中国耐火材料行业发展状况与未来展望

李永全 彭婷

中国耐火材料行业协会 北京100730

2011—2020年，特别是党的十八大以来，我国钢铁、水泥、玻璃等行业供给侧结构性改革深入推进，对耐火材料行业提出更多、更高的服务要求。耐火材料行业奋发有为，在高质量发展方面迈出了坚实的步伐，助力钢铁等高温工业的发展，行业自身的发展格局和全产业链也在变化。在当前复杂多变的国内外经济形势以及新冠疫情影响的大背景下，行业在进步的同时，也累积了许多较难解决的问题，凸显发展瓶颈，这些都给我国耐火材料行业的进一步发展提出了挑战。在本文中，回顾了耐火材料行业2011—2020年，特别是“十三五”期间的发展成就，并就行业未来十年高质量发展进行了探讨。

1 耐火材料行业近十年的成就

改革开放以来，中国耐火材料实现了跨越式发展，年产量从1980年的380万t快速增长至2010年的2 543万t，跃居世界首位，中国成为耐火材料生产和消费大国。2010年以来，我国耐火材料产量一直约为2 545万t（见图1），耐火材料行业从粗放式的产量快速增长期进入了产量小幅增长和品种结构优化的平台期。耐火材料行业主动适应并服务于钢铁等高温工业的大发展，促进并实现了我国耐火材料行业根本性的转变，耐火材料自给率基本达到100%［1］。

图1 1980年以来我国耐火材料产量及吨钢耐火材料消耗情况

2011—2020年，吨钢耐火材料消耗大幅减少，从2011年的26 kg降至2020年的14．0 kg（见图1）。这不仅体现了钢铁行业技术的进步，更体现了耐火材料行业整体水平和服务能力的进步。

我国耐火材料行业在世界耐火材料行业中影响力不断提高。中国已成为世界耐火材料的制造中心、消费中心和贸易中心。2020年中国耐火材料产量约2 478万t，约占世界总量的65%；而同期欧美、日本、印度耐火材料三个产区的总产量仅700多万t，远低于中国的产量。我国耐火材料产品在国际市场的竞争力逐渐增强，市场遍及东南亚、北美洲、南美洲、欧盟、俄罗斯等约150个国家和地区。从图2出口耐火材料制品总量趋势图可以看出，自2011年以来，虽然耐火材料制品出口量变化不大，为150万～200万t，但平均出口价格在迅速提升，表明出口产品结构在优化。遗憾的是，我国耐火材料企业到海外投资建厂的企业还不多，其中，濮耐股份国际化经营方面走在耐材同行业的前列，但国际化水平仍有待进一步提升。

总结2011—2020年期间行业的进步，主要体现在以下几个方面：

图2 2011—2020年中国耐火材料制品出口量变化

1．1 行业规范与发展提速

规范条件是2011—2020年期间促进耐火材料行业进步的重要因素之一。2014年工业和信息化部出台了《关于促进耐火材料产业健康可持续发展的若干意见》和《耐火材料行业规范条件》（2014年本），首次在国家层面将耐火材料作为一个行业，推进生产线规范条件管理［2］。工信部先后三个批次对136条生产线进行了规范公告，其中，耐火原料生产线14条，耐火制品生产线122条，约占全国耐火制品总产能的21．3%。耐火材料行业规范条件的实施，有力地引导了行业的健康发展。

“十三五”期间国家层面还陆续公布了《建材工业发展规范（2016—2020年）》《产业结构调整指导目录（2019年本）》《产业关键共性技术发展指南（2017）》《建材工业智能制造数字转型行动计划（2021—2023年）》等国家层面相关政策。耐火材料作为高温工业的重要支撑产业，高质量发展已成为政府主管部门和行业的共识。各耐火材料主产区地方政府也纷纷出台耐火材料行业相关文件和行动计划，引导地方耐火材料企业优化产业结构，提质增效，推动产业转型升级，加快兼并重组步伐，促进了耐火材料行业从高速发展到高质量发展的转变［3］。

2018年以来，耐火材料企业和耐材主产区政府认真贯彻习近平总书记关于“培育一批‘专精特新’中小企业、提升中小企业创新能力”的重要指示精神，积极组织耐火材料企业参与工信部培育“专精特新”活动，造就了一批“专业化、精细化、特色化、新颖化”的中小企业。截止到2022年第一季度末，耐火材料行业共有27家企业被评为“专精特新”企业，更多企业在申报和创办中。“专精特新”活动也有力地促进了耐火材料行业的进步。

