中國新型干法水泥技術是怎樣煉成的？

上世紀80年代水泥技術人員設計繪圖

　　新中國成立后，百業(yè)待興，舉國上下都急需水泥。中央建材主管部門從1953年開始創(chuàng)建各類專業(yè)單位，包括現(xiàn)在中國建材集團旗下的天津水泥工業(yè)設計研究院（以下簡稱天津院）、南京水泥工業(yè)設計研究院（以下簡稱南京院）、合肥水泥研究設計院（以下簡稱合肥院）、成都建材設計院（以下簡稱成都院）等院所前身。20世紀70年代，這些研究設計院已經(jīng)成為新中國水泥工業(yè)自主發(fā)展的基本力量。

　　新型干法水泥工業(yè)技術發(fā)展的攻堅力量

　　新型干法水泥技術國產(chǎn)化的探索者

　　20世紀70年代初期，中國水泥工業(yè)提出水泥熟料燒成系統(tǒng)預分解技術的設想，與當時日本等國在提出時間上相差無幾。1972年，合肥院在山西太原水泥廠二號窯開展了預分解窯單元試驗，初步掌握了預分解窯的原理和工業(yè)試驗數(shù)據(jù)。1975年，天津院圍繞國產(chǎn)化日產(chǎn)2000噸新型干法生產(chǎn)線的關鍵技術和設備大型化課題開展了系統(tǒng)性的科研攻關，并于1978年基本完成了裝備設計工作。1983年，合肥院完成了我國第一臺燒煤窯外分解窯（邳縣型窯）的研制并通過國家驗收，成果榮獲國家科技進步二等獎和國家科技攻關獎。

　　邳縣窯外分解爐

　　80年代初期，國家建材局決定在江西萬年的江西水泥廠建設我國第一條國產(chǎn)化日產(chǎn)2000噸新型干法水泥生產(chǎn)線，天津院承擔了全部的裝備成套和工程設計工作。之后，天津院在國家建材局領導下，組織了日產(chǎn)2000噸大型預分解窯的國產(chǎn)化“一條龍”攻關和16項單機技術引進及日產(chǎn)4000噸級生產(chǎn)線的攻關工作。

　　1993年，由天津院負責設計的“中國第一線”雙陽水泥廠順利投產(chǎn)，各項技術經(jīng)濟指標達到國際先進水平。1995年，國務院發(fā)展中心認定天津院為“全國首家設計新型干法水泥生產(chǎn)線的設計研究院”，并收入《中華之最榮譽大典》（1949—1995）。

　　與此同時，國家也十分重視水泥生產(chǎn)關鍵裝備的國產(chǎn)化工作。1984年，天津院成立“立磨攻關小組”，將江蘇吳縣水泥廠國外煤磨改成生料磨投入運行，隨后新開發(fā)的2.5m立磨在河南新鄉(xiāng)水泥廠投入運行。1985年，天津院建立輥壓機實驗室開展工業(yè)實驗研究，并成功開發(fā)出兩臺輥壓機，在湖南望城水泥廠和東江水泥廠投入運行。

　　世界上產(chǎn)量最大市場占有率最高的輥壓機

　　合肥院也積極承擔了“輥壓機”和“立式磨”的科技攻關項目，在引進消化吸收的基礎上，通過大量創(chuàng)新，形成了具有自主知識產(chǎn)權(quán)和中國特色的“大型輥壓機”和“大型立式磨”技術和產(chǎn)品，2011年，這兩項技術聯(lián)合榮獲國家科技進步獎二等獎。其中輥壓機產(chǎn)品在2007年獲得國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒發(fā)的“中國名牌產(chǎn)品”稱號。同時，天津院的篦冷機、立磨、輥壓機等產(chǎn)品在創(chuàng)新研發(fā)的基礎上也取得了突破性進展，2012年，第四代行進式冷機產(chǎn)品獲中國建筑材料聯(lián)合會科技進步類一等獎；2013年，國內(nèi)用于水泥生料粉磨的最大規(guī)格輥壓機投入運行；2014年，鋼渣用立式輥磨機獲國家科學技術部頒發(fā)的國家重點新產(chǎn)品。2017年，合肥院輥壓機生產(chǎn)企業(yè)獲得國家工信部確定的制造業(yè)單項冠軍示范企業(yè)（第一批）；同年，天津院立磨生產(chǎn)企業(yè)獲得國家工信部確定的制造業(yè)單項冠軍示范企業(yè)（第二批）。

