中國水泥工業技術發展過程_風聞
郭满天-经济史、产业史、技术史59分钟前

解放前中國水泥工業的技術水平
1950年,中國的水泥產量只有141萬噸,少得可憐。
解放前中國水泥工業的設備主要依靠進口,特別是水泥迴轉窯的設備完全依靠進口。由於沒有能力製造水泥工業的生產設備,舊中國水泥產量的低下就不足為奇。

舊中國水泥工業的技術水平落後,生產規模普遍較小。
解放前中國規模最大的水泥廠是華新大冶水泥廠,產能達到50萬噸,絕大多數水泥廠的產能都在10萬噸以下。
為什麼1950年中國的水泥產量只有100多萬噸,技術水平落後是根源。

舊中國水泥工業的技術設備,大型水泥廠普遍採用幹法迴轉窯或濕法迴轉窯,而小型水泥廠則使用立窯進行生產。
中國當時僅僅能夠製造立窯的設備,1939年第一條採用國產設備建設立窯的昆明水泥廠投產,是中國水泥生產技術發展的第一個里程碑。(王燕謀,《中國水泥發展史》)
中國水泥工業技術改革開放前三十年的發展
改革開放前中國水泥工業技術發展的最大成就是實現了迴轉窯的國產化,並以國產化設備建設了一批大中型水泥企業。
國家建材主管部門很早就意識到中國水泥工業的發展不能長期依賴於進口裝備,必須發展自己的水泥設備製造業,實現裝備的國產化。因此國家建材局從50年代中期開始就着手籌劃在國內製造水泥成套設備,決定以華新水泥廠為樣本仿造濕法迴轉窯生產設備。

華新水泥廠濕法迴轉窯的全套設備是40年代從美國進口的,是當時國際最先進的設備,並且中國在購買設備時獲得了全套的圖紙。
水泥設計院在這套圖紙基礎上,經過現場測繪和轉化,重新繪製出適用於我國機械廠製造的圖紙,由東北撫順重型機械廠仿造了第一套國產設備並用於湘鄉水泥廠的建設。
這套國產濕法迴轉窯水泥設備,後來被簡稱為“華新窯”成套設備,是中國水泥工業改革開放前廣泛使用的設備型號。
湘鄉水泥廠於1959年正式開工建設,採用國產設備同時建設了三條濕法生產線,全廠設計生產能力為年產水泥50萬噸。
湘鄉水泥廠是中國採用自制設備、自行設計和自行安裝建成的第一個大中型水泥工廠。湘鄉水泥廠的建成投產,開創了中國依靠自己力量建設大中型水泥廠的歷史,是中國水泥史上採用國產設備建設濕法迴轉窯廠的一個里程碑。
50年代末為提高水泥工業濕法窯的技術水平,我國還從丹麥購買了兩套當時國際上先進的濕法迴轉窯生產線全套設備,並用所獲得的技術改進“華新窯”。
改進後的“華新窯”被水泥工業界稱為提高型“華新窯”,簡稱仍是“華新窯”,20世紀七八十年代大量推廣的設備就是提高型“華新窯”。
“華新窯”在全國水泥廠的擴建和新建中廣泛使用,延續時間達二十多年,在中國水泥史上形成了一個“華新窯”時代,其功績不可磨滅。

雖然改革開放前中國水泥工業的技術進步體現在迴轉窯上,但是水泥產量增長最主要的貢獻卻是來自立窯——這是更落後一代的技術。
採用迴轉窯技術建設的企業通常是國家大中型水泥企業,技術水平在國內領先,基本上都是國家投資建設的,生產的水泥被稱為“大水泥”,由中央人民政府統一分配銷售。
與之對應的“小水泥”則通常是指地方小型水泥企業生產的、由地方政府分配銷售的水泥。“小水泥”90%以上採用立窯技術,也有小部分採用小回轉窯,產品質量良莠不齊。
在2000年前,“小水泥”一直都在蓬勃發展,一方面是市場龐大的需求,另一方面是中國水泥工業技術尚不成熟,無法用先進技術取代落後的“小水泥”生產技術。
“小水泥”採用的立窯技術落後、能耗高、污染嚴重,不是水泥工業發展的正確方面。
中國水泥工業預分解窯技術的發展