1．2 科技进步与智能制造

在耐火材料产量和品种满足了高温工业高速增长的同时，工艺制造技术、装备水平及应用技术水平显著提高，企业创新能力也进一步增强［4］。企业开发出多项关键技术和创新成果，逐步缩小了我国耐火材料整体技术水平与国际先进水平的差距，部分已达到国际先进水平［5］。

一批高水平的研发平台开始发挥科技创新作用。截止到“十三五”末，由我国耐火材料企业建立的院士工作站8个、博士后研发基地11个，由国家发展改革委等五部委认定的国家级企业技术中心6个，各企业建立了省级企业技术中心42个、省级工程研究中心和工程技术研究中心35个。“十三五”期间，耐火材料全行业共申请专利8 812项，国内耐火材料专业高校及科研机构，承担国家级项目81项，获省部级及以上奖励70项，发表SCI论文367篇。

“十三五”期间，多项创新成果获得省部级科技奖项，其中，由中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司等完成的“冶金功能耐火材料关键服役性能协同提升技术及在精炼连铸中的应用”荣获国家技术发明二等奖。在RH精炼炉用无铬耐火材料、大型焦炉用节能新材料、水泥窑关键部位用耐火材料、有色冶炼关键部位用耐火材料等方面也产生了一系列创新成果。

同时，耐火材料科技的进步也在一定程度上促进了行业智能制造水平的提高，自动化、智能化水平取得了新突破。围绕“中国制造2025”发展战略目标，耐火材料行业在“十三五”期间加大了制造过程的自动化、智能化进程，取得了明显成效，建成了一批具有示范带动作用的智能工厂、数字工厂。以瑞泰马钢为代表的业内一批重点耐火材料企业，将智能制造技术、自动信息化技术引入高温材料生产线和工厂管理环节，智能制造水平不断提升，如智能仓储、AGV智能物料车、全自动压机、码垛机器人、在线自动检测设备等在业内得到广泛应用；利用工业云平台和大数据，行业的制造水平取得了较大的提升。

1．3 节能环保与绿色发展

“十三五”期间耐火材料行业经历了最严苛的环保风暴洗礼。按照国务院强化源头防控，实施专项治理，实行全程管控的部署，全行业坚持把节能减排和环保治理摆在发展的重要位置，响应政府号召，积极实施环保治理措施。2018年中国耐火材料行业协会组织制订的《耐火材料工业大气污染物排放标准》团体标准，推动了各地的节能减排，绿色生产。

工业和信息化部发布了《工业和信息化部办公厅关于开展绿色制造体系建设的通知》，打造出第一批绿色制造先进典型。目前，全行业共有20家企业获评国家级绿色工厂，如瑞泰科技、濮耐股份、北京利尔、浙江自立、山东耐材、唐山国亮等企业。

生态环境部发布了《重污染天气重点行业应急减排措施制定技术指南（2020年修订版）》的相关要求，从政策上鼓励企业建立健全完善环保节能管理体系，限制或禁止环保技术水平不达标的企业进行生产。中国耐火材料行业协会牵头业内同行参与了指南的修订和实施工作。目前，业内已有5家规模较大的企业通过了A级管控评定，29家B级管控评定，20家绩效引领性企业。

国家推进碳达峰、碳中和战略是耐火材料行业贯彻新发展理念，努力构建新发展格局的重大战略机遇。2021年5月，中国耐火材料行业协会组织业内相关企业和专家，制订了《中国耐火材料生产企业温室气体排放核算方法》团体标准，这是推进碳减排的一项基础性工作。该标准已于2021年12月29日发布，2022年3月31日实施。在此基础上，协会完成了工信部下达《中国耐火材料行业碳达峰路径研究》课题，并按行业标准，试算了2011—2020年行业的二氧化碳排放量。图3示出了我国耐火材料制品二氧化碳综合排放量的试算结果。结果表明，从2011到2020的十年间，得益于行业的整体水平进步，我国耐火材料行业的碳排放量正在稳步下降。

