進入21世紀，耐火材料工業(yè)的新進步和低碳轉型新發(fā)展新要求，主要有以下幾個方面：

　　鋼鐵工業(yè)向低碳轉型發(fā)展

　　進入21世紀后，鋼鐵工業(yè)在發(fā)展中調控調整，在調控調整中不斷發(fā)展壯大。陸續(xù)研發(fā)和采用了鋼鐵前沿技術、節(jié)能環(huán)保技術、人工智能控制技術等。例如，高純凈鋼冶煉技術、緊湊型鋼鐵生產(chǎn)新流程技術、帶鋼連鑄冷軋工藝技術、計算機集成制造系統(tǒng)（CTMS）技術以及“三干、三處理”技術等。技術與裝備水平、品種質量、環(huán)保水平等都有了新的發(fā)展提高。到2010年，2000m3~5000m3級大型高爐約有110座，120t~300t級大型復吹轉爐約有1250座，70t~150t級大型電爐約有45座，薄板坯連鑄連軋機組13套（7套CSP、3套ASP、3套FTSR）。

　　民營鋼企快速發(fā)展，全國粗鋼產(chǎn)量快速增加。1996年全國粗鋼產(chǎn)量超1億噸后，2003年超2億噸，2008年超4億噸，2010年超6億噸，2012年超7億噸，2015年超8億噸。2015年11月份，國家提出了供給側結構性改革，通過京津冀（2+26城市）和汾渭平原霧霾治理、節(jié)能環(huán)保、超低排放、淘汰落后、取締地條鋼、產(chǎn)能置換、退城搬遷、能耗“雙控”等一系列政策措施的推動，鋼鐵產(chǎn)能向沿海遷徙、布局優(yōu)化發(fā)展。我國建成了鞍鋼鲅魚圈、首鋼京唐、寶鋼湛江、山東鋼鐵日照、柳鋼防城港等為代表的具有21世紀國際先進水平的沿?，F(xiàn)代化鋼鐵基地（工廠）或沿海鋼鐵集群。引進建設投產(chǎn)或在建10余條國際先進的超低能耗超低排放的帶鋼無頭軋制技術ESP（日照鋼鐵、福建鼎盛、太行鋼鐵等），薄帶鑄軋技術Castrip（沙鋼），多功能全連續(xù)鑄軋技術QSP-DUE（首鋼京唐世界首條MCCR-DUE產(chǎn)線）等近終形制造技術生產(chǎn)線以及Corex、Finex、Hismelt等非高爐煉鐵新技術。代表世界領先水平的5000m3以上高爐增加至8座，300t以上轉爐達到了14座。鋼鐵工業(yè)開始發(fā)展應用“AI + 5G”的智能制造工藝技術，打造智能夢工廠；沿著“一帶一路”，從過去“引進來、買進來”向“賣出去、到海外建廠、總承包或兼并海外鋼企、到海外建原材料基地”發(fā)展。

　　供給側結構性改革以來，2019年我國粗鋼產(chǎn)量又超9億噸，2020年突破10億噸達10.65億噸，占全球約57%，民營鋼企粗鋼產(chǎn)量占全國近60%，鐵礦石對外依存度高達約80%。鋼鐵行業(yè)開始采取“控產(chǎn)能擴張、促產(chǎn)業(yè)集中、保資源安全”等一系列措施；提升產(chǎn)業(yè)基礎能力和產(chǎn)業(yè)鏈水平，推進產(chǎn)業(yè)國際化進程，推動“國民共進”混合所有制改革，加快企業(yè)間兼并（聯(lián)合）重組。由寶鋼和武鋼戰(zhàn)略重組成立的中國寶武集團先后兼并重組控股了馬鋼、韶鋼、重鋼、八一鋼鐵、太鋼等，目前正在推進兼并重組山東鋼鐵的工作，成為粗鋼產(chǎn)能排名全球第一的鋼企集團。由鞍山鋼鐵與攀鋼戰(zhàn)略重組成立的鞍鋼集團兼并重組控股了本鋼，成為粗鋼產(chǎn)能排名國內第二、全球第三的鋼企集團。

