耐火材料行业要走创新驱动节能环保的可持续发展之路 付试卷

耐火材料行业要走创新驱动节能环保的可持续发展之路

耐火材料行业具备许多良好的条件：一是耐火原料资源较为丰富，特别是菱镁矿和石墨；二是拥有较强大的产业基础和较好的科技条件；三是拥有巨大的内需市场，需求是发展的最为强大的动力；四是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；五是在以往的发展中，耐火材料行业在自主创新方面已取得了显著的成绩。因此，中国耐火材料的未来发展仍是充满动力和值得期待的。

新形势面临新任务

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，我国耐火材料行业有了新的任务和目标：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。

五大转变促进行业发展

笔者认为，为了实现上述目标，我国耐火材料行业需要在以下几个方面做出转变：

一是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。

笔者建议：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。

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。

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。

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

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。二是由粗放经济向循环、绿色经济转变。

对于耐火材料企业来说，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、循环利用；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，这不仅仅是对降低成本而言，而且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，提高整个行业的装备自动化水平显得尤为迫切，而且未来应高度重视耐火材料制造的数字化发展。

此外，还应高度重视节能环保，发展耐火材料（原料）的绿色制造。如制定强制性政策，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中的应用，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的提高。

三是由扩张经营向稳健（收缩）经营转变。

当经济下行市场出现颓势时，耐材企业应注重资产的配置，向以提升为用户提供技术服务能力为目的的轻资产发展，控制固定资产和三项资产增长以达到减少资金占用、控制风险的目的。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，这是一项重点工作。然而，我国耐火材料企业数目众多，规模小，目前还没有一家企业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。在

市场需求低迷时，每家企业均不愿意失去市场空间，丢掉客户，这样就容易导致恶性竞争、低价销售的问题出现。同时，企业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，使耐材企业利润跌至历史低点甚至出现亏损，无法从战略层次或长远可持续发展的高度考虑问题，整个行业发展面临的资源、能源和环境约束将日益严重。

四是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对于规范行业发展将起到良好的作用。笔者建议，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。同时，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。此外，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建议给予资源配置等方面的支持，扶优扶强，培育行业知名品牌。

五是创新商业模式，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。耐材企业应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，使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，耐材企业应加强与用户之间的紧密合作。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，提供良好的服务，真正形成用户需求驱动的耐火材料科技创新发展。这种模式是值得中国耐材企业学习和借鉴的。

当前，在资源、环境日益成为制约我国耐火材料行业发展的“瓶颈”，经济和市场发展形势发生变化的情况下，耐火材料行业的发展之路面临着多重考验和挑战。坚定信心，勇敢应对，耐火材料行业应该及早准备，主动出击，积极转型，解决行业发展中自身产业集中低、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，从而更好地为高温行业的发展作出贡献。

一、填空（20分，每题3分）

1 耐火材料的性能主要取决于其＿＿＿＿组成和＿＿＿＿组成；

2 耐火材料的热膨胀、热导率是指其＿＿学方面的物理性质，一般情况下，晶体结构对称性愈强，热膨胀率愈＿＿，晶体结构愈复杂，热导率愈＿＿；

3 为了使硅砖中大量形成鳞石英，通常采用的矿化剂有＿＿＿＿、＿＿＿＿。

4 相同气孔率的条件下，气孔大而集中的耐火材料绝热效果＿＿于气孔小而均匀的耐火材料；

5天然产的无水硅酸铝原料“三石”是指＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿，其加热膨胀效应最大的是＿＿＿＿＿＿；

6 赛隆（Sialon）是＿＿＿＿与＿＿＿＿在高温下形成的一类固溶体；

7 铝碳质制品主要应用于连铸系统的“三大件”，也即＿＿＿＿、＿＿＿＿和＿＿＿＿；

8 主晶相是指决定耐火材料性质的主要矿相，镁砖的主晶相是＿＿＿＿＿＿，镁铝砖（Al2O35-10%）的主晶相是＿＿＿＿＿＿；

9 不定形耐火材料通常是指原料经混合后不需机压＿＿＿＿和高温＿＿＿＿的散状料和预制块。根据美国材料测试标准，普通水泥结合浇注料CaO含量或水泥加入量为＿＿＿＿＿＿%，低水泥结合浇注料CaO含量或水泥加入量为＿＿＿＿＿＿%，超低水泥结合浇注料CaO含量或水泥加入量为＿＿＿＿＿＿%，无水泥结合浇注料CaO含量或水泥加入量为＿＿＿＿＿＿%；

10白云石耐火材料按化学组成分有高钙白云石、＿＿＿＿白云石和富镁白云石之分，它们抵抗富硅渣侵蚀能力的顺序：＿＿＿＿＿＿＞＿＿＿＿＿＿＞＿＿＿＿＿＿，抵抗富铁渣侵蚀能力的顺序：＿＿＿＿＿＞＿＿＿＿＿＞＿＿＿＿＿。

二、问答题（80分，任选4题，每题20分）

1、耐火度、荷重软化温度、高温蠕变是衡量耐火材料高温性能的主要指标。试叙述它们在定义上的异同点，并选择其中一种说明其影响因素。

2、试标出Al2O3-SiO2二元系相图不同区域的相组成，并在横坐标下方标出硅砖、叶腊石砖、粘土砖、硅线石砖、莫来石砖、一等高铝砖、特等高铝砖和刚玉砖中五种砖主要化学组成所处的大致位置。

Al2O3-SiO2二元系相平衡图

3、镁铝尖晶石是目前耐火材料中用量较大的复杂氧化物合成原料之一。试叙述镁铝尖晶石合成料的分类及其主要生产工艺。

4、不定形耐火材料因具有工艺简单、性能良好、节能和劳动强度低等特点，目前已占我国耐火材料50%以上。请问不定形耐火材料的结合剂主要有哪些？各举一例。

5、随着低碳钢、超低碳钢需求的增长，低碳镁碳砖是耐火材料的发展方向之一。但镁碳砖的碳含量低后，抗热震稳定性和抗渣渗透性变差。试从材料的组成、结构上进行设计，说明如何提高低碳镁碳砖的性能。

6、耐火材料主要是为冶金、建材、化工、国防等高温工业服务的基础材料，随着环境友好、节约能源和资源的高效与再生利用，对耐火材料提出了更高的要求。试选择其中任何方面介绍你的认识。