前言
耐火材料工業(yè)自新中國成立起，經(jīng)歷了恢復(fù)、初期、較快、高速發(fā)展四個時期，已經(jīng)有70余年，實現(xiàn)了從無到有，從小到大，到如今自給自足，在部分領(lǐng)域甚至超過發(fā)達(dá)國家的發(fā)展。耐火材料行業(yè)作為鋼鐵、水泥、玻璃的上游企業(yè)，碳中和背景下，耐材產(chǎn)品對于下游高耗能、高排放企業(yè)的節(jié)能減排方面將發(fā)揮重要作用，碳中和下隨著國家政策支持，行業(yè)綠色發(fā)展也將進(jìn)入快車道。
關(guān)鍵詞：耐火材料 碳中和 鋼鐵 綠色
1、環(huán)境保護勢在必行
近年來，全球變暖加劇了氣候系統(tǒng)的不穩(wěn)定性導(dǎo)致世界各地大范圍出現(xiàn)暴雨、洪澇、干旱、臺風(fēng)、高溫?zé)崂?、寒潮、沙塵暴等極端天氣氣候事件頻繁發(fā)生。人類的生存環(huán)境受到了極大的威脅，越來越多的國際社會組織也在不斷的呼吁全人類共同攜手行動，守護我們賴以生存的家園。
鋼鐵工業(yè)是能源消耗大戶,同時,鋼鐵冶煉流程中廢棄物的產(chǎn)生和排放對環(huán)境的影響也日益嚴(yán)重。我國是世界鋼鐵生產(chǎn)大國,鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)量一直居世界之首,隨著鋼產(chǎn)量的不斷增長,不僅耗費大量的能源還產(chǎn)生了大量的污染,我國面臨著能源、環(huán)境的挑戰(zhàn),因此,開展節(jié)能降耗勢在必行。
2、耐火材料行業(yè)的現(xiàn)狀
根據(jù)世界耐火材料的應(yīng)用行業(yè)分類，耐火材料70%用于鋼鐵冶煉，17%用于建材行業(yè)，4%用于化工行業(yè)，3%用于有色金屬行業(yè)。耐火材料行業(yè)作為鋼鐵、水泥、玻璃的上游企業(yè)，碳中和背景下，耐材產(chǎn)品對于下游高耗能、高排放企業(yè)的節(jié)能減排方面將發(fā)揮重要作用。
耐火材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域為鋼鐵行業(yè)，且在鋼鐵生產(chǎn)過程中更新頻率較高，因此耐火材料的使用量與鋼鐵產(chǎn)量高度相關(guān)。2019年我國耐材產(chǎn)量243萬噸，約占全球產(chǎn)量的 66%；2019年我國耐材市場容量2069億元，約占全球市場容量的57%，我國已成為全球規(guī)模最大的耐材制造和消費國。
根據(jù)世界鋼鐵協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至 2021年4月中國粗鋼產(chǎn)量為 9790 萬噸，同比提高 13.4%，但是在碳中和背景下國內(nèi)壓縮粗鋼產(chǎn)量屢次被政策提及，假設(shè)下半年鋼鐵限產(chǎn)將導(dǎo)致產(chǎn)量下降，但因受制于鋼材價格上漲，預(yù)計限產(chǎn)幅度有限，換個角度看，微弱的負(fù)增長對于總量存量規(guī)模來講已經(jīng)意義不大，只是一個邊際貢獻(xiàn)，因此出現(xiàn)鋼材產(chǎn)量放緩對于行業(yè)來講是意義有限；同時疊加國內(nèi)短流程電爐煉鋼的耐材需求增長，預(yù)計2021年及2022 年市場規(guī)模將維持在1000億左右。
3、耐火材料綠色化發(fā)展的方向
上世紀(jì)九十年代，華西科技集團、美國TRE、北科大等聯(lián)合成立煉鐵高爐長壽一體化新技術(shù)國際聯(lián)盟，開始研究高爐內(nèi)襯用不定形耐火材料，在行業(yè)內(nèi)率先提出“塑性成型，反應(yīng)增強”的綠色環(huán)保新工藝材料設(shè)計理念，有效解決了傳統(tǒng)定形氧化物材料脆性及強度與熱震穩(wěn)定性之間的矛盾關(guān)系。
華西科技集團在行業(yè)內(nèi)率先進(jìn)行綠色創(chuàng)新發(fā)展技術(shù)革命，成為行業(yè)內(nèi)碳減排先行者和踐行者，著力打造耐火材料綠色制造體系，完成綠色智慧化工廠建設(shè)，大力投入研發(fā)綠色產(chǎn)品，推廣綠色節(jié)能技術(shù)等，將具有綠色產(chǎn)品自主知識產(chǎn)權(quán)的新材料、新技術(shù)、新方案積極推廣應(yīng)用于高能耗的下游鋼鐵行業(yè)。