　　自2021年初開始，國家采取嚴格措施對鋼鐵的產(chǎn)能與產(chǎn)量進行雙控，對違規(guī)產(chǎn)能進行清理，確保2021年粗鋼產(chǎn)量同比下降。2021年7月16日，全國碳排放權交易市場正式上線，占全國碳排放40%以上的超2000家發(fā)電企業(yè)作為首批交易主體進入該市場，鋼鐵等重點排放行業(yè)將陸續(xù)納入這個市場。從2010年到2021年上半年，共237家企業(yè)約6.5億噸粗鋼產(chǎn)能已完成或正在實施超低排放改造，到2025年底前，全國力爭80%以上產(chǎn)能完成改造，使能耗、污染物排放量有明顯下降。但是，由于粗鋼產(chǎn)量從2010年的6.27億噸增長到2020年的10.65億噸，鋼鐵行業(yè)CO2的總排放量還在增加，是僅次于電力行業(yè)的能源消耗大戶和CO2排放大戶。耐火材料需求側用戶除鋼鐵行業(yè)外，水泥、玻璃、有色等也都是高耗能、高碳排放的行業(yè)，并且許多都依賴大量進口原材料進行加工生產(chǎn)，這些行業(yè)都是工業(yè)領域碳中和目標的主要發(fā)力點。為了盡早實現(xiàn)碳達峰然后盡快向碳中和目標發(fā)展，鋼鐵行業(yè)成立了“低碳工作推進委員會”和以毛新平院士為主任的“低碳工作專家委員會”。鋼鐵行業(yè)下一步的主要行動可能是：一是繼續(xù)推動實施超低排放改造，進一步降低單位碳排放強度；二是研發(fā)應用減污降碳綠色冶金新工藝新技術（如氫冶金技術和低碳零碳鋼鐵流程再造技術等），以及碳捕獲、利用技術等；三是提高電爐鋼比例，使用綠色可再生能源包括太陽能、風能、氫能等；四是嚴禁新增鋼鐵產(chǎn)能，控制鋼的總產(chǎn)能和總產(chǎn)量。

　　壓減粗鋼的總產(chǎn)能和總產(chǎn)量可能是控制和減少碳的總排放量，進而早日實現(xiàn)碳達峰的重要舉措。從當前的技術發(fā)展看，碳達峰所對應的時間點和碳排放量就是這些高耗能行業(yè)的產(chǎn)量峰值（最高值）年份及其碳排放總量。縮短產(chǎn)量峰值平臺期，早日實現(xiàn)碳達峰，將有助于確保2060年前實現(xiàn)碳中和。鋼鐵制造企業(yè)如果實現(xiàn)碳中和，包括提供耐火材料產(chǎn)品的企業(yè)在內，生產(chǎn)碳中和鋼材的供應鏈、產(chǎn)業(yè)鏈上的每一個環(huán)節(jié)也都要實現(xiàn)碳中和，如果做不到，就要付出成本，例如外購碳指標。耐火材料行業(yè)除自身面臨碳中和目標的要求外，鋼鐵等高溫行業(yè)低碳轉型、實現(xiàn)碳中和目標的發(fā)展過程也將對耐火材料行業(yè)產(chǎn)生重大的影響。

　　21世紀耐火材料工業(yè)取得的新進步

　　進入21世紀后，耐火材料行業(yè)一方面繼續(xù)深化和大力推廣“八五”“九五”期間取得的科技成果；另一方面科研和高校等單位通過申請科技部、國家基金委、“863”計劃等科技項目支持，接續(xù)研發(fā)應用了一批自主產(chǎn)權的新技術、新產(chǎn)品；同時，中國金屬學會耐火材料分會、全國耐火材料標準化技術委員會在推動行業(yè)學術交流、行業(yè)標準化工作等方面發(fā)揮了重要作用。耐火材料專業(yè)高等教育、企業(yè)研發(fā)中心等不斷發(fā)展，科創(chuàng)能力持續(xù)增強。生產(chǎn)裝備大型化、自動化、智能化水平不斷提升，行業(yè)運行質量、節(jié)能環(huán)保效果不斷改善。耐火材料工業(yè)整體水平又有了明顯提高，不斷滿足了鋼鐵等高溫工業(yè)向高質量的發(fā)展。

