经济下行时中国耐火材料行业发展的思考

一、前言

耐火材料是我国原材料工业的重要基础和支撑材料，钢铁、有色、建材、石化、环保、电力等高温工业新工艺、新技术的实施、产品结构调整、节能降耗等均需要耐火材料的支撑，耐火材料对我国高温工业的发展起着重不可或缺、不可替代的作用，是我国高温领域重要的战略性材料。过去三十年我国耐火材料随着高温工业的发展取得了前所未有的成绩，已成为世界第一耐火材料生产和消费大国。然而回顾过去三十多年，耐火材料发展所走的路基本上以拼消耗、拼能耗、以牺牲生态环境为代价的不可持续之路，造成了我国优势耐火原料资源危机、矿产资源地生态破坏和环境污染；耐火材料产品结构中能耗高、资源消耗量大的产品占大多数，高端产品特别是节能环保、功能性材料等比重低市场份额较少，品种质量均有进一步提升的空间。

当前宏观经济环境和发展态势对耐火材料行业市场环境的影响极为不利。经济增长放缓首先影响到上游，矿业包括耐火原料将有可能出现探低，兼并重组将迎来高潮，矿业结构将面临新一轮深度调整。钢铁、有色等行业市场需求疲软，行业亏损面大，行业生存发展面临新的挑战。经济下滑的逻辑链已经波及到耐火材料行业，耐火材料行业的发展不可能再有过去发展的黄金时段；面对不利的宏观经济环境和所服务高温行业发展的颓势，以及由此引起的对新技术、新工艺和产品结构调整的需求，耐火材料行业的发展和产业结构调整迎来诸多、困难、挑战和战略发展机遇。

二、当前耐火材料行业发展中存在的问题

欧盟等发达国家对耐火材料的发展非常重视。欧盟除依靠市场优化配置资源外，重点支持钢厂、高等院校和科研院所联合进行钢铁行业新工艺、新技术、新产品开发及节能降耗减排所需新型耐火材料的开发和应用基础研究；日本不定形、结构功能型、节能型等先进耐火材料的应用比例达到75%以上，资源和能源消耗型耐火材料主要从中国进口，其用后耐火材料的二次资源化比例达到80%以上，而且日本耐火材料产业集中度高，前两大耐火材料企业在日本市场的占有率达到71%，日本前两大钢铁企业均持有他们的股份，产研用结合非常紧密；美国能源部设有专门的耐火材料研究团队。

与发达国家耐火材料行业的发展相比，当前存在影响我国耐火材料行业发展的诸多问题。一是耐火原料资源开采缺少科学合理规划、过度开采和不科学开采、深加工装备落后、环境保护投入少，原材料质量一致性差，大量低价出口，资源综合利用率较低，造成本已稀缺的资源浪费严重。二是无论耐火原料或是耐火材料制品均存在产业集中度过低，产能过剩严重。据专家推测，中国钢铁的年峰值需求在7亿~9亿吨钢。据此，钢铁行业对耐火材料的峰值总需求应不超过1500吨，加之建材、有色、石化、电力、环保等行业的需求，今后中国每年对耐火材料的总需求量应在2300万吨~2500万吨，而目前耐火材料的产能远远大于2500万吨，生产企业超过3000家。三是多种因素叠加使耐火材料产品成本攀升，加之耐火材料企业众多市场竞争激烈，耐火材料产品售价很低，有的产品成本和销价倒挂，企业亏损或微利，产业链上下游两极分化，致使企业无力进行科技投入或技术改造。四是行业知识产权保护不到位，企业创新投入高，风险高，科技投入在市场上得不到应有的回报，严重挫伤了行业科技创新的积极性和原动力。耐火材料行业与其他工业企业相比，科技创新投入相对较低，政府科技创新的投入也主要集中到建材、钢铁、新型无机非金属材料等方向。科技创新对耐火材料行业发展的支撑作用下降，同时资源、能源、环境也已成为耐火材料行业科学发展的制约瓶颈。

因此，我国必须加快耐火原料、材料的科学发展规划、做好产业布局规划和产品结构调整规划，支持行业科技创新、淘汰落后产能，降低能源和资源消耗，支撑我国高温工业发展的基础材料耐火材料的科学可持续发展。

