冯运生：发展绿色耐材 为水泥行业转型升级服务

通达耐火技术股份有限公司董事长 冯运生

　　温总理在十一届全国人大五次会议所作的《政府工作报告》中明确指出水泥行业要“控制增量，优化存量，推动企业兼并重组，提高产业集中度和规模效益”。报告精神为我国水泥行业未来发展指明了方向。针对当前水泥行业产能过剩的现状，中国建筑材料联合会会同中国水泥协会发出了“认真落实政府工作报告精神，坚决遏制水泥新增产能，加快水泥转型升级的倡议书”。我们作为为水泥行业提供配套服务的企业也应积极响应政府工作报告精神和倡议书的内容，参与到“遏制水泥新增产能，加快水泥转型升级大讨论”中来，用大力走水泥窑用耐火材料绿色发展之路，为加快水泥行业转型升级提供服务保障。

　　一、耐火材料发展要满足水泥工业精细化管理需要

　　水泥工业同质化竞争日趋激励，要想在激烈的市场竞争中立于不败之地，必须加强供应保障，在管理上下功夫，严格控制成本费用，推进精细化管理是必然的选择。

　　耐火材料直接影响窑炉的运转，水泥企业对耐火材料的要求也越来越高，更加注重耐材质量和服务，传统的以价格为重观念逐渐转变，目前大集团都更加关注高性价比。围绕行业倡导和市场需求，耐材行业发展方向也开始转型，从单一生产型企业逐渐转变为综合服务性企业、解决方案式企业，对耐材的产品质量和服务质量更加重视。通过优化耐火材料质量和配置延长其使用寿命，可以大大提高水泥生产线的运转率，降低水泥企业的生产成本，为其创造价值。

　　（一）水泥窑的运转率与耐火材料的使用寿命密切关联。1995年《水泥窑用耐火材料使用规程》（试行）提出窑内烧成带为6个月、过渡带12个月。在实际使用过程中，烧成带一般为6至10个月（平均约8个月），当烧成带≥10个月、上过渡带≥12个月时，窑的运转率将大幅提高。这意味着4年可减少1次大修，一般大修停窑15天，则提高运转率3.75天/年。

　　（二）耐火材料质量的优化，有利于提高生产线熟料的产量。按2011年全国年产预分解窑熟料11.82亿吨计算（每天平均生产324万吨熟料），若生产线熟料平均产量增加1%，年可多生产1200万吨熟料，年节约139万吨标煤，减少 CO₂排放350万吨。按2011年熟料与水泥比率估算，可增产1900万吨水泥，按水泥均价360元/吨估算，总价值约69亿。

　　（三）耐火材料的质量优化和使用寿命延长，有效节约水泥工厂耐火材料使用费用。据不完全统计，目前我国水泥窑用耐火材料吨熟料消耗平均水平为0.4kg～0.45 kg，先进水平为0.3kg。以烧成带所使用的碱性砖为例，若全国的预分解窑生产线的烧成带碱性砖延长2个月的使用时间，年节约9～10亿元，其余各类型的耐火材料约3～4亿元，总计约12亿元左右。

　　（四）耐火材料的质量优化，有利于提高熟料强度。水泥工业计划在“十二五”期间将P.O42.5及以上产品比例，从“十一五”的25%提高到50%以上，熟料强度提升至关重要。一般说来，熟料强度与熟料中C3S含量有关，在同一台窑同一原燃料生产条件下，当熟料煅烧温度每提高4.5℃，则熟料中C3S含量增加1%，强度同向增长提升。而提高熟料煅烧温度的关键之一，是改善窑内耐火砖使用性能，通过提高熟料煅烧温度（可提高10℃以上），进而提高熟料C3S含量及熟料强度。

　　二、耐火材料服务要满足水泥工业节能减排、技术升级的需要

　　中国建筑材料联合会制定的《建材工业主要产业“十二五”技术研发与创新的目标、技术途径、支撑条件与措施》提出，2015年水泥科技目标要实现――新一代新型干法水泥工业5500～6000t/d生产线的熟料生产热耗小于650kcal/kg.Cl，水泥窑耐火材料实现无铬化， SO₂、NO_X排放达到国际先进标准，燃煤替代率达到30%以上等。在支撑这些目标实现的途径上，耐火材料大有可为。

　　一是大幅降低热损失。在满足工况需求条件下，在现有材料基础上，通过引入介孔技术，在耐火材料内部形成纳米级或微米级微孔，降低耐火材料自身的导热系数，以降低筒体散热损失。同时，通过耐火材料衬里结构优化设计，采用防烟气渗透结构，从而降低筒体散热损失；通过优化施工方案，细化施工规范，减少施工缝隙，亦可有效降低筒体散热损失。目前预分解窑生产线的筒体散热损失大致在50～70kcal/kg熟料，若全国平均减少筒体散热损失2～3kcal/kg熟料，按2011年熟料产量计算，年节约33～50万吨标煤，并可减少上万吨的CO₂排放。