改革開放前,中國水泥工業的生產技術還停留在濕法迴轉窯和幹法迴轉窯(立波爾窯)的水平,已經落後西方發達國家整整一個時代。
此時西方發達國家水泥工業的生產技術已經發展至預分解窯,特別是日本自1971年發明預分解窯以來,預分解窯新型幹法生產技術發展十分迅速,到1978年新型幹法生產線的產量已佔總產量的70%以上。
中國在七十年代對預分解窯技術進行了預研並進行了中間試驗,但尚未建成生產線。
為了熟悉發達國家水泥工業的技術水平,1978年國家建材主管部門申請引進了兩套懸浮預熱預分解窯生產線全套設備,一套用於建設安徽寧國水泥廠(海螺水泥前身),第二套在唐山用於建設冀東水泥廠。
這是自1960年購買丹麥濕法長窯成套設備後中國又一次向國外購買水泥成套設備,時隔 19 年後再次購買當時世界上最先進的水泥生產設備。

在國家建材主管部門、河北省政府和安徽省政府的支持下,經過設計科研院、工廠、建設公司和其他建設單位的艱苦奮戰和密切合作,先後成功地建成先進的冀東水泥廠和寧國水泥廠,有力地推動了我國水泥預分解窯新型幹法技術的發展。
冀東水泥廠和寧國水泥廠的設備進口、工程建設和投入生產,使我國水泥生產技術得到全面提升。水泥設計院通過技術談判和設計轉化,開始熟悉預分解窯新型幹法的設計;建材建設公司在設備安裝和工業建築施工中學會了水泥新設備的安裝和新設施的建築技術;水泥企業則通過技術培訓和投產,學到了操作技術和管理方法。


在冀東水泥廠和寧國水泥廠的影響下,其它地方政府於20世紀80年代也分別組織進口外國設備建設水泥預分解窯新型幹法生產線。
雖然進口成套設備可以快速提高部分企業的技術水平,但代價是投資太高。
在組織進口外國成套設備建設冀東水泥廠和寧國水泥廠日產4000噸熟料生產線的同時,水泥工業也依靠自己力量開發日產700~2000噸熟料的預分解窯新型幹法生產技術。
組織進口外國設備和自行開發兩者並不矛盾,是相輔相成的。有了石嶺水泥廠和本溪水泥廠預分解窯中間試驗的結果,我國水泥設計院的工程技術人員在技術談判中便取得主動,可以更好地選擇工藝和設備。在進口外國設備過程中所學到的知識,則有利於科研、設計單位進行技術開發,少走彎路。
1983年,國家建材局明確水泥工業要發展預分解窯新型幹法,根據條件採用日產700噸、2000噸和4000噸熟料等不同規模的工藝和設備。
我國水泥工業首先在新疆水泥廠建設了一條日產700噸的預分解窯生產試驗線,這是我國第一條能長期連續運轉的燒煤預分解窯新型幹法生產線。
1987年由,天津水泥工業設計研究院設計的北京燕山水泥廠日產700噸熟料預分解窯新型幹法線建成投產,標誌着該項技術已經成熟。
在此基礎上,我國科研設計單位又開發出日產1000噸熟料的同類生產線,並很快在全國推廣。
江西水泥廠日產2000噸熟料預分解窯生產線於1984年4月動工興建,到1986年2月建成投入試生產。這條生產線的試生產過程非常艱難,工藝和設備都不成熟,尤其是設備事故頻繁,無法正常運轉。
江西水泥廠和天津水泥設計研究院對生產線進行了三次重大改造,歷經長達3年的調試工作,終於使生產線運行狀況達到國家科技攻關要求的指標。
這條生產線是我國自行設計,主要採用國產設備建成的第一條日產2000噸預分解窯新型幹法生產線。這條生產線的建成投產並通過國家級驗收,是中國水泥技術發展史上的一個重要里程碑。

在江西水泥廠之後,國家建材局採用此技術在陝西耀縣水泥廠、魯南水泥廠和雙陽水泥廠建設了日產2000噸的生產線,特別是通過向外國公司購買設計製造專利技術提高了水泥設備的技術水平,使得這幾條生產線很快達到設計指標。
雙陽水泥廠的建成並順利投產,標誌着我國預分解窯新型幹法技術開發已基本成功,為生產發展創造了良好條件。從此,預分解窯新型幹法的發展進入生產發展階段。
水泥生產線低成本技術的重大突破

20世紀八九十年代,中國水泥工業利用外資建成一批預分解窯新型幹法生產線,採用國產設備建設了一批日產2000噸熟料生產線,同時利用預分解窯新型幹法技術還改造了一批老水泥企業,使得中國水泥工業的技術水平有了一定的提高。
但是預分解窯新型幹法此時還沒有辦法在全國大規模推廣,新技術推廣面臨的最大難題是生產線投資規模太大,噸水泥投資太高。
在外商投資企業中,江南-小野田水泥日產4000噸熟料生產線花了2.2億美元,京陽水泥日產5500噸熟料生產線投資2.5 億美元,大宇水泥(山東)日產7200噸熟料生產線花了2.9億美元——這些生產線的噸水泥投資都在135美元以上。
在採用國產技術設備新建日產2000噸熟料生產線的企業中,北京水泥廠花了人民幣8億元,浩良河水泥廠投資了人民幣9億元,海南昌江水泥廠支出了人民幣近12億元——這些生產線的噸水泥投資都在人民幣1100元以上。
即使是老廠擴建,湘鄉水泥廠建設一條日產2000噸熟料生產線也花了人民幣7億元。
如此高的投資使許多水泥企業望而卻步,感到預分解窯新型幹法技術高不可攀。

