鲁中耐材：构筑绿色耐材发展新位势
淄博市鲁中耐火材料有限公司始建于1979年，2002年由原淄博市鲁中耐火材料厂改制成为股份制企业，现已发展成为集产品研发、设计、生产、销售、物流及配套服务于一体的多元化、高科技耐火材料供应商。企业注册资本5000万元，并在山西、宁夏、新疆分别建有原料生产和加工基地，成为水泥、化工、有色、冶金等行业上百家企业的优秀供应商，产品远销多个国家和地区。“聶”字牌耐火材料被认定为山东省著名商标。中国建筑材料联合会和中国水泥协会联合授牌“镁铁铝尖晶石砖生产基地”，国家建材测试中心认定绿色建筑选用产品证明商标。中国建筑材料联合会、中国耐火材料行业协会、山东省信誉评级委员会评定“企业信用等级评价AAA级”。
国家科技支撑项目的承担者
淄博市鲁中耐火材料有限公司（简称鲁中耐材）是山东省高新技术企业，中国耐火材料协会的骨干企业、理事单位，中国建筑材料联合会、中国水泥协会会员单位，中国建材企业500强，中国水泥耐火材料10佳企业、山东省建材工业品牌综合竞争力10强企业，淄博市高性能耐火材料创新产业联盟理事长单位。目前，公司共有员工650人，其中工程技术、管理人员100余人，外聘教授或专家10余人。
鲁中耐材始终坚持将自主创新作为立厂之本，通过自主研发，先后将磷酸盐结合高铝砖、高铝质隔热砖、抗剥落高铝砖、回转窑窑衬复合砖、高活性相结合复合砖、纳米强化增韧型浇注料、镁铝尖晶石砖、镁铝尖晶石复合砖、低导热系列砖、预热器全陶瓷内筒、镁铁铝尖晶石砖、陶瓷复合三次风闸板、陶瓷节能耙钉等10多个系列的产品投放市场，取得了良好的经济效益和社会效益。
2006年公司组建了“山东省耐火材料工程研究中心”，2011年被国家发改委批准升级为“耐火材料国家和地方联合工程研究中心”，先后承担了国家科技支撑计划、国家产业振兴和技术改造专项、高新技术产业化推进项目、“863”项目、国家自然科学基金项目、国家星火计划等多项重大科技攻关项目。鲁中耐材产品拥有国家专利18项，其中发明专利9项，尚有4项国内发明专利和3项国际发明专利申请正在受理中。企业参加制定行业标准6项。近年来，获省部级科技进步奖2项，获得市科技进步奖1项。
鲁中耐材公司拥有一大批国际一流的工艺装备：如全自动化控制天然气隧道窑、全自动液压成型机、装卸机械手、烧成回转窑、粉磨设备和大型电炉等。拥有先进的产品检测、试验仪器。如：超高分辨率扫描电镜、X射线荧光分析仪、XG-3002N/C无损探伤机、Ф1000mm×3500mm×200MPa等静压机、电加热真空炉、电磁感应碳管炉、常温耐压试验机、常温抗折试验机、荷重软化试验机、激光粒度分析仪等，精确的计算机配料、恒温干燥、全自动烧成、无损探伤等先进的生产和检测设备。
十载潜心研究成就企业创新
鲁中耐材年产20万吨镁铁铝尖晶石砖项目，是鲁中耐材与北京科技大学共同研发的具有国际领先水平的耐火材料，是一种节能环保无污染的耐火材料。设备选型合理，采取高起点原则，优先选用先进的节能设备，运行参数能满足生产的需要。本项目及建设内容符合《产业结构调整指导目录》（2011年本）“鼓励类八、钢铁-8、焦炉、高炉、热风炉用长寿节能环保耐火材料生产工艺”；符合2013年国家产业振兴和技术改造专项“新型绿色建材及无机非金属新材料发展”，无机非金属新材料性能提升中的第1条非金属矿材料精深加工——“环保型无铬耐火材料及制品”的要求。
项目的核心技术，也是目前世界上唯一能够实现产业化，以反应烧结工艺制备铁铝尖晶石和以尖晶石制备低导热率镁铁铝新材料的技术，是鲁中耐材和北京科技大学共同历经十余年的自主研发而获得的新技术成果。