　　新型干法水泥技術國產(chǎn)化、低投資的開拓者

　　進入90年代，國內(nèi)的日產(chǎn)2000噸級生產(chǎn)線基本上都達到了產(chǎn)品高質(zhì)量和運行穩(wěn)定的目標，但由于對外國設備的依賴等原因，投資成本居高不下。在國家建材局的主持下，各大院所都投入到“優(yōu)化設計、國產(chǎn)化、低投資”的研究和技術創(chuàng)新活動中，連續(xù)開發(fā)出日產(chǎn)300～4000噸級新型干法生產(chǎn)示范線設計方案，基建投資從800～1000元/噸大幅度降低至300～400元/噸。

　　1995年，成都院設計的云南紅塔滇西水泥日產(chǎn)1000噸生產(chǎn)線被國家建材局列為達標達產(chǎn)示范線。2002年，由南京院開發(fā)設計并成套供貨的國內(nèi)第一條全部采用國產(chǎn)化主機設備的銅陵海螺日產(chǎn)5000噸熟料示范線順利建成投產(chǎn)。同年12月，南京院承接的寧國水泥廠日產(chǎn)5000噸熟料生產(chǎn)線10個月就一次投料成功，在當時同類型生產(chǎn)線中工期最短、投資最省、質(zhì)量最優(yōu)。

　　2003年，天津院完成的“新型干法水泥生產(chǎn)關鍵技術與裝備開發(fā)及工程化應用”項目獲國家科技進步二等獎。2005年，南京院完成的“水泥窯預熱、預分解系統(tǒng)集成優(yōu)化和工程應用”項目獲國家科技進步二等獎。2007年，由天津院和合肥院共同完成的“新型干法水泥生產(chǎn)線重大配套裝備研制和工程化應用”項目獲國家科技進步二等獎。

　　新型干法水泥技術綠色發(fā)展的引領者

　　20世紀90年代初，天津院在太原水泥廠3號窯技改中應用低揮發(fā)分（12%以下）煤獲得成功；1997年，南京院設計的國內(nèi)首條采用無煙煤作燃料的引進日產(chǎn)2000噸熟料生產(chǎn)線在福建三德水泥公司成功投產(chǎn)，創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。

　　20世紀90年代中期，天津院成功設計海螺集團寧國水泥廠純低溫余熱電站工程后，各大研究院所開發(fā)出適用于日產(chǎn)700～5000噸規(guī)模的預分解生產(chǎn)線純低溫余熱發(fā)電的主要設備，并得到普遍推廣和應用。

　　進入2000年，國家大力倡導環(huán)保理念，各大院所以廢棄物資源綜合利用積極加入環(huán)保大軍。2004年，成都建材院設計的首條壓濾法全電石渣制水泥日產(chǎn)780噸水泥生產(chǎn)線在宜賓天原集團建成投產(chǎn)；同年8月，年處理電石渣9萬噸的“濕磨干燒”新型干法水泥生產(chǎn)線在云南云維水泥廠建成投產(chǎn)；2005年6月，采用全電石渣制水泥技術的日產(chǎn)1300噸宜賓天原二期項目順利建成投產(chǎn)。2005年8月，合肥院設計的山東淄博日產(chǎn)1200噸高摻電石渣生產(chǎn)線順利投產(chǎn)達標。

　　自上世紀90年代末期開始，以天津院為首的科研院所開始探索水泥窯協(xié)同處置技術。1995年，天津院設計的國內(nèi)首個水泥窯協(xié)同處置廢棄物項目北京水泥廠年處理10萬噸城市工業(yè)廢棄物水泥生產(chǎn)線投入運行。2009年，天津院設計的國內(nèi)首個水泥窯協(xié)同處置污泥項目廣州越堡水泥公司日處理500噸污泥水泥生產(chǎn)線投入運行。2013年，南京院溧陽利用水泥窯無害化處置450t/d城市生活垃圾示范線項目建成投運。2016年，由成都院采用完全自主知識產(chǎn)權(quán)的水泥窯協(xié)同處置核心技術裝備SPF預燃爐在武安新峰項目投入示范運行。