華西科技集團生產(chǎn)的不定形耐火材料交貨過程中無需燒制，能夠以較低溫度處理，符合低碳環(huán)保的生產(chǎn)理念。按照每噸耐火材料燒制成本的標(biāo)準(zhǔn)煤耗300kg計算，不定形耐火材料根據(jù)目前的占比可以提高5-15個百分點，煤耗和能源節(jié)能效果也有了顯著的改善。
表1不定形耐火材料產(chǎn)量提高后的節(jié)能效果統(tǒng)計表
這種耐火材料具有傳統(tǒng)各類耐火磚不可比擬的優(yōu)點：
(1) 節(jié)約能源。因免除高耗能的燒成工序，僅需成型、干燥和烘烤，能耗為燒成耐火磚的5～6%。
(2) 生產(chǎn)效率高。其生產(chǎn)效率是定形耐火磚的4至9倍。
(3)施工效率高。不定形耐火材料施工效率是砌磚的6至15倍。
(4)可任意造型?？芍普w異型爐襯，又可用于快速修補窯爐，提高其壽命和作業(yè)率。
(5)適宜各類高溫工程。
采用特種優(yōu)質(zhì)材料可配制出具有良好抗熱抗震、抵抗有害氣體和熔渣侵蝕、抗剝落及耐熱保溫的砌體材料。近年來華西科技集團研發(fā)的第四代塞隆剛玉耐火澆注料，使用溫度已高達(dá)1800℃以上。新型不定形耐火材料以其優(yōu)異性能進(jìn)入耐火材料的所有應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在鋼鐵產(chǎn)業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。
在十四五期間，華西科技集團積極響應(yīng)國家政策，開啟了新一輪的技術(shù)革新，科研隊伍強大，人才儲備多，創(chuàng)新成果顯著，部分技術(shù)已達(dá)國際先進(jìn)水平。未來將繼續(xù)堅持創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，走創(chuàng)新驅(qū)動、智能制造和綠色發(fā)展道路，提升化產(chǎn)品質(zhì)量，提高節(jié)能環(huán)保水平，提高綠色制造水平，著力追求長壽化、功能化、輕量化、智能化、綠色化的新型耐火材料，解決基礎(chǔ)材料產(chǎn)品同質(zhì)化、低值化，環(huán)境負(fù)荷重、能源效率低、資源瓶頸制約等重大共性問題，全面實施“綠色耐材戰(zhàn)略”，向智能化，綠色化方向邁進(jìn)，為我國早日實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和這一宏偉目標(biāo)作出應(yīng)有貢獻(xiàn)！
4、結(jié)語
隨著碳中和背景下，全球鋼鐵行業(yè)冶煉技術(shù)從長流程轉(zhuǎn)換為短流程，以及隨著氫能冶煉等技術(shù)的成熟及運用，必然也將促使相適應(yīng)的新型綠色耐材需求增長。對中國來說，碳中和“30/60”目標(biāo)將是未來40年最大、最確定的趨勢之一，這必然會是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會變革，它既意味著能源生產(chǎn)、能源消費的革命，也是一次各行各業(yè)全面升級換代的機會。耐火材料行業(yè)市場容量小，但屬于高溫工業(yè)生產(chǎn)必不可少的原料，只有通過智能制造提高生產(chǎn)效率，優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，同時綠色低碳發(fā)展，提高節(jié)能環(huán)保水平，提高綠色制造水平，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化品種結(jié)構(gòu)，規(guī)范市場秩序，促進(jìn)行業(yè)由規(guī)模效益向創(chuàng)新效益轉(zhuǎn)變，努力實現(xiàn)我國耐火材料工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展目標(biāo)。