　　——耐火材料行業(yè)技術水平，科創(chuàng)能力持續(xù)提高。

　　SiAlON（或Si3N4）結合SiC在大型特大型高爐上得到應用，適應了大型高爐“薄壁結構”和高效冷卻壁技術的發(fā)展。2010年后煉鐵高爐開始推廣應用高風溫頂燃式熱風爐，這與耐火材料技術進步密切相關。目前，頂燃式熱風爐爐內中高溫區(qū)域已經(jīng)普遍采用硅磚替代傳統(tǒng)低蠕變高鋁磚，并研制應用了高導熱硅磚。研制的RH等精煉爐用堿性鎂鋁質不燒磚、轉爐滑板擋渣出鋼技術用優(yōu)質滑板和機構、低碳的鎂碳和鋁鎂碳磚、水泥窯燒成帶掛渣皮（窯皮）鎂鐵燒成磚、煉銅轉爐爐襯用能夠形成渣皮保護的鉻剛玉磚、煤氣化爐用低鉻剛玉磚以及新型納米結合保溫隔熱材料等得到了普遍推廣應用。為了適應潔凈鋼冶煉生產(chǎn)技術發(fā)展需要，無碳、低碳（或低碳無Al2O3成分）的堿性鎂質材料應用范圍和使用比例不斷提高。低能耗的不定形、不燒或低溫處理的產(chǎn)品所占比例達到70%以上。包括用后耐火材料在內的二次固廢資源的應用研究深度和范圍不斷提高和擴大，鋼鐵行業(yè)用后耐火材料已近100%得到回收利用。研究提出并不斷完善了梯度理論、自反應燒結、原位反應、自保護和“渣皮理論”等。推動了耐火材料工業(yè)的技術進步和向低碳（CO2）低能耗、資源綜合利用的發(fā)展。

　　耐火材料專業(yè)高等教育和企業(yè)研發(fā)基地（中心）不斷發(fā)展壯大。武漢科技大學、西安建筑科技大學、遼寧科技大學、鄭州大學和北京科技大學等5所高等院校有耐火材料專業(yè)本碩博三個層次的高等教育，其他許多高校如洛陽理工學院、河南科技大學、濟南大學、東北大學、天津大學等的材料工程學院也不斷地為耐火材料行業(yè)輸送本科生、研究生；包括洛陽耐火材料研究院的耐火材料國家工程研究中心、先進耐火材料國家重點實驗室在內的涵蓋耐火材料的國家級的重點實驗室、工程研究（技術）中心已達10余個，省級各類企業(yè)中心（技術中心、工程中心、工程技術中心等）多達近80個；前后有企業(yè)院士工作站近10個、企業(yè)博士后研發(fā)基地10余個。耐火材料行業(yè)的高等教育、人才培養(yǎng)、研發(fā)平臺等都得到了大的發(fā)展，科創(chuàng)能力持續(xù)提高。