三、耐火材料行业今后发展

随着当前国内外经济复苏或增长缓慢，耐火材料的主要用户行业经济持续下行，钢铁企业的价格竞争今后更加惨烈，这势必将低价传导到耐火材料企业，从而进一步影响到耐火原料企业。因此，耐火材料行业无论是原料生产或是产品生产将面对更加困难的经济环境。同时也应该看到，耐火材料行业也将迎来难得的行业整合、科技创新驱动的产业结构调整的难得机遇。今后，将是我国耐火材料行业提高产业集中度，实现由大到强、在科技创新和综合竞争力上进入世界前列的绝佳发展机遇。因为我们具备许多良好的条件：（1）耐火原料资源较为丰富，特别是菱镁矿和石墨；（2）拥有较强大的产业基础和较好的科技条件；（3）拥有巨大的内需市场，需求是发展的最为强大的动力；（4）拥有世界上最多的耐火材料科技人才和人才教育培养体系；（5）在以往的发展中我们在自主创新方面已取得了显著的成绩。因此，我们有理由对中国耐火材料的未来发展充满信心。

在加快转变经济发展方式，走集约式、可持续、人与自然和谐发展模式的前提下，到2020年，我国耐火材料行业的任务和目标应该为切实提高产业集中度，科学合理规划天然耐火原料资源的开采和配置，合理布局产业分布；优化产品结构，实现耐火材料产品制造的绿色和节能，节能耐火材料、功能智能化耐火材料及不定形耐火材料的使用比例到达70%以上，高温工业新工艺、新技术、新产品开发及节能减排所需新型耐火材料达到自给，用后耐火材料二次资源化比例达70%；行业科技创新能力显著增强，应用技术和应用基础研究水平显著提升，耐火材料行业发展走上创新驱动的轨道，实现世界生产大国向技术强国的转变。

为此，我们需要在以下几个方面做出转变。

1、由依靠资源粗放发展向科学规划、创新驱动的可持续发展转变

1.1   制定主要耐火原料资源开采发展规划，合理开采与配置，提升耐火原料开采的技术装备水平，提高资源的综合使用率，保证资源的可靠供应，提高可持续发展能力；

1.2   高度重视新工艺、新技术的应用，提高原料质量的一致性和均一性，加强高附加值化耐火原料的开发和市场化运作；

1.3   提高耐火原料生产用装备水平，优化工艺，尽可能减少人为因素对质量的影响，同时兼顾节约资源、降低能源消耗；

1.4   加快耐火材料制品的产品结构的调整，高度重视科技创新、科研成果的产业化和市场化；

1.5   提高产品质量的一致性和均一性，提升为用户服务的技术能力，实现产品的高附加值化。

2、由粗放经济向循环、绿色经济转变

企业应高度重视耐火材料生产过程的物质流、能量流和信息流的管理和优化配置，加强耐火材料生产过程的物质和能量的高效利用和循坏利用；以降低成本为核心，加强生产过程工序的优化、物流环节的精细化管理等；从结构成本考虑，由于劳动力成本的不断攀升，今后大规模使用人工不划算，这不仅仅是从降低成本而言，从控制质量的均一性、减少人为因素的影响考虑更为重要，因此提高整个行业装备的自动化水平尤为迫切，而且未来应高度重视耐火材料制造的数字化发展。

高度重视节能环保，发展耐火材料（原料）的绿色制造。制定强制性政策，淘汰落后产能；采用新型数字化控制的节能型高温窑炉，推进行业节能减排降耗；加大新技术、新原料和再生资源在耐火材料设计和制造过程的应用，开发节能和环保新工艺、新品种，减少或替代对环境污染的材料，推动行业环保和职业健康水平提高。

3、由扩张经营向稳健（收缩）经营转变

经济下行市场颓势时，企业应注重资产的配置，应向以提升为用户技术服务能力的轻资产发展，控制固定资产和三项资产增长以减少资金占用，控制风险。耐火材料企业应凝聚共识采取减少产量等措施保市场，提信心，以改善行业宏观经济环境，稳住市场价格，这是要点。然而，我国耐火材料企业众多，规模小，中国的耐火材料企业没有一家进入世界同行业前十位。如此众多的中小企业致使产业集中度过低，面对市场需求低迷，每一家企业均不愿意为别的企业腾出市场空间，失去客户，导致恶性竞争，低价销售，同时又要经受资源价格和人工成本高涨，环境压力增大的严峻挑战，使企业利润跌至历史低点甚至行业亏损，无法从战略层次或长远可持续发展的高度考虑问题，整个行业发展发展面临的资源、能源和环境约束日益严重。