图3 耐火材料制品二氧化碳综合排放量变化

碳达峰、碳中和战略的推进，在促进耐火材料企业转型升级的同时，进一步加强耐火材料企业与钢铁企业之间的联系。耐火材料企业不仅考虑制造过程中自身的碳排放问题，还要考虑如何降低钢铁生产过程中的碳排放，并积极把握碳减排带来的发展机遇，与下游行业积极互动，相互支撑。

1．4 资源开发与综合利用

菱镁矿是碱性耐火材料的主要矿物原料，我国已探明菱镁矿储量占世界总储量的28．85%，居世界首位，主要分布在辽宁、山东等地区，约95%的菱镁矿用于耐火材料的生产。2017年以来，辽宁嘉晨、海城后英、海鸣矿业等企业建成了以浮选为前道工序的高纯镁砂生产线，促进了低品位菱镁矿的综合利用。目前国内菱镁矿年度原矿开采量达2 000多t，原矿浮选线年产能已达到1 600万t，极大地促进了资源的综合利用。

2011—2020年，其他镁质资源的综合利用在业内也取得长足进步。西部镁业等公司从盐湖卤水中提取氯化镁，并生产一部分镁质耐火材料。西藏卡玛多地区隐晶质菱镁矿品质好，高镁（w（MgO）＞98%）、低硅、低铝、低铁是很好的镁质资源。濮耐股份于2011年开始开发西藏卡玛多地区高纯隐晶质菱镁矿，2020年5月30号青海濮耐年产12万t高密度高纯氧化镁项目投产。

高铝矾土是生产铝硅质耐火材料的主要矿物原料，在我国优质铝矾土资源匮乏的态势下，铝矾土企业生产技术不断创新，利用低品位铝土矿生产高品质的铝矾土熟料，不断提高铝土矿资源的综合利用率。低品位铝矾土选矿技术在“十三五”期间实现长足进步，现有山西道尔铝业公司的百万吨级别的工厂进入商业化运行。高铝料均化技术在“十三五”期间在山西省得到更多的推广应用，在高铝熟料市场上形成了与天然熟料同台竞争的一个大宗原料品种，有力地促进了高铝质耐火材料的可持续发展［6］。

随着高温工业生产工艺的革新，为满足苛刻条件下耐火材料的应用要求，尖晶石、莫来石、碳化物、氮化物、硼化物等大量人工合成的耐火原料得到广泛应用。人工合成的耐火原料质量稳定，性能优异，提高了耐火材料产品的性能与使用寿命。同时，在材料合成过程中提高了天然原料、废旧耐火材料等固体废弃物的利用率，经济效益和环境效益显著。

1．5 产业布局得到了优化，产业集中度进一步提升

近年来国家一系列规范发展、环保政策、行动计划等方针政策的实施，加速了耐火材料主产区落后产能及环保未达标企业的淘汰和优化，促进了耐火材料产业布局的调整优化。目前，基本形成了辽宁营口、鞍山，河南郑州、洛阳，山东淄博，江苏宜兴，浙江湖州，山西孝义、阳泉，河北唐山等耐火材料主产区。其中，河南省耐火材料总产量约占全国45%，河南、辽宁、山东三省产量约占全国总产量的70%，行业布局总体较为合理，品种结构分布与地域资源条件基本一致。

2011—2020年，也是耐火材料行业龙头企业较快发展的十年，行业产业集中度进一步提升。图4展示了行业产业集中度的变化情况。可以看出，2011年，耐火材料行业的集中度约为6%，到“十三五”末的2020年，行业的集中度达到20%，比2011年提高10多个百分点。在排名前10的企业中，瑞泰科技、濮耐股份、北京利尔、鲁阳节能4家上市企业2020年的销售收入，与其上市时水平相比，平均年增长幅度均达到25%以上。2022年6月，中钢洛耐在上交所科创板成功上市，相信会更加有力推动行业产业集中度的提升，促进行业的健康发展。

