科技蝶变与绿色绽放——“十四五”时期耐火材料工业成效显著
2025-12-16

李永全 黄朝晖 柴俊兰 陈洁 刘紫萍 “十四五”时期是我国耐火材料行业高质量发展的起步阶段。耐火材料行业有力地支撑了钢铁、建材、有色冶金、新能源等行业发展。从数量、质量、交货期、服役寿命等多个维度,耐火材料行业不断地满足高温工业新技术、新工艺、新装备的新要求。我国耐火材料产量和消费量占全球60%以上,出口量稳居世界第一。耐火材料行业在国民经济中的地位显著提升。 “十四五”时期,耐火材料行业在科技创新、数字化转型、智能制造、绿色制造方面成绩斐然。科技创新带动关键核心技术和装备技术进步;数字化转型和智能制造使工厂面貌发生了翻天覆地的变化;绿色发展成为行业共识,资源综合利用水平进一步提升,废旧耐火材料循环利用全面铺开,行业布局进一步向主产区集中。 “十四五”时期,我国耐火材料生产量处于高位,稳中趋降。2024年,全国耐材制品产量为2207万吨,比2020年降低约10%。 “十四五”时期,头部耐材企业不断加大节能改造、数字化转型和智能制造的工作力度,企业自身装备和生产工艺技术水平发生了翻天覆地的变化。多条镁碳砖、镁钙砖、功能性耐火材料、不定形耐火材料的生产装备水平达到国际顶级,耐火材料行业的服务能力和服务水平大幅提升。功能性耐火材料、高效碳化硅材料、电池材料用耐火材料、难处理垃圾焚烧炉用耐火材料、航空基地导流槽材料等新产品不断推向市场,推动了行业向技术密集型转型。 “十四五”时期,单位产品耐火材料消耗显著下降。到2025年,平均吨钢耐火材料综合消耗降至12 kg水平,平均吨水泥熟料耐火材料消耗低于0.40 kg的目标均提前实现。下游高温工业装备大型化、生产智能化进步巨大,铁水系统用耐火材料、钢包衬用组合耐火材料、钢水精炼用系列功能耐火材料的工艺水平显著提高;窑炉结构和耐火材料配置受到用户重视,推动了耐火材料品质提升和品种结构优化;通过开发低导热率、高抗侵蚀的环保材料,耐材企业单位产品能耗降低30%,良品率提升至98%;区域承包制提高了耐火材料企业运维服务水平,智能化运维装备在多个应用场景得到试验和推广。这些因素共同推动了耐火材料单耗下降,重点钢厂、水泥厂的单位产品耐火材料消耗量达到国际先进水平,大型钢铁企业吨钢耐火材料消耗已降至8 kg~9 kg。 我国耐火材料产品在国际市场的竞争力不断增强,市场遍及俄罗斯及东南亚、北美洲、南美洲、欧盟等150个国家和地区。我国耐火原料和耐火制品年均出口600万吨以上,出口品种结构进一步优化,全球供应链话语权持续增强。 数智化绿色化成绩斐然 “十四五”时期,耐火材料行业的智能制造和绿色制造水平进步显著,生产车间面貌发生了巨大变化,数字化和绿色化转型硕果累累。 数字化转型与智能制造。耐火材料行业企业通过“5G+工业互联网”数字化升级,实现了生产流程效能优化和跃升。瑞泰马钢率先建成业内第一家智能化工厂,覆盖原料制备、配料管理、压制成型、烧成系统等工序,生产效率提升20%以上,单位产品能耗大幅降低,良品率提升至98%。在此基础上,瑞泰马钢建成“耐火材料生产智能管控平台——透明工厂”,标志着耐火材料行业数字化转型迈上了一个新台阶,工厂运营实现了耐火材料智能制造的2.0版。洛阳利尔生产线深度融合了人工智能与机器视觉技术,推动工艺优化与智能检测,深度覆盖了33个智能制造典型场景,在智能仓储、在线检测与精益管理等领域树立了行业标杆。 此外,濮耐股份、中钢洛耐、国亮新材、营口金龙等公司对生产线智能化改造或新建,实现了生产全流程智能化管控,产品质量和生产效率稳定提升。耐材企业采用物联网技术实时监测窑炉内衬损耗,耐材寿命预测准确率提升30%;提升窑温控制精度,烧成制品的良品率从98%提升至98.5%;随着生产流程数据化,质量追溯效率提升,耐火材料企业实现了ERP与MES系统协同管理。 