[原创]技术立基 追求卓越——鲁中耐材的水泥节能环保之路

　　上世纪后半叶开始，随着新型干法预分解技术的逐步推广，我国水泥工业步入大型化、现代化发展阶段。为适应生产需要，水泥窑用耐火材料也实现了从粘土、高铝质材料向镁质材料的发展，各项性能得到不断完善和提高。

　　但是，近年来随着现代水泥工业对节能环保要求的不断提升，现有镁质材料在能耗和环保方面的缺陷，却成为制约水泥工业产业转型和发展方式转变的软肋。

　　据了解，目前水泥熟料热耗国际先进水平约为2842kJ/kg，而国内先进水平仅为2970kJ/kg，差距中很大一部分是由耐火材料产品性能、配置不合理造成的，若能将耐火材料导热系数进一步降低，无疑将大幅降低散热损失，提高能源利用率。与此同时，基于庞大的产业规模，我国水泥工业因耐火材料损坏停窑造成的能源消耗同样巨大，提高耐火材料使用寿命是实现当前水泥工业节能的重要环节。

　　另一方面，近年来国家对水泥生产减排要求日益严格。根据《水泥工业大气污染物排放标准》（征求意见稿）要求，水泥工业NOx排放量需执行低于450mg/Nm³，重点区域低于320mg/Nm³的排放标准，这就要求分解炉尽可能采用还原气氛煅烧，进一步限制了耐火材料中Fe₂O₃含量；此外，水泥工业铬污染问题由来已久，欧盟限定水泥中Cr6⁺含量小于2ppm,而我国水泥中Cr6⁺含量普遍高于2ppm，长期以来对人体健康和生态环境造成巨大危害。

　　据此，加快推动具有自主知识产权的高性能耐火材料和成套节能环保技术在水泥生产中的运行，成为加速水泥工业绿色发展的重要内容之一。

　　10月18日上午，由中国水泥协会主办，山东省建筑材料工业协会协办，鲁中耐火材料有限公司承办的鲁中耐火材料有限公司“镁铁铝尖晶石砖生产基地落成及水泥生产用耐火材料成套节能环保新技术新闻发布会”在山东省淄博市召开。国家发改委高技术产业司原巡视员刘艳荣、国家工信部原材料司副司长吕桂新、国家科技部重大项目办原巡视员刘玉兰、中国水泥协会名誉会长雷前治、中国水泥协会秘书长孔祥忠及淄博市、淄川区相关领导出席基地落成仪式及发布会。镁铁铝尖晶石砖生产基地的落成，标志着国内在水泥生产用耐火材料节能环保技术发展方面取得新的实质性突破。

鲁中耐火材料有限公司“镁铁铝尖晶石砖生产基地”落成（更多高清图片）

　　鲁中耐火材料有限公司“镁铁铝尖晶石砖生产基地”生产工艺先进，自动化程度达到国际先进水平（更多高清图片）

　　据了解，该基地位于山东省淄博市淄川区新材料产业园内，占地170余亩，共计投资4.84亿元，经过了国家发改委等相关部门的初步审核、立项，被列为国家2013年产业振兴和技术改造专项重点项目，是适应国家“十二五”规划中对国民经济“绿色增长，清洁发展”的要求，以及国家环保部提出的“禁止含铬耐火材料生产”的要求投资兴建的；基地产品--镁铁铝尖晶石砖被列入“环保型无铬耐火材料及制品”支持范围，符合国家重点支持的高新技术新材料领域的发展方向。

　　此外，该基地生产工艺先进，自动化程度达到国际先进水平，所用设备全部采用符合国家规定的节能设备，采用清洁燃料烧成的自动控温环保节能型隧道窑炉，能源消耗低；统筹利用系统余热进行半成品干燥，能源利用率高。达产后年产镁铁铝尖晶石砖二十万吨，将成为国内首屈一指的无铬化绿色耐材生产基地。

鲁中耐材集团生产的镁铁铝尖晶石砖（更多高清图片）

　　而该基地生产的镁铁铝尖晶石砖是由鲁中耐火材料有限公司与北京科技大学共同研发的拥有自主知识产权的专利产品，标志着我国成为世界上第二个掌握Hercynite合成的国家，结束了我国在水泥窑用耐火材料无铬化方面落后欧美近二十年的历史，可以大幅度降低Cr6⁺对环境和人体的危害，又可以为国家节约宝贵的战略储备资源。

水泥生产用耐火材料成套节能环保新技术新闻发布会现场（更多高清图片）

　　北京科技大学陈俊红教授在“水泥生产用耐火材料成套节能环保新技术新闻发布会”上表示，“鲁中耐材生产的镁铁铝尖晶石砖已经达到世界先进水平，综合性能优越，可以完全替代传统镁铬砖在水泥生产过程中的应用，结合鲁中耐材水泥生产用耐火材料成套节能环保技术，将大幅提升我国水泥工业节能环保水平。”

　　镁铁铝尖晶石砖--改变历史 创造未来

　　据了解，镁铁铝尖晶石砖具有低导热率、耐高温、抗腐蚀等优良特性，可以显着提高窑炉的保温性能，大幅降低筒体温度，降低热损耗，节能效果显着。此外，相比其它产品，镁铁铝尖晶石砖的使用寿命延长了1.5倍，并且具有出色的挂窑皮性能，减少了停窑检修次数，实现了水泥窑炉的稳定、高效运行，对实现节能减排、降本增效意义重大。

