浅析碳中和时代下耐火材料的发展方向！

前言

耐火材料工业自新中国成立起，经历了恢复、初期、较快、高速发展四个时期，已经有70余年，实现了从无到有，从小到大，到如今自给自足，在部分领域甚至超过发达国家的发展。耐火材料行业作为钢铁、水泥、玻璃的上游企业，碳中和背景下，耐材产品对于下游高耗能、高排放企业的节能减排方面将发挥重要作用，碳中和下随着国家政策支持，行业绿色发展也将进入快车道。

1、环境保护势在必行

近年来，全球变暖加剧了气候系统的不稳定性导致世界各地大范围出现暴雨、洪涝、干旱、台风、高温热浪、寒潮、沙尘暴等极端天气气候事件频繁发生。人类的生存环境受到了极大的威胁，越来越多的国际社会组织也在不断的呼吁全人类共同携手行动，守护我们赖以生存的家园。

钢铁工业是能源消耗大户,同时,钢铁冶炼流程中废弃物的产生和排放对环境的影响也日益严重。我国是世界钢铁生产大国,钢铁工业的生产量一直居世界之首,随着钢产量的不断增长,不仅耗费大量的能源还产生了大量的污染,我国面临着能源、环境的挑战,因此,开展节能降耗势在必行。

2、耐火材料行业的现状

根据世界耐火材料的应用行业分类，耐火材料70%用于钢铁冶炼，17%用于建材行业，4%用于化工行业，3%用于有色金属行业。耐火材料行业作为钢铁、水泥、玻璃的上游企业，碳中和背景下，耐材产品对于下游高耗能、高排放企业的节能减排方面将发挥重要作用。

耐火材料的主要应用领域为钢铁行业，且在钢铁生产过程中更新频率较高，因此耐火材料的使用量与钢铁产量高度相关。2019年我国耐材产量243万吨，约占全球产量的 66%;2019年我国耐材市场容量2069亿元，约占全球市场容量的57%，我国已成为全球规模最大的耐材制造和消费国。

根据世界钢铁协会统计数据，截至 2021年4月中国粗钢产量为 9790 万吨，同比提高 13.4%，但是在碳中和背景下国内压缩粗钢产量屡次被政策提及，假设下半年钢铁限产将导致产量下降，但因受制于钢材价格上涨，预计限产幅度有限，换个角度看，微弱的负增长对于总量存量规模来讲已经意义不大，只是一个边际贡献，因此出现钢材产量放缓对于行业来讲是意义有限;同时叠加国内短流程电炉炼钢的耐材需求增长，预计2021年及2022 年市场规模将维持在1000亿左右。

3、耐火材料绿色化发展的方向

上世纪九十年代，华西科技集团、美国TRE、北科大等联合成立炼铁高炉长寿一体化新技术国际联盟，开始研究高炉内衬用不定形耐火材料，在行业内率先提出“塑性成型，反应增强”的绿色环保新工艺材料设计理念，有效解决了传统定形氧化物材料脆性及强度与热震稳定性之间的矛盾关系。

华西科技集团在行业内率先进行绿色创新发展技术革命，成为行业内碳减排先行者和践行者，着力打造耐火材料绿色制造体系，完成绿色智慧化工厂建设，大力投入研发绿色产品，推广绿色节能技术等，将具有绿色产品自主知识产权的新材料、新技术、新方案积极推广应用于高能耗的下游钢铁行业。

华西科技集团生产的不定形耐火材料交货过程中无需烧制，能够以较低温度处理，符合低碳环保的生产理念。按照每吨耐火材料烧制成本的标准煤耗300kg计算，不定形耐火材料根据目前的占比可以提高5-15个百分点，煤耗和能源节能效果也有了显著的改善。

表1不定形耐火材料产量提高后的节能效果统计表

这种耐火材料具有传统各类耐火砖不可比拟的优点：

(1) 节约能源。因免除高耗能的烧成工序，仅需成型、干燥和烘烤，能耗为烧成耐火砖的5～6%。

(2) 生产效率高。其生产效率是定形耐火砖的4至9倍。

(3)施工效率高。不定形耐火材料施工效率是砌砖的6至15倍。

(4)可任意造型。可制整体异型炉衬，又可用于快速修补窑炉，提高其寿命和作业率。

(5)适宜各类高温工程。

采用特种优质材料可配制出具有良好抗热抗震、抵抗有害气体和熔渣侵蚀、抗剥落及耐热保温的砌体材料。近年来华西科技集团研发的第四代塞隆刚玉耐火浇注料，使用温度已高达1800℃以上。新型不定形耐火材料以其优异性能进入耐火材料的所有应用领域，特别是在钢铁产业得到了广泛应用。

在十四五期间，华西科技集团积极响应国家政策，开启了新一轮的技术革新，科研队伍强大，人才储备多，创新成果显著，部分技术已达国际先进水平。未来将继续坚持创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，走创新驱动、智能制造和绿色发展道路，提升化产品质量，提高节能环保水平，提高绿色制造水平，着力追求长寿化、功能化、轻量化、智能化、绿色化的新型耐火材料，解决基础材料产品同质化、低值化，环境负荷重、能源效率低、资源瓶颈制约等重大共性问题，全面实施“绿色耐材战略”，向智能化，绿色化方向迈进，为我国早日实现碳达峰、碳中和这一宏伟目标作出应有贡献!

4、结语

随着碳中和背景下，全球钢铁行业冶炼技术从长流程转换为短流程，以及随着氢能冶炼等技术的成熟及运用，必然也将促使相适应的新型绿色耐材需求增长。对中国来说，碳中和“30/60”目标将是未来40年最大、最确定的趋势之一，这必然会是一场广泛而深刻的经济社会变革，它既意味着能源生产、能源消费的革命，也是一次各行各业全面升级换代的机会。耐火材料行业市场容量小，但属于高温工业生产必不可少的原料，只有通过智能制造提高生产效率，优化产品质量，同时绿色低碳发展，提高节能环保水平，提高绿色制造水平，优化产业结构，优化品种结构，规范市场秩序，促进行业由规模效益向创新效益转变，努力实现我国耐火材料工业高质量发展目标。