烧结法合成铁铝尖晶石自2003年开始研制，首先在试验室进行配方和烧结气氛的调试，之后进行半工业化扩大试验，进而在生产中进行试验，生产了合格的产品，2009年通过部级成果鉴定。该项目技术获得了国家自然科学基金资助和国家科技支撑计划项目资助。建设实施期间，为寻求该技术工艺、性能和成本的最佳结果，公司在合成工艺进行深入探索，投入了大量的资金，先后建设了真空电炉烧结、竖窑隔焰烧结、隧道窑隔焰烧结、气氛保护电炉烧结和还原烧结等多条生产试验线，以探索最佳的生产工艺。目前，该项目已在还原烧结工艺方面取得了重要突破，比立项前确定的真空、反应式电炉烧结工艺更加先进，效果更佳、更符合产业化的需要。另外，尖晶石的成型方式也由等静压力成型改为成球机成型，从而改善了生产工艺，降低了生产成本。
该项目核心技术主要创新点是：
1.稳定Fe2+价态的理论突破：计算出了合成铁铝尖晶石的理论条件，为人工合成铁铝尖晶石奠定了理论基础。
2.八面体铁铝尖晶石的合成：完成并完善合成铁铝尖晶石八面体结晶的合成工艺，满足了研究镁铁铝尖晶石砖的充分必要条件。
3.镁铁铝尖晶石新材料的低导热率：研究出了生产镁铁铝尖晶石砖的完备工艺，成功研制出了具有低导热、快速形成窑皮保护性能且具有节能减排环保熔为一体的镁铁铝尖晶石砖，能完全替代镁铬砖，为建材行业及相关行业彻底实现无铬化，为绿色环保开创了一条新路。
独有技术产品受国内外用户青睐
自2013年年底开始，生产线陆续开始试生产，目前年产量达到6万多吨，投放市场后，用户反馈良好，虽然受国内经济形势的影响，产品需求不旺，以及国内非烧结合成镁铁铝尖晶石砖制造企业的恶性竞争，对公司产品销售形成了一定的冲击。但是，由于鲁中耐材产品独家拥有的节能、耐用等特点，受到广大水泥用户，特别是国外用户的青睐。因此，公司在销售价格上仍然保持较高水平，销售势头良好，已与国内外多家下游企业建立了合作关系，市场前景一片光明，经济效益明显。随着市场的逐步拓展和用户更广泛的认知，以及通过对生产线的不断完善，市场和销售形势会有更大的发展。
1.三项授权专利：《合成亚铁铝尖晶石的方法》，专利号：ZL201010104503.5；《一种亚铁铝镁系耐火原料及其制备方法》，专利号：ZL201010298778.7；《亚铁铝尖晶石空心球制备方法》ZL201210434347.8）。
2.两项国内受理专利：《铁铝尖晶石及其制备方法》，申请号：201410334598.8；《亚铁铝镁耐火材料及其制备方法》，申请号：201410334203.4。
3.两项国际受理专利：《一种合成镁铁铝尖晶石的方法》，申请号：PCT/CN2010/078474；《镁铁铝尖晶石砖及其制备方法》，申请号：PCT/CN2010/078472。
4.一项行业标准：建材行业标准《镁铁铝尖晶石砖》由我公司起草，经审定，现已颁布，标准号：JC/T2231-2014。
5.两项科技进步奖：山东省科技进步二等奖，2012年11月22日，证书号：JB2012-2-41-D01；淄博市科技进步的二等奖，2012年12月3日，证书号：JB2014-2-9。
6.国家重点新产品证书：国家科技部颁发，2013年9月，项目编号：2013GRC60066。
7.国家科技支撑计划课题：国家科技部核准下达任务书，课题名称：水泥生产流程无铬化关键技术与示范，课题编号：2013BAF09B01。
8.绿色建筑选用产品证明商标准用证：国家建筑材料测试中心颁发，证书编号：LB2014C015。
9.国家镁铁铝尖晶石砖生产基地：中国建筑材料联合会、中国水泥协会联合授牌，2013年10月18日。
突破技术垄断走绿色发展之路
1.突破国外的技术垄断：
上世纪八十年代中期，许多国家开始研制烧成带用无铬砖，相继出现了白云石砖、镁铝尖晶石砖及镁锆砖等镁铬砖的替代产品。通过使用后发现这些砖各有缺点，都不能完全替代镁铬砖。如白云石砖因含钙高，在生产、储存、运输过程中极易水化，影响产品质量，所以难以大面积的推广使用；镁铝尖晶石砖导热率高，砖中的尖晶石组分在过热条件下易造成窑皮烧流和尖晶石矿物质的蚀损，挂窑皮性较差，致使窑体外表面温度高、热量损失大而损害窑体等缺点；镁锆砖虽有较好的抗侵蚀性和抗剥落性，但性价比不高。