　　——企業(yè)隊伍不斷壯大，形成了許多領頭企業(yè)。

　　基于“八五”“九五”耐火材料科技成果，2000年后，許多來自科研院所、國企的專業(yè)技術與管理人員（包括退休人員）陸續(xù)“下?！鞭k廠創(chuàng)業(yè)或加盟到民企，或民間資本與高校合作創(chuàng)辦企業(yè)，或一個民企又“裂變”為多個民企，逐步形成了包括耐火原料、產(chǎn)品的加工制造、設備、窯爐、檢測儀器、自動控制、軟件應用等門類較為齊全的耐火材料產(chǎn)業(yè)鏈。民企發(fā)展快速，數(shù)量不斷增加，水平不斷提高，成為我國耐火材料行業(yè)的主力軍，但是也帶來了產(chǎn)能、產(chǎn)量過剩，企業(yè)小、散、多，集中度低，無序競爭等嚴重問題。2006年，承擔建材行業(yè)“八五”“九五”耐火材料科技攻關主要任務的中國建材院耐火所組建成立的瑞泰科技在深交所掛牌上市；同年，以科技成果陶瓷纖維等系列節(jié)能纖維產(chǎn)品為主業(yè)的魯陽股份于深交所掛牌上市；濮耐股份和北京利爾先后于2008年、2010年在深交所掛牌上市；國內合成樹脂領頭企業(yè)圣泉集團于2021年7月份在上交所上市。中鋼洛耐院有限公司和中鋼耐火公司合并重組并增資擴股后成立的中鋼洛耐科技股份有限公司，于2020年底開始沖刺科創(chuàng)板上市；山東耐材、浙江紅鷹、浙江自立、海城后英等與科研院所、高等院校密切合作、發(fā)展壯大。這些公司、集團已經(jīng)發(fā)展成為行業(yè)領頭、國際上有一定知名度的耐火材料企業(yè)。寶武集團正在或可能將對其旗下的武鋼耐火、馬鋼耐火、太鋼耐火、山東耐火等公司以及托管的中鋼集團中鋼洛耐科技公司進行優(yōu)化重組整合。例如通過對瑞泰科技（含湘鋼耐火公司等）和武鋼耐火公司、馬鋼耐火公司進行資產(chǎn)重組等控股瑞泰科技。優(yōu)化重組整合后，這些國有耐火企業(yè)在新發(fā)展階段將發(fā)揮重要的行業(yè)引領作用。

　　——耐火材料行業(yè)的裝備自動化、智能化、管理現(xiàn)代化、綠色制造水平不斷提高。

　　伴隨著《中國制造2025》計劃的實施，兩化融合不斷深入，耐火材料行業(yè)的自動化水平、智能化水平、環(huán)保水平等又有了大的發(fā)展。以改擴建后的洛陽利爾耐火材料公司為例，從原料分配、稱料、混料、布料系統(tǒng)到加料、成型、取碼磚、傳送、燒成、倉儲、檢測等實現(xiàn)了全線自動化甚至智能化操作，通過采用集散控制系統(tǒng)（DCS-Distributed Contorl System），建立了工廠DCS管控中心。ERP、MES等管理系統(tǒng)得到推廣并開始應用機器人、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等新一代技術。已有多家耐火材料企業(yè)進入綠色工廠行列。我國耐火材料行業(yè)向裝備自動化、智能化、管理現(xiàn)代化、綠色工廠發(fā)展轉變。勞動效率、產(chǎn)品質量、工作環(huán)境、環(huán)保水平等，今非昔比，都有了較大的提高和改善。

　　——耐火材料噸鋼消耗大幅度下降。

　　耐火材料噸鋼消耗從改革開放初期的35kg~40 kg降到1990年代末期的25kg~30kg，再降到2021年初的13kg~14kg，預計到“十四五”末或“十五五”初將降到約9kg的國際領先水平。主要有以下4個方面的原因：

　　一是鋼鐵工業(yè)不斷采用國際先進的大型化的工藝技術與裝備，以及現(xiàn)代化智能化的緊湊式制造流程技術。

　　二是耐火材料行業(yè)與鋼鐵工業(yè)同步發(fā)展；耐火材料的品種質量達到國際先進水平，不定形材料所占比例和二次資源的應用比例不斷提高。

　　三是普遍推廣使用了先進高效低耗技術。例如高通鐵量鐵溝自流澆注料和修補技術、鋼包內襯整體澆注和套澆技術、轉爐濺渣護爐和滑板擋渣出鋼技術、長壽命搗打（料）技術、連鑄中間包定徑水口（或浸入式水口）快速更換和中間包長壽技術、渣皮保護長壽技術等。

