn)和戰(zhàn)略發(fā)展機遇。

1? 當前耐火材料行業(yè)發(fā)展存在的問題

歐盟以及日本、美國等發(fā)達地區(qū)和國家對耐火材料的發(fā)展非常重視。歐盟除依靠市場優(yōu)化配置資源外，重點支持鋼廠、高等院校和科研院所聯(lián)合進行鋼鐵行業(yè)新工藝、新技術、新產(chǎn)品開發(fā)及節(jié)能降耗減排所需新型耐火材料的開發(fā)和應用基礎研究；日本不定形、結構功能型、節(jié)能型等先進耐火材料的應用比例達到現(xiàn)以上，資源和能源消耗型耐火材料主要從中國進口，其用后耐火材料的二次資源化比例達到80%以上，而且日本耐火材料產(chǎn)業(yè)集中度高，前兩大耐火材料企業(yè)在日本市場的占有率達到75%日本前兩大鋼鐵企業(yè)均持有其股份，產(chǎn)、研、用結合非常緊密；美國能源部設有專門的耐火材料研究團隊。

與歐盟以及日本、美國等發(fā)達地區(qū)和國家耐火材料行業(yè)的發(fā)展相比，當前我國耐火材料行業(yè)的發(fā)展存在諸多問題：

（1）耐火原料資源開采缺少科學合理規(guī)劃，過度開采和不科學開采，深加工裝備落后，環(huán)境保護投入少，原材料質量一致性差，大量低價出口，資源綜合利用率較低，造成本已稀缺的資源浪費嚴重。

（2）無論耐火原料或是耐火材料制品均存在產(chǎn)業(yè)集中度過低，產(chǎn)能過剩嚴重。據(jù)專家推測，中國每年對鋼的峰值需求為7億~9億t。據(jù)此，鋼鐵行業(yè)每年對耐火材料的峰值需求應不超過1500萬t，加上建材、有色、石化、電力、環(huán)保等行業(yè)的需求，今后中國每年對耐火材料的總需求量應在2300萬~2500萬t，而目前耐火材料的產(chǎn)能遠遠大于2500萬t，生產(chǎn)企業(yè)超過3000家。

（3）多種因素疊加使耐火材料產(chǎn)品成本攀升，加之耐火材料企業(yè)眾多市場競爭激烈，耐火材料產(chǎn)品售價很低，有的產(chǎn)品成本和銷價倒掛，企業(yè)虧損或微利，致使企業(yè)無力進行科技投人或技術改造。

（4）行業(yè)知識產(chǎn)權保護不到位，企業(yè)創(chuàng)新投入高，風險高，科技投入在市場上得不到應有的回報，嚴重挫傷了行業(yè)科技創(chuàng)新的積極性。政府對科技創(chuàng)新的投人主要集中在建材、鋼鐵、新型無機非金屬材料等方向，對耐火材料行業(yè)科技創(chuàng)新的投人相對較低。科技創(chuàng)新對耐火材料行業(yè)發(fā)展的支撐作用下降，同時，資源、能源、環(huán)境也已成為制約耐火材料行業(yè)科學發(fā)展的瓶頸。

因此，我國必須加快耐火原料、材料的科學發(fā)展規(guī)劃，做好產(chǎn)業(yè)布局規(guī)劃和產(chǎn)品結構調(diào)整規(guī)劃，支持行業(yè)科技創(chuàng)新，淘汰落后產(chǎn)能，降低能源和資源消耗，使耐火材料走上科學的可持續(xù)發(fā)展之路。