4、由分散经营向集约经营转变，提高产业集中度

制定符合我国耐火材料产业发展方向的行业准入标准。从能耗、环保、装备水平、科技创新能力等方面制定限制性政策，提高耐火原料、耐火材料行业的准入门槛，不再新建耐火材料（原料）企业，包括外资企业。以市场为核心，以产品互补或产业链整合和重塑为原则，从税收、资源配置等方面制定鼓励和引导性政策，鼓励优势企业以资本、股权置换、技术要素等方式跨地区兼并重组，优化布局，提高产业集中度，培育在全球有影响力的具有核心竞争力的大型企业，提高我国耐火材料行业的话语权，改善中国耐火材料企业在全球产业链上的分工；对行业科技创新能力强、具有较大规模和行业影响力的企业给与资源配置等方面的支持，扶优扶强，培育行业知名品牌。

5、创新商业模式提升为用户服务的能力

以技术为核心的增值服务将成为提高市场份额和获取利润的主要发展方向。加强与用户的紧密合作，注重应用基础研究和应用技术研究，用户购买的不仅是产品，更是通过产品获得技术服务，从而实现为用户提供以技术为核心的增值服务。

在制度层面、产权形态上，与用户紧密合作，如日本新日铁控股黑崎播磨，围绕下游用户新技术、新工艺和新产品的开发需求，研发适应的耐火材料新产品、新技术和服务，真正形成用户需求驱动的耐火材料科技创新发展。

四、耐火材料行业科技创新

科技创新是加快转变耐火材料行业发展方式的重要支撑，资源节约、环境友好型发展是耐火材料是今后努力的重点。为此，必须加大对行业科技创新的投入力度，促进产品结构调整。科技创新需结合我国高温工业新技术、新工艺、产品结构调整、节能降耗减排及循环经济发展的需要，以及我国新材料发展规划，构建先进耐火材料体系，促进行业科学可持续发展。

科技创新首先离不开体制机制创新。今年七月召开的全国科技创新大会进一步明确了企业为科技创新的主体地位，强化知识产权保护，完善和切实落实科技创新的各项政策，提高产业界科技创新积极性。这为耐火材料行业企业加强科技创新、增加研发和科技投入创造了较好的政策环境。科技创新资源分为制度、政策、项目、资金和人才五个方面。行业应积极整合这五个方面的资源，以制度和市场为导向，充分发挥行业各类国家级科技创新平台的作用，发挥好耐火材料产业技术创新联盟的作用，提高科技创新的效率和效率，推动行业科技进步和产业结构调整。

高效、功能化、智能化、节能、环保为内涵的先进耐火材料及工程技术为今后耐火材料产品结构调整的方向，以应用技术为核心提升产品附加值和为用户服务能力为耐火材料行业商业模式创新的方向。

 4.1 加强高温工业窑炉用先进节能材料的开发和以材料为核心的成套节能工程技术的集成研究

随着能源价格的不断上涨，提高工业窑炉的能源效率，不仅节约能源，而且可以大大减少CO2、NOx等温室气体排放。炉衬材料及其施工工程是高温工业窑炉提高能源使用效率、实现节能减排的关键技术之一。在此方面隔热节能型耐火材料可以发挥更大的作用。除目前1400oC以下广泛使用的Al2O3-SiO2系纤维及其制品，在更高温度下使用氧化铝、氧化锆空心球制品外，今后应加快推进尺寸可调制微／纳米孔节能材料的开发和工程化，开发Al2O3、ZrO2质高温晶体纤维及其制品，高性能薄壁氧化铝、氧化锆空心球制品，以及以上述材料和高效燃烧技术为核心的节能窑炉整套工程技术集成，从环境保护和减少职业伤害考虑，应加快生态环保型纤维成果的应用和市场化推广。

依据能源选择，高温窑炉可分为两大类：化石燃料加热和电力加热。对燃料高温窑炉而言，高温空气燃烧技术对实现提高能效、节能减排非常重要。在日本，约170个高温窑炉采用了高温空气燃烧技术，CO2减排30%，NOx减少50%左右。高温空气燃烧技术的关键在于预热蓄热技术，研究开发高温蓄热工程技术和高性能蓄热、节能耐火材料至关重要。