图4 2011年至2020年耐火材料行业产业集中度

2 近十年耐火材料行业持续助力钢铁行业发展

2．1 耐火材料行业支撑钢铁行业转型

从需求结构看，我国钢铁行业约占耐火材料总需求量的65%，是耐火材料的最大客户。同时，耐火材料也有力支撑了钢铁行业的发展与进步。

20世纪70年代和80年代，我国炼钢工艺由平炉向转炉、模铸向连铸工艺转变，促成了钢铁工业的技术变革，耐火材料工业在这一转型中发挥了关键作用。1978年，国家决定建设宝山钢铁总厂，成套技术装备从日本引进。在宝钢的建厂方案中，国家前瞻性地提出了与之配套的28项耐火材料原料和制品攻关项目，并作为重点工程同步安排建设。宝钢工程引进耐火材料技术的消化、吸收、创新，是耐火材料支撑钢铁工业发展的典型案例。

在我国钢产量从2016年的1亿t水平发展到现在的＞10亿t的过程中，耐火材料完全实现了国产化。铁沟用Al2O3-SiC-C浇注料从20世纪90年代的8万～10万t通铁量提升至现在的20万t通铁量，我国企业自行研发和生产的转炉镁碳质炉衬、复吹转炉透气元件，使转炉炉龄达到约10 000炉，满足大型转炉低碳冶炼需求。国内开发的氮化硅结合碳化硅砖、国产连铸三大件、透气元件功能材料、不锈钢精炼用镁钙砖等耐火材料，为钢铁工业的进步做出了重要贡献。2011—2020年，吨钢耐火材料消耗水平不断降低，为钢铁行业的快速发展做出了巨大的贡献。

2．2 耐火材料助力钢铁行业创新发展

“十二五”期间，耐火材料行业科技进步成果显著。企业科研创新能力得到加强，创新投入强度逐渐增大，组建了一批具有较高水平的研发平台和创新团队，企业普遍建立了产学研相结合的创新体系，加快了科研成果的产业化。“十二五”期间重要的研发创新成果有：洁净钢冶炼用功能化耐火材料、大型铝电解槽用耐火材料、顶燃式热风炉用关键耐火材料、特种钢连铸用长寿命浸入式水口、玻璃窑和水泥窑用新型长寿命耐火材料、不定形耐火材料新材料及新施工技术、资源综合利用及新型合成原料等。在无铬化新产品方面，开发出水泥回转窑用镁铁铝复合尖晶石砖系列产品、AOD炉用镁钙系列产品等，为环境保护和下游产品的高端化提供了保证。武汉科技大学的“洁净钢冶炼连铸用功能化耐火材料关键技术与应用”项目还获得了国家科技进步二等奖。

“十三五”期间节能环保方面产生了一系列产品创新、技术创新及服务创新成果，涵盖低导热节能型耐火材料、环保型耐火材料、长寿命耐火材料、用后耐火材料回收再利用等。技术创新主要包括耐火材料高能效的制备过程、喷涂技术创新、泵送技术创新及推广预制件技术。同时服务模式也发生重大转变，由以前单纯产品制造型向生产服务型转变。因此，耐火材料行业的发展为钢铁行业的发展奠定了坚实的基础，同时，耐火材料行业的技术进步也离不开钢铁行业发展提出的更高技术要求。

耐火材料企业成功与钢铁企业合作，给我国耐火材料行业完善向下纵向一体化产业链提供了宝贵的经验。瑞泰科技成功牵手湘钢集团和马钢集团两大钢铁集团，合作成立湘钢瑞泰和马钢瑞泰合资公司，引导耐火材料技术创新优势与大型钢铁企业在市场化方面的优势相结合，有效降低了钢厂中耐火材料的消耗，提高了钢铁企业运行的安全稳定性。

3 中国耐火材料行业的发展方向

2011—2020年，我国耐火材料行业进入了发展的快车道，取得了骄人的业绩，有力支撑了中国钢铁行业等高温工业的发展。未来耐火材料行业如何适应钢铁等行业的低碳发展，实现自身的高效、低能耗、智能化和绿色发展，提高行业的服务水平，任重道远。

3．1 低碳钢铁将为耐火材料行业提供更大发展平台

在碳达峰、碳中和的新发展战略背景下，我国钢铁业将迎来巨大的技术变革和新发展阶段。我国粗钢产量规模巨大，长流程占比高，碳排放量约占我国碳排放总量的16%。绿色低碳发展将倒逼钢铁工艺流程、品种结构、节能减排等技术的进步。耐火材料行业要主动适应钢铁行业的这一战略转型［7］，以面向市场、面向用户、面向未来发展思路，实现自身的绿色低碳转型升级。未来十年，长寿命、功能化、绿色耐火材料是行业下一步重点关注的方向。具体有：