　　四是耐火材料承包制。2010年至今，鋼鐵企業(yè)普遍采用了耐火材料承包制，獨具我國特色。專業(yè)的事交給專業(yè)的人辦，包括鐵溝、鐵包、轉爐、鋼包、精煉爐、中包等所有涉及消耗耐火材料的全部設施，從設計、生產(chǎn)供貨、倉儲到現(xiàn)場的砌筑、冷熱維修、拆除、用后耐材處置、溫度監(jiān)控、壽命在線管控甚至行車調運等，“能包盡包”，甚至高爐、熱風爐等的大修、基建也進行承包。作為供給側的耐火材料承包企業(yè)與需求側用戶的融合度越來越高，承包制也徹底改變了以往粗放式的耐火材料的使用方式。耐火材料的使用評價權由過去用戶掌控，變?yōu)椤拔遥ㄉa(chǎn)）的產(chǎn)品我負責（整體使用、維護、改進等）”。結算方式從過去“賣磚”（按噸耐火材料多少錢賣給鋼企）轉變?yōu)椤?span style="">賣鐵水、賣鋼水”（按噸鋼或噸鐵多少錢與鋼企結算）。由于集中度低，競爭日趨激烈，基本是低價中標，逼迫耐火材料承包商依靠科技進步，精打細算，以最少的耐火材料消耗達到最高的使用壽命，安全地多產(chǎn)鐵、多產(chǎn)鋼，從而多結算。

　　雙碳目標下，耐火材料行業(yè)的低碳轉型新發(fā)展新要求

　　縱觀全國耐火材料的產(chǎn)量發(fā)展，從1949年的約7.4萬噸逐步增長，到2011年產(chǎn)量達到峰值2949.69萬噸，2012年、2013年兩年為峰值平臺期，2014年下降到約2800萬噸，2017年為近年來最低約為2300萬噸，近3年在2400萬噸左右波動。扣除基建用和出口等外，國內消耗性耐火材料的總量總體上從2011年開始呈逐年下降趨勢。2020年鋼鐵行業(yè)消耗性耐火材料的總量已經(jīng)下降到約1400萬噸，加上水泥、玻璃、陶瓷、有色、煤化工等行業(yè)消耗的耐火材料的總量共計約為2000萬噸。可以認為，我國耐火材料行業(yè)整體上于2011年就實現(xiàn)了碳達峰。近十年來，需求側行業(yè)（鋼鐵、水泥、有色等）的產(chǎn)量快速增長，但消耗的耐火材料總量不增反降，說明我國耐火材料行業(yè)進步明顯。

　　盡管耐火材料行業(yè)整體上于2011年實現(xiàn)了碳達峰，但是就某一個企業(yè)而言，尤其是通過擴建或重組等規(guī)模越來越大的企業(yè)，能源消耗和CO2排放的總量可能還在增長，碳達峰尚未實現(xiàn)。因此，一是行業(yè)要繼續(xù)努力，向低碳轉型發(fā)展，力爭在2060年前更早地實現(xiàn)行業(yè)的碳中和目標。具體是哪一年實現(xiàn)，如何實現(xiàn)，對應的耐火材料產(chǎn)量大概是多少等問題，需要全行業(yè)深入研究，盡快制定出碳中和目標的時間表、路線圖、施工圖，并為之努力奮斗；二是相關企業(yè)應該盡快研究提出本企業(yè)的碳達峰、碳中和目標發(fā)展計劃。