4.2 先进功能性耐火材料的开发和工程化技术

含碳耐火材料是钢铁冶金流程中的重要耐火材料，但随着洁净钢冶炼、高附加值钢品种的开发以及新型高效连铸等现代冶金技术的发展，高碳含量对保证钢液洁净度、提高服役寿命等方面都存在局限性，需要研发新一代无碳或低碳复合高性能功能耐火材料。低碳超低碳功能性耐火材料的开发，需要打破传统材料设计研发观念，根据使用性能研发新型结合剂、开发具有自修复功能的防氧化剂以保证微量碳元素发挥重要作用、采用含有目标元素的陶瓷先驱体等新的设计理念改善材料的微观结构，保证材料抗热震性并提高抗侵蚀性。薄带连铸为新一代节能高效近终型连铸技术，该技术的关键技术之一为陶瓷侧封板，开发无碳高性能陶瓷复合材料以推动该技术的工业化应用。为满足洁净钢生产、高品质大型钢铸造和铝合金铸造的需要开发新型陶瓷过滤器以减少港或铸件中夹杂物。

4.3 高温智能型耐火材料材料的研发和工程化技术

耐火材料与智能型半导体材料如温度感应性电子陶瓷、示踪材料等的复合，有望开发出智能化高温工程材料，以推进耐火材料应用的减量化，并提高耐火材料高温应用的安全性。高温智能型耐火材料的开发需要与热电转换材料和技术、热电装置、高温测厚技术等相结合，形成整套集成技术，在线检测耐火材料衬的剩余厚度，在接近安全厚度极限时对耐火材料衬里进行修补或更换，这样不仅保证高温作业的安全性，同时可减少耐火材料不必要的更换，节约耐火材料的使用。

4.4 加强以耐火材料应用技术为核心的应用基础研究

为提高高温冶炼容器的服役寿命，减少耐火材料的使用量，应着重研究针对服役环境和工艺参数下耐火材料的组成设计和结构设计，采用数值模拟分析高温容器中应力场、温度场分布，优化耐火材料配置方案或结构设计，减少热应力集中或耐火材料的使用量等；采用高温模拟研究耐火材料在动态金属熔体、渣液、气氛等作用下的渣蚀、渗透、热剥落等）的蚀损过程和蚀损机理，研究设计新型材料；采用数值模拟优化功能耐火材料的结构设计，以获得最佳钢液流场分布等获最佳冶炼效果等。

4.5 进一步注重耐火材料的组成、结构设计和新技术开发

随着耐火原料资源的逐渐短缺、用后耐火材料的资源化开发和先进陶瓷技术进步如纳米粉体、陶瓷先驱体、新型结合剂等，需要注重耐火材料的组成和微观结构设计和优化，先进陶瓷新工艺的采用，可以开发出更高性能、更多种类的先进耐火材料以满足不同类型高温工业炉使用的需求。纳米粉体可以优化材料的微观结构，陶瓷先驱体的采用可以获得纤维或晶须增强材料，这有利于新型先进耐火材料的开发和材料性能的改善提高。

4.6 用后耐火材料的资源化再利用研究

今年国家七部门《废物资源化科技工程“十二五”专项规划》提出，到2015年，我国废物资源化产值将达到2万亿元。废物资源化产业作为节能环保产业中日渐升温的板块，在政策的力挺下有望步入发展快车道。废物资源化已经成为有效缓解战略资源短缺矛盾的重要途径。与世界主要发达国家相比，我国用后耐火材料资源化仍处于资源大循环产业链的低端，且再利用产品附加值低，利用规模与水平有很大的提升空间，迫切需要技术创新大幅度提升综合利用率与资源产出水平，减少不可再生矿物资源的使用，保障耐火原料资源供给安全。

五、结语

资源、环境日益成为制约我国耐火材料行业发展的瓶颈，经济增长缓慢或下行使目前行业发展面临诸多的困难和挑战，耐火材料行业应该勇于接受挑战，解决行业发展中自身的产业集中低、产品结构不合理、科技创新能力不强等问题，抓住难得的产业结构调整的机遇，发展以高效、功能化、智能化、节能、环保为内涵的先进耐火材料，走创新驱动、集约高效、资源节约、节能环保的可持续发展之路。