绿色制造取得突出成效。超低排放技术在耐火材料行业中得到广泛应用,促使行业向绿色化生产转型。政府专项资金支持技术研发,推动了原料开发与技术革新。例如,菱镁矿、铝土矿等天然矿应用浮选技术提升了资源利用效率,改善了环境;人工合成部分高端耐火原料,开发轻质耐火骨料;通过溶胶-凝胶法技术使氧化铝微粉纯度达99.99%,满足半导体行业需求;针对光伏玻璃窑炉的特殊工况,低膨胀系数、高抗侵蚀的优质耐火材料使用寿命能延长至5年以上。 耐火行业通过推广超低排放和清洁生产技术,推动重点行业实施清洁生产改造,强化企业全生命周期绿色管理,在“双碳”目标推动下清洁生产技术普及率达60%,加速了落后产能淘汰。当前,耐火材料行业呈现智能化与绿色化协同发展的态势,预计到2030年,具有绿色低碳特性的产品将占据重要市场份额,推动产业链向现代化、安全化转型。 耐火材料行业标准体系建设成效显著。中国耐火材料行业协会受政府部门委托,组织制定了《耐火材料生产企业温室气体排放核算方法和报告》(T/ACRI0036—2021)和《温室气体 产品碳足迹量化方法与要求 耐火制品》(T/ACRI0050—2025)两个团体标准。《耐火材料行业大气污染物排放标准》国家标准完成研制。由中钢洛耐牵头提出的《硅砖中残余石英定量相分析-X射线衍射法》国际标准成功发布。《耐火材料行业绿色工厂评价要求》《系列耐火制品单位产品能源消耗限额》等行业标准颁布实施,中耐协完成的《耐火材料生产企业温室气体排放核算方法和报告》等34项团体标准研制,推动了行业绿色发展。 “十四五”时期,耐火材料行业科技创新活动活跃,知识产权产出数量和质量跨上一个新台阶,全行业获得专利授权数量达16817项。其中,发明专利4006项,实用新型专利12811项。中国耐火材料行业协会的会员企业中冶焦耐院、佛山市恒力泰机械有限公司、武汉科技大学多次获得中国专利奖优秀奖。 “十四五”时期,中国耐火材料行业协会会员企业获得多项国家和省部级科技成果奖,各层级科研成果极大地丰富了行业新产品开发和新装备应用。在行业内,有54家企业获得工信部专精特新“小巨人”称号,有29家企业获得工信部绿色工厂称号。 高性能材料研发成绩斐然。低膨胀系数、具有高抗侵蚀性锆质耐火材料用于光伏玻璃窑炉,使用寿命延长至5年以上;我国核工业高放射性废料玻璃固化工程用关键耐火材料——熔铸AZCS耐火材料,打破了国外技术封锁,为我国核工业安全运行提供有力保障。一系列具备高抗侵蚀性的新型耐火材料产品,用于多种氢冶金工艺装置的炉衬,已在宝武、鞍钢等国内多家钢铁企业成功应用,有力推动了氢冶金技术的发展,将促使钢铁冶金碳排放降低80%。新型耐火泥浆、铁沟浇注料等不定形耐火材料达到国际领先水平。通过溶胶-凝胶法合成的高纯度氧化铝微粉(纯度99.99%)可满足半导体行业需求。 装备升级与产业链协同提升。濮耐股份等公司完成了钢包自动砌筑、中间包自动喷涂、钢包自动喷射造衬以及钢包无接触激光测厚技术开发并实现成功应用。其他如智能筑炉机器人、智能拣选系统、阀口自动套袋包装机等装备的推广应用,实现了许多耐火材料生产和运维环节的无人化突破,上下游产业链协同提升案例增多。大型高炉喷补、高炉浇注法造衬已成为中国耐火材料行业的一门独技。 资源利用水平提升 耐火材料行业依赖自然资源,尤其是以菱镁矿和铝土矿为主要应用矿物。“十四五”时期,耐火材料行业资源开发与综合利用水平进一步提升。 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36.42亿吨,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生产。“十四五”时期,年度国内菱镁矿原矿开采量超2000万吨、原矿浮选产能达1600万吨,极大地促进了菱镁矿资源的综合利用。 高铝矾土是生产铝硅质耐火材料的主要矿物原料。