　　而事实上，我国镁铁尖晶石砖研究相对较早，但一直未能解决核心难题，严重影响了水泥工业绿色可持续发展进程。

鲁中耐材集团（更多高清图片）

　　2003年3月，鲁中耐火材料有限公司会同北京科技大学正式启动MgO Hercynite材料研究工作。该项目在国家节能、环保政策大背景下，结合鲁中耐材集团技术优势，通过产学研相结合的方式，经过不懈努力，研发成功的镁铁铝尖晶石砖已经可以完全替代目前大量应用的镁铬砖，结束了我国在水泥窑用耐火材料无铬化方面落后欧美国家近二十年的历史。

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 　　在实际运用过程中，镁铁铝尖晶石砖具有传统镁铬砖无法比拟的优越性能。

　　节能方面，镁铁铝尖晶石砖具有良好的荷重软化温度、高温强度、热震稳定性和较好的挂窑皮性能以及低导热性。减少热散失，有效提高三次风温度，提升余热利用率。据了解，2012年10月唐山冀东启新水泥有限公司5000t/d生产线烧成带全部砌筑鲁中耐材生产的镁铁铝尖晶石黄钻，至2013年9月已经平稳运行12个月，目前烧成带筒体最高温度320℃，比国外某镁铁铝尖晶石砖低40℃以上，余热利用率和生产线运行效率显着提升。

鲁中耐材现代化生产车间（更多高清图片）

　　环保方面，传统烧成带使用镁铬砖，Cr3⁺在高温、碱性条件下转变成Cr6⁺，严重危害人体健康。镁铁铝尖晶石砖具有高于传统镁铬砖的综合性能，可以全面替代以往镁铬砖在水泥工业烧成带中的运用，解决长期以来困扰水泥生产的铬污染问题。

　　随着国家对水泥工业节能环保要求的不断加强，推广新型高性能耐火材料将成为水泥工业发展的重点，鲁中耐材年产20万吨镁铁铝尖晶石砖生产基地落成将为该型耐火材料在全国范围内的广泛运用提供有力保障，为国内水泥工业实现节能环保开创崭新未来。

　　耐火材料成套节能技术--科学配置 高效节能

　　众所周知，水泥工业烧成系统内部环境复杂，不同部位对耐火材料的需求不尽相同，因此根据不同的煅烧环境采用符合特殊实际需要的高性能耐火材料显得尤为重要。

　　以预热器、分解炉为例，作为新型干法水泥窑的预分解系统，其主要任务是承担入窑生料的预热和碳酸盐分解。内衬损坏主要是受碱、氯、硫的富集影响，因此，针对使用环境，采用高强耐碱砖才能对窑筒体起到有效的保护作用。

　　鉴于此，鲁中耐材首先提出“水泥生产用耐火材料成套节能环保新技术”，该技术是根据 国家“十二五”规划中节能减排要求，以及中国建筑材料联合会关于“第二代新型干法水泥 工艺”创新研发提出的全新理念，是水泥生产全流程耐火材料产品设计研发、生产配套、砌筑维护的全面解决方案，成功集合了鲁中耐火材料有限公司高端节能环保产品，包括：镁铁铝尖晶石砖、复合砖、全陶瓷预热器内筒、低导热抗剥落砖、低导热耐碱砖等。

水泥生产用耐火材料成套节能环保新技术新闻发布会现场（更多高清图片）

　　据鲁中材研发人员表示，该项技术推广后，可彻底实现水泥生产流程无铬化，水泥熟料能耗降低20 kJ /kg。各级领导及专家一致认为该技术符合国家环保政策，符合水泥生产工艺发展趋势，节能效果显着，应该在行业内大力推广。

　　而据鲁中耐材提供的数据显示，以5000t/d水泥熟料生产线为例，该技术每年将节约标准煤1120吨，同时可以减少耐火材料使用量50吨，并有效降低综合电耗。

　　立足技术进步，推动水泥工业节能环保更高水平发展

　　正如中国水泥协会名誉会长雷前治在“水泥生产用耐火材料成套节能环保新技术新闻发布会”上所说，“推动中国耐火材料行业向国际先进水平发展，需要的不是单一的耐材产品，关键在于通过系统的研发，为水泥工业提供‘一揽子’计划，鲁中耐材在成套节能环保技术方面取得的突破，正式朝着这个方向走出的重要一步。”

　　事实上，作为国内知名水泥用耐火材料企业，鲁中耐材一直以来企业以科技创新为驱动，以节能减排为目标，以回报社会为己任，通过校企联合、成立研究中心等方式，研发了一大批具有自主知识产权、绿色环保的新产品，并逐步实现了产业化生产，获得了建材联合会有关领导专家和省、市领导的高度评价。

鲁中耐材现代化生产车间（更多高清图片）

　　此次，镁铁铝尖晶石砖生产基地的落成，更是标志着我国在水泥生产用耐火材料在节能环保方向迈出了坚实的一步。在国家对水泥节能环保重视程度的不断加强的背景下，以鲁中耐材“水泥生产用耐火材料成套节能环保新技术”为代表的耐火材料节能环保体系，将在水泥工业绿色可持续发展过程中发挥重要的作用。