　　耐火材料是隨著鋼鐵等高溫行業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。鋼鐵、水泥、玻璃、陶瓷、有色、煤化工等高耗能高碳排放行業(yè)是耐火材料行業(yè)需求側的主要用戶，也是工業(yè)領域碳中和目標的主要發(fā)力點。這些行業(yè)低碳轉型發(fā)展、一直到實現(xiàn)碳中和目標、然后進入零碳發(fā)展階段，這個過程和耐火材料行業(yè)本身實現(xiàn)碳中和目標的要求，將對耐火材料行業(yè)的新發(fā)展產(chǎn)生重大影響，可能帶來一場產(chǎn)業(yè)技術革命性變革。以鋼鐵行業(yè)為例，壓減粗鋼的總產(chǎn)能和總產(chǎn)量并提高電爐鋼的比例可能是最終實現(xiàn)碳中和目標的重要舉措，同時將采用低碳冶金新技術等。一是粗鋼總產(chǎn)量可能逐步下降并提高電爐短流程產(chǎn)鋼比例、降低高爐長流程產(chǎn)鋼比例，消耗的耐火材料總量將隨之大幅度減少。二是國家嚴控“兩高”項目，基建用耐火材料將大幅度降低；三是低碳綠色冶金新技術等將對耐火材料提出新要求；四是鋼鐵行業(yè)實現(xiàn)碳中和的過程中，可能將對耐火材料總包工序不斷提出低碳排放的要求，或將優(yōu)先選擇低碳強度的耐火材料產(chǎn)品，并要求提供產(chǎn)品的碳排放強度指標等。此外，國家有可能征收高耗能高碳排放產(chǎn)品的出口碳附加稅，限制高耗能高碳排放產(chǎn)品的出口，同時國外如歐盟等提出將從2026年開始對進口產(chǎn)品征收碳關稅。因此，為了適應和滿足新發(fā)展階段的新發(fā)展要求，耐火材料行業(yè)應繼續(xù)深化供給側結構性改革，并采取以下具體措施：淘汰落后工藝技術裝備、控產(chǎn)能和減產(chǎn)量、提高集中度、節(jié)能環(huán)保、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局、協(xié)同研發(fā)應用低碳零碳制造創(chuàng)新技術、制定低碳零碳產(chǎn)品標準等。

　　結束語

　　在紀念鐘香崇先生誕辰100周年之際，我們緬懷鐘香崇先生為我國耐火材料工業(yè)做出的突出貢獻。通過以鐘香崇先生為代表的幾代耐火人的不斷努力奮斗，我國耐火材料工業(yè)取得了長足發(fā)展：從新中國成立后至改革開放前的緊跟鋼鐵工業(yè)發(fā)展步伐的自主開發(fā)，到從改革開放后至21世紀初的跟隨鋼鐵等高溫工業(yè)的引進消化吸收，全部實現(xiàn)國產(chǎn)化并開始大量出口，形成了獨具我國耐火資源特色的耐火材料工業(yè)體系，發(fā)展到進入21世紀后逐漸與鋼鐵等高溫工業(yè)同步發(fā)展，能夠自主開發(fā)出國際先進的耐火材料新工藝、新技術、新原料、新產(chǎn)品，全國耐火材料產(chǎn)量占全球約65%，成為全球第一生產(chǎn)和出口大國，并開始到海外進行總包或建原料和產(chǎn)品生產(chǎn)基地。現(xiàn)在，我國耐火材料工業(yè)進入了高質量發(fā)展的新發(fā)展階段，在國際上舉足輕重，為我國鋼鐵等高溫工業(yè)的發(fā)展做出了貢獻，為我國實現(xiàn)第一個百年目標做出了貢獻。

　　今后，我們要繼承和發(fā)揚鐘香崇先生等老一輩的初心精神，立足新發(fā)展階段，貫徹新發(fā)展理念，構建新發(fā)展格局，繼續(xù)努力，“一茬接著一茬干，一棒接著一棒跑”，加快構建并形成綠色、低碳、循環(huán)、智能的高質量耐火材料產(chǎn)業(yè)體系和生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈，不斷適應和滿足新發(fā)展階段的新發(fā)展要求，在2060年前早日實現(xiàn)碳中和目標，開創(chuàng)耐火材料工業(yè)高質量發(fā)展的新局面。（李庭壽 王澤田）

　　《中國冶金報》（10月28日7版頭條）