我国优质铝矾土资源匮乏,耐火材料企业利用低品位铝土矿生产高品质铝矾土熟料,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实现长足进步,已有百万吨级别的工厂进入商业化运行。高铝均化料得到推广和应用以来,成为与天然原料同台竞争的一个大宗品种,促进了高铝质耐火材料可持续发展。 为满足苛刻条件下高端耐火材料的应用要求,尖晶石、莫来石、六铝酸钙、碳化物、氮化物、硼化物等大量人工合成耐火原料得到广泛应用。人工合成耐火原料质量稳定、性能优异,在提高耐火材料产品的性能与使用寿命方面发挥重要作用。 耐火材料行业在固废综合利用方面取得积极进展。濮耐股份董事长刘百宽在河南省人大上提交提案,呼吁加强工业固废的资源化利用,减少环境污染。耐火材料行业通过多途径提升固废利用能力,促进固废利用技术推广,废旧耐火材料再生利用率突破50%。废旧耐火材料利用全面铺开,为降低碳排放提供了一个新的渠道。 耐火材料品种复杂、服务对象众多。多年来,耐火材料行业生产企业众多、产业分散度较高。“十四五”时期,耐火材料行业得到进一步优化集中,品种结构分布与地域资源条件基本一致。我国基本形成以辽宁营口和鞍山、河南郑州和洛阳、山东淄博、江苏宜兴、浙江长兴、山西孝义和阳泉等为代表的耐火材料主产区。“十四五”时期,耐火材料主产区总产量约占全国的80%以上,产业有进一步向主产区集中的趋势,行业布局总体更为合理。目前,我国耐火材料行业布局呈现以下特点: 行业集中度提升。2024年,耐火材料总产量同比下降3.73%,主产区产量降幅达5.89%。通过政府专项整治,完善低效产能退出机制,2024年,行业规模以上企业数量缩减至1800家左右。“十四五”时期,行业前10家企业的市场份额不断提升,CR10指标已达20%。2024年,北京利尔、濮耐股份的营业收入跨入全球前10行列。 区域布局优化。河北、山东、江苏等传统产区依托资源和技术优势巩固地位,浙江、广东等地通过智能制造和产业链协同,在特种耐火材料领域形成新增长点。辽宁菱镁产业通过资源整合,实现从原料输出向全产业链转型。2024年,辽宁省镁质耐火材料产量占全国碱性耐火材料总产量的73%。 技术升级与绿色转型加速。2024年,氮化硅、碳化硅等新型陶瓷材料应用占比提升至12%;采用纳米包覆技术,在钢铁冶炼过程碱性耐火材料寿命延长了30%;绿色工艺推广迅速,电熔镁砂替代烧结工艺占比达35%,能耗降低40%,粉尘排放减少60%。中钢洛耐、瑞泰马钢等企业通过“5G+智慧工厂”实现生产流程智能化,生产线产量提高34%。 下游需求分化与新兴市场拓展。传统领域需求稳定,钢铁行业提供了65%的耐火材料需求,倒逼耐材企业提供“材料+服务”一体化解决方案,定制化产品占比不断提升。耐火材料行业积极响应钢铁行业的绿色低碳发展,积极参与氢基竖炉耐火材料研发,为“绿钢”生产提供绿色耐火材料。新兴领域增长显著,锂电池烧结炉、氢能电解槽等新能源需求提供8%的市场份额;半导体用高纯度氧化铝耐火材料2025年市场规模预计突破20亿元。出口结构进一步优化,耐火材料出口向高端化转型,电炉用耐火制品占比提升,占全球贸易量的38%。 当前,我国耐火材料行业仍面临市场需求缩减、产业集中度不高、同业竞争激烈、内卷严重等诸多挑战。“十五五”时期,耐火材料行业将继续贯彻新发展理念,坚持走创新驱动、智能制造和绿色发展道路,持续优化产业结构,提高产品质量和服务能力,正确把握国内、国际两个市场平衡发展,以科技创新和联合重组抓牢转型升级的新机遇,以转型升级推动需求与供给再平衡,提升全产业链的竞争优势,共同构建耐火材料行业发展新格局;在耐火材料行业形成既有市场竞争,又有能耗和碳排放约束,既有政府监督,又有行业自律的产能治理新机制,为“十五五”时期中国经济高质量发展贡献耐火材料行业的力量。