经研究发现，利用合成的铁铝尖晶石制造的镁铁铝尖晶石砖是替代镁铬砖的合适材料。此前，世界上只有RHI公司独家拥有电熔法合成铁铝尖晶石的专利，垄断世界十余年。以此电熔原料生产的镁铁铝尖晶石砖，虽然使用性能可以满足水泥窑用耐火材料无铬化的要求，但价格高，而且由于技术壁垒，制约国内自主生产。
我国国内很早开始通过“国家科技攻关”和863等项目的资助研究无铬化材料，但是由于技术难度大和国外技术垄断的原因，截止2008年底前一直未取得突破性进展。鲁中耐材与北京科技大学研究该项技术起始于2003年，历时近8年，终于自主成功研发了镁铁铝尖晶石砖，并于2008年底开始生产性试验，先后通过了国家新产品新成果鉴定和山东省科学技术成果鉴定。该技术研制出了人工合成铁铝尖晶石的方法，解决了困扰多年的技术难题，完成了批量生产镁铁铝尖晶石砖的关键的第一步，成功地避开了国外专利的壁垒，拥有自主知识产权，打破了国外的技术垄断，而且各项综合性能指标达到国际领先水平，其中，合成亚铁铝尖晶石获得了国家发明专利，以该专利制成镁铁铝尖晶石砖的技术性能处于国际领先地位。经过建筑材料工业技术情报研究所检索尚属国内空白产品。
2.攻克环境污染的重大难题：
水泥窑烧成带的耐火材料不仅要承受化学浸蚀、物理磨损，而且还要承受很大的高温应力损伤。为了满足性能要求，过去回转窑烧成带的耐火材料大多以镁铬砖为主。而镁铬砖在生产和堆放过程中，可析出毒性极强、高致癌性水溶性的Cr6+，严重污染水源和污染土壤，因此世界上大多数国家或地区已禁止将镁铬砖用于回转窑烧成带，我国目前仍以30万吨/年的规模大量使用镁铬砖。仅考虑镁铬残砖的毒性，每年至少需要数百亿吨的水才能稀释到安全状态。
目前全国水泥行业已有回转窑1700余条，年产水泥24亿吨。水泥行业已成为国家经济建设重要的材料支撑产业，也是世界水泥生产大国。鲁中耐材公司积极认真贯彻落实国家倡导、开发绿色环保产品产业政策，针对水泥行业大量使用镁铬砖严重污染环境、危害人体健康的严峻现实，积极开发节能、绿色环保产品。公司研制并成功生产的镁铁铝尖晶石砖，是一种性能优于镁铬砖的环保节能的长寿命产品，不但可以完成取代镁铬砖，而且也杜绝了镁铬砖对环境造成的污染。在水泥行业和其它高温窑炉行业，推广使用镁铁铝尖晶石砖，保护环境，保障人民群众身心健康效果明显。
3.推动耐火材料产业的升级：
由于历史原因，我国耐火材料行业总体呈现企业数量多，规模小、工艺和技术装备落后，技术含量不高、质量稳定性差、产品附加值低，能耗高，环境污染严重等方面问题，行业整体的技术水平和产品结构等方面与国际先进水平相比差距较大。由于行业技术水平和产品档次偏低，一方面大量低档产品过剩，另一方面优质、节能、长寿、环保型产品供给量少，许多高技术、高附加值产品仍需进口，产业结构亟待提升。
构筑绿色耐材发展新位势
近几年在国家建材、钢铁、有色、石化产业振兴规划的指导下，这些行业正在通过产品结构调整、先进技术实施和节能减排工作的推进，逐步向健康发展的方向迈进。对耐火材料提出了更高的质量和品种要求，成为耐火材料行业加快科技创新的重要战略机遇期，产业升级势在必行。
鲁中耐材生产研制的镁铁铝尖晶石砖是我国传统使用的镁铬砖的高端替代品，它不但实现了耐火材料无铬化，也可实现工业窑炉的节能降耗，是目前国际上最先进的绿色环保耐火材料品种之一，推动了我国耐火材料产业升级和技术升级。
4.落实国家建材行业的产业政策：
2012年3月，中国建筑材料联合会制定了《建材工业主要产业“十二五”技术研发与创新的目标、技术途径、支撑条件与措施》。方案中新一代新型干法水泥工业技术标志性指标中明确提出，“十二五”期间水泥窑炉耐火耐热材料必须实现无铬化。此外，含铬耐火材料产品目前已经被国家环保部列入到高污染、高环境风险产品名录。而且早在2011年，工信部发了一个公告，凡是含铬的耐火材料产品，除非特殊情况，原则上全部禁止使用在水泥回转窑使用，而欧洲自1993年起即已禁止镁铬砖用于水泥回转窑。