　　二是提升熟料质量利用混合材。耐火材料质量的提高，可提高生产线熟料的产量、质量，从而为利用混合材拓宽了空间，通过增加混合材的掺加量，有效减少熟料磨制水泥的掺加率。在混合材多掺1～2%时，按2011年预分解窑熟料11.82亿吨估算，磨制水泥时，年可多掺600万吨～1200万吨的矿渣、粉煤灰等工业废渣，一方面消纳了工业废渣，另一方面还节约了水泥熟料。这样年节约燃料近百万吨标煤，减少CO₂排放数百万吨。此外，还降低了水泥生产成本，有利于提高水泥工业的经济效益和可持续发展能力。[Page]

　　三、耐材技术进步要满足水泥工业绿色发展的需要

　　（一）推广“无铬化”环保绿色耐材

　　传统镁铬砖在窑内碱作用下，稳定的三价Cr转化为氧化能力极强且易溶于水的六价Cr，从人体的皮肤、呼吸系统和神经系统侵入，会造成人体鼻、肝、胃和内分泌腺慢性中毒，对健康危害严重。从上世纪80年代起，发达国家制定了一系列环保、卫生以及水泥成份的限制值，德国和欧盟规定饮用水中的六价Cr含量≤0.05mg/L、河流≤0.3mg/L。目前，镁铬砖在国内一些大型水泥集团部分生产线上已停止使用，但由于镁铬砖具有挂窑皮与价格等优势，仍有相当数量生产线在使用，预计在50%以上。若完全替代镁铬砖，按2011年我国预分解窑熟料生产总量计算，将防止水污染约37亿m³。

　　目前国内水泥窑用耐材的“无铬化”，已取得丰硕技术成果和良好社会效益。比如，通达耐火研制的水泥窑高温带用无铬方镁石复合尖晶石砖，与烧成带、过渡带无铬产品共同构成整窑配套“无铬化”体系。其MgO-Al₂O₃-Fe₂O₃系复合尖晶石结构赋予材料优异的高韧性、挂窑皮能力以及出色的对碱、硫、氯、熟料相等抗化学侵蚀性能，在5000t/d水泥窑上使用效果明显超过镁铬砖，广泛应用平均寿命比传统镁铬砖提高30%以上。对传统耐火材料逐渐更新换代取代，将显着提升社会效益，创造环境价值。

　　（二）适应推进水泥窑协同处置废弃物

　　工信部鼓励水泥企业协同处置污泥、工业废物和城市生活垃圾，环保部也逐步推进，广泛试点和示范。在向环保型企业转变的过程中，普遍采用协同处置模式，即利用水泥生产过程的特殊高温环境，同步处置废弃物。处置过程不能影响水泥厂正常生产，也不能影响水泥熟料质量，否则会造成更大的能源和资源浪费。因协同处置具有安全、无害化、一站式、资源化的特点，已成为新型干法水泥产业向绿色环保型产业发展的独特竞争优势。以通达耐火为代表的耐材龙头企业，较早介入这一领域，通过升级的材料和优化的衬里安装，充分适应水泥窑协同处置废弃物运行，满足碱、硫、氯等化合物对衬里的化学侵蚀的技术需求，圆满保障窑系统安全稳定运行。传统水泥生产线的协同利废，打造了城市发展的净化器、助推器。

　　（三）深化推进耐火系统服务

　　在倡导大力发展生产性服务业的今天，也须加快对高温行业窑炉耐火材料产业链的优化，即“点对点服务”向“链对链服务”转变。通过创新服务模式，将传统的产品服务拓展延伸至集方案设计、产品研发、精品制造、工程实施、长期维保和诊断咨询于一体的系统服务，以个性化、集约化、快速响应的整体服务方案解决水泥企业的系统化需要，推动整窑耐材寿命的同步化，减少窑炉启停的次数，提升窑炉的运转率，从而降低运行成本和碳排放。以“通达·耐火系统”为代表的全价值链耐材综合服务提供者，其“一站式”服务通过市场检验和滚动提升，已成为满足高温行业系统服务需求、实现降本增效的重要支撑，具有显着社会效益。

　　这些年来，在中国建材联合会的引领下，通过行业上下游的协同努力、不断创新，水泥工业在行业技术升级、集约生产和节能降耗方面取得了长足进步。同时，在行业转型升级的道路上，水泥与装备行业仍然任重道远。广大耐火材料企业，要坚持走发展先进生产力之路，以高温行业需要为导向、用绿色耐材服务低碳水泥，推进技术创新、系统服务和协同发展，全心全意为大型水泥窑的安全、稳定、长周期运行，为水泥企业的节能减排和不断发展提供支持和服务，通过价值创造为水泥行业可持续发展而不懈努力，不断为更好服务水泥行业转型发展做出新贡献。