　　中國水泥技術“走出去”的中堅力量

　　90年代，天津院在國家部委的組織下開始探索“走出去”。1996年5月，由天津院負責設計和生產(chǎn)調(diào)試的馬來西亞沙撈越水泥熟料廠成功點火，這是我國向國外出口的第一座日產(chǎn)2000噸現(xiàn)代化水泥熟料廠。隨后，天津院在文萊設計供貨的AWT粉磨站項目投入運行。

　　2001年，合肥院通過承接巴基斯坦Lucky公司“油改煤”項目進入該國市場。2002年，中材國際開始了第一個由中國企業(yè)承建的境外水泥EPC項目——多米尼加DOMICEM水泥廠。

　　多米尼加DOMICEM水泥廠

　　2005年，南京院完成中國水泥行業(yè)在海外第一個日產(chǎn)5000噸水泥工程總承包項目、第一條主要采用SINOMA裝備、由中國人設計（天津院負責設計并提供部分主機設備）并擔任工程總承包商且采用中國標準進行驗收的水泥工程項目——越南福山日產(chǎn)5000噸項目（榮獲境外工程魯班獎）。

　　南京院總包的沙特SCC2條日產(chǎn)萬噸水泥項目

　　2008年，南京院與尼日利亞Dangote集團在北京釣魚臺國賓館簽訂了7條日產(chǎn)6000噸新型干法水泥生產(chǎn)線總承包合同，以18億美元的合同總額創(chuàng)世界水泥工業(yè)投資額之最。

　　成都院總包的埃及GOE6條日產(chǎn)6000噸水泥項目

　　2018年，成都院總包竣工的埃及GOEBeniSuef6條日產(chǎn)6000噸項目樹立了“中國速度、中國技術、中國制造、中國標準、中國質(zhì)量”的典范，入選中國國家博物館“偉大的變革——慶祝改革開放40周年大型展覽”。

　　合肥院總包的印度尼西亞日產(chǎn)5000噸水泥項目

　　到2018年年底，中國建材集團已完成和正在建設的國外水泥生產(chǎn)線240多條，項目遍布歐洲、美洲、亞洲、非洲等近80個國家和地區(qū)，國際市場份額連續(xù)十一年居全球首位，被國務院國資委譽為“中央企業(yè)‘走出去’典范”。

　　中國水泥行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的骨干力量

　　當今世界，以數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化為特征的信息化浪潮蓬勃興起。2009年，天津院將BIM三維設計應用于越南同林項目；2011年，曲陽金隅水泥廠三維模型設計榮獲中國勘察設計協(xié)會BIM大賽一等獎；2012年，三維膠帶機設計軟件榮獲第七次建材行業(yè)優(yōu)秀工程勘察設計計算機軟件一等獎；2017年，天津院BIM管理系統(tǒng)正式上線；2018年，長興南方VR信息化展示平臺正式投入運營，標志著水泥工業(yè)進入了全新的數(shù)字化、智能化時代。

　　南京院在全流程智能控制、BIM及數(shù)字化工廠、三維數(shù)字化遠程運維服務平臺等方面開展了相關的研發(fā)工作，擁有了具有自主知識產(chǎn)權(quán)和專利的軟硬件產(chǎn)品，目前已在多個項目實現(xiàn)應用。

　　2019年，合肥院沙特北方地區(qū)白水泥生產(chǎn)線BIM設計獲全國第十屆“創(chuàng)新杯”建筑信息模型（BIM）應用大賽工業(yè)建筑類BIM應用第一名。

　　未來，中國建材集團工程板塊企業(yè)將向客戶提供無人值守的數(shù)字化、智能化工廠，以系統(tǒng)解決方案和集成創(chuàng)新實現(xiàn)產(chǎn)品全過程的數(shù)字化管理，全面實現(xiàn)管理與業(yè)務的信息化。