工信部〔2013〕63号文件发布了《关于耐火材料健康可持续发展若干意见》，《意见中》明确提出了耐火材料的发展方向为：发展优质合成原料和长寿命、无污染、节能型耐火材料；开发适用于高温工业先进工艺装备关键部位的结构功能一体化的长寿命新型耐火材料；微孔结构高效隔热材料；施工便利的高性能不定形耐火材料；防止重金属污染的无铬耐火材料。
5.实现技术创新成果的产业化：
与传统的直接结合镁铬砖相比，镁铁铝尖晶石砖具有良好的挂窑皮性能、抗侵蚀性能、抗剥落性能以及良好的抗热震性能和使用寿命长、低导热率的优点，是新型干法水泥生产线回转窑烧成带理想的无铬、绿色、环保型窑衬材料。与国外镁铁铝砖及镁铬砖相比，导热率大幅度降低，使回转窑筒体温度也相应降低，节能显著。从多家用户的实际应用情况看，各项理化指标均优于国外同类产品，更优于镁铬砖，使用寿命是原用砖的1.5~2倍，成为水泥回转窑高温带研发的新型产品，也是目前唯一能替代镁铬砖的理想产品，为我国在水泥行业及相关行业完全实现无铬化生产开创了一条新路，不但符合国家节能减排绿色环保的要求，而且可全面进一步优化环境，促进节能低碳，其经济效益和社会效益非常显著。
该产品自投放市场以来，获得了国家、行业、科技、环保部门积极肯定和用户的广泛好评，并获得2010年度淄博市节能优秀成果奖，2011年2月该产品通过了省级鉴定，2012年获得省、市向科技进步二等奖，2013年获得国家科技部重点新产品。由鲁中耐材起草的《镁铁铝尖晶石砖》（JC/T2231-2014）建材行业标准也已通过审查，并已颁布，于2014年10月开始实施。产品已在中材集团、拉法基、鲁中水泥及越南、沙特等国内外的200余条大型干法水泥回转窑得到应用，效果非常出色。
该项目的建设，使鲁中耐材成为国内外首屈一指的水泥窑窑衬用无铬化绿色耐材生产企业，并于2013年10月由中国建筑材料联合会和中国水泥协会授牌命名为“中国镁铁铝尖晶石砖生产基地”，实现了技术创新成果的产业化。
6.促进绿色低碳发展的良性循环：
我国当前经济社会发展既面临资源环境日趋强化的制约，也面临全球应对气候变化的挑战，走绿色低碳的发展路径，是中国统筹国内国际形势，实现经济社会发展与资源环境相协调和可持续发展的根本途径和战略选择。节能减排是我国的基本国策，资源节约和环境保护是党中央、国务院高度重视的一项工作。十八大报告中指出，中国应“着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展”。这是“低碳发展”这一概念首次出现在中共党代会的报告中。中国当前实现绿色低碳发展的核心是建设以低碳排放为特征的产业体系和消费方式，促进经济发展方式的根本性转变。这其中很重要的一点就是加快产业结构的战略性调整，促进结构节能，提高能源转换和利用效率，促进传统产业技术升级，推进技术节能，使产品向价值链高端发展，形成低排放、低能耗、低污染，经济效益、社会效益和生态效益相统一的新经济发展模式。低碳经济对能源、钢铁、化工、建材等高耗能产业的发展将产生重大影响，促进高耗能行业的产品结构调整和低碳工艺技术的加快应用，这也要求耐火材料行业提供优质高效的耐火材料制品。镁铁铝尖晶石砖具有导热率低的显著特点，相比其它的产品应用，筒体温度可下降30~40℃，节能效果显著，这种高效节能的耐火材料，可以为高温行业实现节能减排、减轻能源、资源、环境压力做出重要贡献。
所谓“位势”，按物理学解释，只有当一个物体高于另外一个物体，才具有势能。一个企业，只有在自已的经营领域或细分市场上占领了制高点，才具有其他企业所不能替代的地位和竞争优势。鲁中耐材研制开发的镁铁铝尖晶石砖是积极响应国家的政策号召的具体行动，为我国水泥行业完全实现无铬化生产开创了一条新路。