（1）开发高温工业新工艺新技术，冶金碳中和用关键及前沿性先进耐火材料，满足高温工业及低碳冶金不断发展的新需求。如钢铁冶炼突破性新技术所需的氢冶金相关耐火材料、喷粉冶金关键耐火材料、富氧高炉、超纯净钢冶炼、低碳冶金等用耐火材料；水泥工业二代新型干法工艺及垃圾处理用绿色低能耗功能化耐火材料；玻璃工业全氧燃烧工艺用高档氧化物及低渗透率熔铸耐火材料；有色金属工业富氧吹炼工艺用关键耐火材料；新型煤气化技术及装置用无铬耐火材料；新型制氢技术及装置用耐火材料；高端铸造用新型陶瓷材料等。

（2）开发高效节能新技术、新产品，满足高温工业提高热效率、节能减排的需求。如纳米绝热材料、环保纤维及模块、高品质轻质隔热砖、浇注料、喷涂料等，进一步提升隔热材料的低导热、高强度、耐高温性能，拓展轻质隔热材料使用场合；大力发展不定形耐火材料新技术，开发新品种，如高性能自流料、喷注料、压入灌浆料、可塑喷涂料、及高品质耐火泥、胶泥等；大力提高不定形耐火材料应用比例；加大免烧、低温烧成及高效生产的绿色技术及产品的开发，如功能化及复合结构预制件、浇注预制砖、不烧机压砖、低温烧成砖等，提高低能耗耐火材料生产的比例。

（3）开发推广绿色环保型耐火材料。开发耐火材料用环保型结合剂，实现含碳耐火材料无害化、无污染化；开发推广水泥石灰窑、有色冶炼炉、水煤浆气化炉、RH精炼炉用长寿命无铬耐火材料；建立耐火材料污染物检测与评价方法，实现耐火材料从制造、应用、污染物排放及废旧耐火材料回收的全生命周期的绿色发展。

（4）开发先进的耐火材料使用技术。开发高温测厚技术、仿真模拟计算等仪器装备和软件，满足在线监测，数据收集与分析，远程诊断需求，提高耐火材料应用的安全性和稳定性。提升耐火材料从产品到服务一体化的综合解决方案能力，全方位提高耐火材料的附加值。

现在耐火材料企业和客户之间已不再是简单供需关系。随着高温行业对设备及配套材料的要求越来越高，客户更希望耐火材料企业能够为热工设备提供耐火材料设计、制造、咨询、施工、运维等全套解决方案。耐火材料企业要抓住这个转变契机，以总包服务为依托，与下游客户形成和谐的价值链，树立良好的服务品牌，更好地满足客户需求。

3．2 探索建设耐火材料强国

中国要想成为耐火材料强国，需要在以下几个方面做出努力：1）要加大联合重组力度，努力形成2～3家具有国际影响力的企业，力争全球前十大耐火材料企业有3家以上中国企业。这将使得行业的国际竞争力进一步增强；2）质量稳定性进一步提升，数据化管理渗透到企业管理各个环节，通过数据管企业，实现真实、高效的管理水平，产品的性价比更高；3）进一步提升研发投入比例，力争全行业达到2%的营收占比水平；4）不定形产品占比达到50%以上，不定形产品与不烧产品占比达到80%以上；5）有转炉和250 t以上钢包的钢厂吨钢耐火材料消耗量达到8 kg，其他钢厂达到9～10 kg；6）国际、国内市场实现一定比例的双循环发展模式，出口方面形成以耐火制品出口和耐火原料并举的新格局；7）行业全要素生产率、排放指标、能（资）源消耗水平达到国际先进水平。

未来十年，特别是“十四五”时期，是我国耐火材料行业高质量发展的重要窗口期。耐火材料行业要高举习近平新时代中国特色社会主义思想的伟大旗帜，立足新发展阶段，全面、科学地贯彻新发展理念，按照《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标的建议》，坚持创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，坚持走创新驱动、智能制造和绿色发展道路。以新技术、新装备、新产品、新服务为发展主线，以耐火原料保障升级和企业智能化数字化发展为着力点，全面提升行业形象和服务水平，满足高温工业发展的更新更高要求，积极构建耐火材料行业发展新格局，为实现耐火材料行业的强国之梦努力奋斗。