2? 耐火材料行業(yè)今后的發(fā)展

當前，隨著國內(nèi)外經(jīng)濟持續(xù)下行，耐火材料主要用戶行業(yè)的價格競爭將更加慘烈’它們勢必將成本壓力轉嫁給耐火材料行業(yè)，從而進一步影響到耐火材料行業(yè)的發(fā)展，耐火材料行業(yè)無論是原料生產(chǎn)或是產(chǎn)品生產(chǎn)都將面臨更加困難的經(jīng)濟環(huán)境。同時也應該看到，耐火材料行業(yè)也將迎來行業(yè)整合、科技創(chuàng)新驅動產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整的難得機遇。今后，將是我國耐火材料行業(yè)提高產(chǎn)業(yè)集中度，實現(xiàn)由大到強，在科技創(chuàng)新和綜合競爭力方面進入世界前列的絕佳發(fā)展機遇。因為我們具備許多良好的條件：1）耐火原料資源較為豐富，特別是菱鎂礦和石墨；2）擁有較強大的產(chǎn)業(yè)基礎和較好的科技條件；3）擁有巨大的內(nèi)需市場，而需求是發(fā)展最為強大的動力；4）擁有世界上最多的耐火材料科技人才；5）在以往的發(fā)展中，我們在自主創(chuàng)新方面已取得了顯著的成績。因此，我們有理由對中國耐火材料的未來發(fā)展充滿信心。

在加快轉變經(jīng)濟發(fā)展方式，走集約式、可持續(xù)、綠色發(fā)展模式的前提下，到2020年，我國耐火材料行業(yè)的任務和目標應該為：1）切實提高產(chǎn)業(yè)集中度，科學合理規(guī)劃天然耐火原料資源的開采和配置，合理布局產(chǎn)業(yè)分布；2）優(yōu)化產(chǎn)品結構，實現(xiàn)耐火材料產(chǎn)品制造的綠色和節(jié)能，節(jié)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達到70%以上，高溫工業(yè)新工藝、新技術、新產(chǎn)品開發(fā)及節(jié)能減排所需新型耐火材料達到自給，用后耐火材料二次資源化比例達70%；3）行業(yè)科技創(chuàng)新能力顯著增強，應用技術和應用基礎研究水平顯著提升，耐火材料行業(yè)發(fā)展走上創(chuàng)新驅動的軌道，實現(xiàn)由世界生產(chǎn)大國向技術強國的轉變。為此，我們需要在以下幾個方面做出轉變。

2.1 由依靠資源的粗放發(fā)展向科學規(guī)劃、創(chuàng)新驅動的可持續(xù)發(fā)展

轉變制定主要耐火原料資源開采發(fā)展規(guī)劃，合理開采與配置，提升耐火原料開采的技術裝備水平，提高資源的綜合使用率，保證資源的可靠供應，提高可持續(xù)發(fā)展能力；高度重視新工藝、新技術的應用，提高原料質量的一致性和均一性，加強高附加值化耐火原料的開發(fā)和市場化運作；提高耐火原料生產(chǎn)用裝備水平，優(yōu)化工藝，盡可能減少人為因素對原料質量的影響，同時兼顧節(jié)約資源和能源；加快耐火材料產(chǎn)品結構調(diào)整，高度重視科技創(chuàng)新以及科研成果的產(chǎn)業(yè)化和市場化；提高產(chǎn)品質量的一致性和均一性，提升為用戶服務的技術能力，實現(xiàn)產(chǎn)品的高附加值化。

2.2 由粗放經(jīng)濟向循環(huán)、綠色經(jīng)濟轉變

企業(yè)應高度重視耐火材料生產(chǎn)過程的物質流、能量流和信息流的管理和優(yōu)化配置，加強耐火材料生產(chǎn)過程的物質和能量的高效利用和循壞利用；以降低成本為核心，加強生產(chǎn)工序的優(yōu)化及物流環(huán)節(jié)的精細化管理等；從結構成本考慮，由于勞動力成本的不斷攀升，今后應提高整個行業(yè)裝備的自動化水平，并重視耐火材料制造的數(shù)字化發(fā)展。這不僅有益于降低耐火材料生產(chǎn)成本，而且更有益于減少人為因素的影響，提高產(chǎn)品質量的均一性。

高度重視節(jié)能環(huán)保，發(fā)展耐火材料〔原料）的綠色制造。制定強制性政策，淘汰落后產(chǎn)能；采用新型數(shù)字化控制的節(jié)能型高溫窯爐，推進行業(yè)節(jié)能減排降耗；加大新技術、新原料和再生資源在耐火材料設計和制造過程的應用，開發(fā)節(jié)能和環(huán)保新工藝、新品種，減少或替代對環(huán)境污染的材料，推動行業(yè)環(huán)保和職業(yè)健康水平提髙。

2.3 由擴張經(jīng)營向穩(wěn)健(收縮）經(jīng)營轉變

經(jīng)濟下行市場頹勢時，企業(yè)應注重資產(chǎn)的配置，應向以提升為用戶技術服務能力的輕資產(chǎn)發(fā)展，控制固定資產(chǎn)和三項資產(chǎn)增長以減少資金占用，控制風險。耐火材料廠家應凝聚共識，采取減少產(chǎn)量等措施保市場，提信心，以改善行業(yè)宏觀經(jīng)濟環(huán)境，穩(wěn)住市場價格，這是要點。然而，中國耐火材料企業(yè)眾多，規(guī)模小，沒有一家進入世界同行業(yè)前十位。如此眾多的中’小企業(yè)致使產(chǎn)業(yè)集中度過低，面對市場需求低迷，每一家企業(yè)均不愿意為別的企業(yè)騰出市場空間，失去客戶，導致惡性競爭，低價銷售，同時又要經(jīng)受資源價格和人工成本高漲，環(huán)境壓力增大的嚴峻挑戰(zhàn)，使企業(yè)利潤跌至歷史低點甚至行業(yè)虧損，無法從戰(zhàn)略層次或長遠可持續(xù)發(fā)展的高度考慮問題，整個行業(yè)發(fā)展面臨束日益嚴重。

2.4由分散經(jīng)營向集約經(jīng)營轉變，提高產(chǎn)業(yè)集中度

制定符合我國耐火材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的行業(yè)準人標準。從能耗、環(huán)保、裝備水平、科技創(chuàng)新能力等方面制定限制性政策，提高耐火原料、耐火材料行業(yè)的準人門檻，不再新建耐火材料〖原料）企業(yè)，包括外資企業(yè)。以市場為核心，以產(chǎn)品互補或產(chǎn)業(yè)鏈整合和重塑為原則，從稅收、資源配置等方面制定鼓勵和引導性政策，鼓勵優(yōu)勢企業(yè)以資本、股權置換、技術要素等方式跨地區(qū)兼并重組，優(yōu)化布局，提高產(chǎn)業(yè)集中度，培育在全球有影響力的具有核心競爭力的大型企業(yè)，提高我國耐火材料行業(yè)的話語權，改善中國耐火材料企業(yè)在全球產(chǎn)業(yè)鏈上的分工；對行業(yè)科技創(chuàng)新能力強、具有較大規(guī)模和行業(yè)影響力的企業(yè)給予資源配置等方面的支持，扶優(yōu)扶強，培育行業(yè)知名品牌。

2.5 創(chuàng)新商業(yè)模式，提升為用戶服務的能力

以技術為核心的增值服務將成為提高市場份額和獲取利潤的主要發(fā)展方向。加強與用戶的緊密合作，注重應用基礎研究和應用技術研究，用戶購買的不僅是產(chǎn)品，更是通過產(chǎn)品獲得技術服務，從而實現(xiàn)為用戶提供以技術為核心的增值服務。

在制度層面、產(chǎn)權形態(tài)上，與用戶緊密合作，如日本新日鐵控股黑崎播磨，圍繞下游用戶新技術、新工藝和新產(chǎn)品的開發(fā)需求，研發(fā)適應的耐火材料新產(chǎn)品、新技術和服務，真正形成用戶需求驅動的耐火材料科技創(chuàng)新發(fā)展。

3? 耐火材料行業(yè)的科技創(chuàng)新

科技創(chuàng)新是加快轉變耐火材料行業(yè)發(fā)展方式的重要支撐，資源節(jié)約、環(huán)境友好型發(fā)展是耐火材料今后努力的重點。為此，必須加大對行業(yè)科技創(chuàng)新的投人力度，促進產(chǎn)品結構調(diào)整?？萍紕?chuàng)新需結合我國高溫工業(yè)新技術、新工藝、產(chǎn)品結構調(diào)整、節(jié)能降耗減排及循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的需要，以及我國新材料發(fā)展規(guī)劃，構建先進耐火材料體系，促進耐火材料行業(yè)的科學發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展。

科技創(chuàng)新首先離不開體制機制創(chuàng)新。今年七月召開的全國科技創(chuàng)新大會進一步明確了企業(yè)為科技創(chuàng)新的主體地位，強化知識產(chǎn)權保護，完善和切實落實科技創(chuàng)新的各項政策，提高產(chǎn)業(yè)界科技創(chuàng)新積極性。這為耐火材料行業(yè)企業(yè)加強科技創(chuàng)新、增加研發(fā)和科技投入創(chuàng)造了較好的政策環(huán)境?？萍紕?chuàng)新資源分為制度、政策、項目、資金和人才五個方面。行業(yè)應積極整合這五個方面的資源，以制度和市場為導向，充分發(fā)揮行業(yè)各類國家級科技創(chuàng)新平臺的作用，發(fā)揮好耐火材料產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)盟的作用，提高科技創(chuàng)新的效率，推動行業(yè)科技進步和產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整。

高效、功能化、智能化、節(jié)能、環(huán)保為內(nèi)涵的先進耐火材料及工程技術為今后耐火材料產(chǎn)品結構調(diào)整的方向，以應用技術為核心提升產(chǎn)品附加值和為用戶服務能力為耐火材料行業(yè)商業(yè)模式創(chuàng)新的方向。

3.1 加強高溫工業(yè)結爐用先進節(jié)能材料的幵發(fā)和以材料為核心的成套節(jié)能工程技術的集成研究

提高工業(yè)窯爐的能源效率，不僅節(jié)約能源，而且可以大大減少CO₂、NO₃等溫室氣體排放。爐襯材料及其施工技術是高溫工業(yè)窯爐提高能源使用效率、實現(xiàn)節(jié)能減排的關鍵技術之一。在此方面，隔熱節(jié)能型耐火材料可以發(fā)揮更大的作用。除目前1400℃以下廣泛使用的Al₂O₃-SiO₂系纖維及其制品以及在更高溫度下使用氧化鋁、氧化鋯空心球制品外，今后應加快推進尺寸可調(diào)微/納米孔節(jié)能材料的開發(fā)，開發(fā)Al₂O₃質高溫晶體纖維及其制品，高性能薄壁氧化鋁、氧化鋯空心球制品，以及以上述材料和高效燃燒技術為核心的節(jié)能窯爐整套工程技術集成。從環(huán)境保護和減少職業(yè)傷害考慮，應加快生態(tài)環(huán)保型纖維成果的應用和市場化推廣。

依據(jù)能源選擇，高溫窯爐可分為兩大類:化石燃料加熱和電力加熱。對燃料髙溫窯爐而言，髙溫空氣燃燒技術對實現(xiàn)提高能效、節(jié)能減排非常重要。在日本，約170個高溫窯爐采用了高溫空氣燃燒技術，CO₂減排30%，NO₃減少50%左右。高溫空氣燃燒技術的關鍵在于預熱蓄熱技術，研究開發(fā)高溫蓄熱工程技術和高性能蓄熱、節(jié)能耐火材料至關重要。

3.2先進功能耐火材料的幵發(fā)和工程化技術

含碳耐火材料是鋼鐵冶金流程中的重要耐火材料，但隨著潔凈鋼冶煉、高附加值鋼品種的開發(fā)以及新型高效連鑄等現(xiàn)代冶金技術的發(fā)展，高碳含量在保證鋼液潔凈度、提高服役壽命等方面都存在局限性，需要研發(fā)新一代無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開發(fā)需要打破傳統(tǒng)材料設計研發(fā)觀念，根據(jù)使用性能研發(fā)新型結合劑，開發(fā)具有自修復功能的防氧化劑，以保證微量碳發(fā)揮重要作用。采用含有目標成分的陶瓷先驅體等新的設計理念改善材料的微觀結構，保證材料的抗熱震性并提高材料的抗侵蝕性。薄帶連鑄為新一代節(jié)能高效近終型連鑄技術，其關鍵技術之一為陶瓷側封板，應開發(fā)無碳高性能陶瓷復合材料以推動該技術的工業(yè)化應用。為滿足潔凈鋼生產(chǎn)、高品質大型鋼鑄造和鋁合金鑄造的需要，開發(fā)新型陶瓷過濾器，以減少鋼或鑄件中夾雜物。

3.3 高溫智能型耐火材料的研發(fā)和工程化技術

耐火材料與智能型半導體材料（如溫度感應性電子陶瓷、示蹤材料等）的復合，有望開發(fā)出智能化高溫工程材料，以推進耐火材料應用的減量化，并提高耐火材料高溫應用的安全性。高溫智能型耐火材料的開發(fā)需要與熱電轉換材料和技術、熱電裝置、高溫測厚技術等相結合，形成整套集成技術。在線檢測耐火材料襯的剩余厚度，在接近安全厚度極限時對耐火材料襯里進行修補或更換，這樣不僅保證高溫作業(yè)的安全性，同時可減少耐火材料不必要的更換，節(jié)約耐火材料的使用。

3.4 加強以耐火材料應用技術為核心的應用基礎研究

為提高高溫冶煉容器的服役壽命，減少耐火材料的使用量，應著重研究針對服役環(huán)境和操作工藝參數(shù)的耐火材料組成設計和結構設計，采用數(shù)值模擬分析高溫容器中應力場、溫度場分布，優(yōu)化耐火材料配置方案或結構設計，減少熱應力集中或耐火材料的使用量等；采用高溫模擬研究耐火材料在動態(tài)金屬熔體、渣液、氣氛等作用下的蝕損過程和蝕損機制，研究設計新型材料；采用數(shù)值模擬優(yōu)化功能耐火材料的結構設計，以獲得最佳鋼液流場分布，達到最佳冶煉效果。

3.5 注重耐火材料的組成、結構設計和新技術

開發(fā)隨著耐火原料資源的逐漸短缺，需借鑒先進陶瓷的新工藝技術（如納米粉體、陶瓷先驅體、新型結合劑等），注重耐火材料組成和微觀結構的設計和優(yōu)化，開發(fā)出更高性能、更多種類的先進耐火材料，以滿足不同類型高溫工業(yè)爐使用的需求。納米粉體可以優(yōu)化材料的微觀結構，陶瓷先驅體的采用可以獲得纖維或晶須增強材料，這有利于新型先進耐火材料的開發(fā)和材料性能的改善。

3.6 用后耐火材料的再資源化利用研究

今年，國家七部門制定的《廢物資源化科技工程“十二五”專項規(guī)劃》提出，到2015年，我國廢物資源化產(chǎn)值將達到20000億元。廢物資源化產(chǎn)業(yè)作為節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)中日漸升溫的板塊，在政策的力挺下有望步人發(fā)展快車道。廢物資源化已經(jīng)成為有效緩解戰(zhàn)略資源短缺的重要途徑。與世界主要發(fā)達國家相比，我國用后耐火材料資源化仍處于資源大循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈的低端，且再利用產(chǎn)品附加值低，利用規(guī)模與水平有很大的提升空間，迫切需要技術創(chuàng)新，大幅度提升綜合利用率與資源產(chǎn)出水平，減少不可再生礦物資源的使用，保障耐火原料資源供給安全。

4? 結語

資源、環(huán)境日益成為制約我國耐火材料行業(yè)發(fā)展的瓶頸。經(jīng)濟增長緩慢或下行使目前耐火材料行業(yè)發(fā)展面臨諸多的困難和挑戰(zhàn)，耐火材料行業(yè)應該勇于接受挑戰(zhàn)，解決自身產(chǎn)業(yè)集中度低、產(chǎn)品結構不合理、科技創(chuàng)新能力不強等問題，抓住難得的產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整機遇，發(fā)展以高效、功能化、智能化、節(jié)能、環(huán)保為內(nèi)涵的先進耐火材料，走創(chuàng)新驅動，集約高效，資源節(jié)約、節(jié)能環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展之路。

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