在預分解窯新型幹法生產技術發展遇到困難的時刻,安徽海螺集團首先在降低投資上取得重大突破。海螺旗下的寧國水泥廠於1995年擴建一條日產2000噸熟料生產線,投資總額下降到3.4億元。在此基礎上,海螺白馬山水泥廠擴建一條日產2000~ 2500噸熟料生產線時,投資進一步降低到3億元以下。
1999~2001年間,海螺集團用5億元在安徽省蕪湖市荻港建成全新的兩條日產2500噸熟料生產線、年產150萬噸熟料的生產基地,水泥噸投資下降至350元以下。
與此同時,濟南山水集團旗下的山東水泥廠和吉林亞泰水泥公司分別用2.8億元和3億元建成日產2500噸熟料生產線,從而在全國範圍內取得降低預分解窯新型幹法生產線建設投資的重大突破,這是水泥新型幹法生產發展歷程中的一次重大跨越。
預分解窯新型幹法生產技術從2000年起開始進入一個蓬勃發展的新階段,從此國家重點大中型企業都開始大規模建設日產2000~ 2500噸熟料新型幹法生產線,就像20世紀80年代大中型企業自如地建設“華新”濕法迴轉窯生產線一樣。

海螺集團在低投資建設日產2000噸熟料新型幹法生產線取得成功後,從2000年開始對低投資、國產化日產5000噸熟料預分解窯新型幹法生產線技術進行攻關。
在海螺集團、水泥設計院和設備製造廠的密切配合下,經過近兩年的設備試製和工程建設,池州海螺和銅陵海螺兩條日產5 000噸熟料示範生產線分別於2002年初建成投產。其立式原料磨、五級旋風懸浮預熱器帶分解爐窯系統、熟料冷卻機、煤粉立磨、高效電收塵等主要裝備完全國產化,生產線設備國產化率超過90%。
海螺集團率先突破了低投資、國產化日產5000噸熟料新型幹法生產線這一難關,促進了我國日產5000噸熟料生產線建設的蓬勃興起,使我國新型幹法生產技術提高到一個新水平。
2002年前,新型於法生產線建設中主要採用日產2000~2500噸熟料生產技術,掌握日產4000噸熟料生產技術的企業只有冀東水泥廠和寧國水泥廠等少數幾個企業。
2002年開始,在新型幹法的發展中愈來愈多的企業採用和學會日產4000~5000噸熟料的生產技術。2003年以後,東部和中部地區的大型水泥企業幾乎全部都建設日產4000~5000噸及其以上規模的生產線。
2002年到2004年新建的新型幹法生產線中,日產熟料4000噸以上規模的數量達到60%。我國新型幹法生產技術水平得到普遍性提升,這標誌着中國在水泥工廠的設計、設備製造、設備安裝和土建施工,以及生產管理與操作技術等方面,都已提高到一個嶄新的水平,能自主發展現代水泥生產。

海螺集團在水泥工業技術上的進步並未止步於此,而是在前期基礎上繼續建成投產了一條日產8000噸熟料和四條日產10000噸熟料新型幹法生產線。
海螺集團日產8000噸熟料生產線於2003年9月建成,四條日產萬噸熟料生產線於2004年底全部建成投產,標誌着中國水泥工業在技術上實現了全球領先。
進入21世紀,中國中材集團成功研發出三種形式的日產10000噸熟料生產線。在2010年世界上12條日產10000噸熟料生產線中有9條是由中材集團承包設計、裝備製造和施工建設的。到2015年,我國已擁有10條日產萬噸級熟料生產線。
我國水泥生單線規模也處於國際領先:日產12000噸熟料生產線是國際上單線規模最大的生產線,在中國首先建成投產並已建成6條。
中國水泥工業不僅在規模上,在技術水平上都實現了全球領先。

中國水泥新型幹法生產技術從2000年開始蓬勃發展,水泥企業水泥產量大幅增長,技術進一步提升,企業擴張迎來了一個新高潮。
2003年中國水泥產量一年內增加了1.37億噸,創下了中國曆年水泥增量的新紀錄。此後連續9年,中國每年水泥產量增量都超過1億噸,中國水泥產量也從2000年的5.97億噸增加至2015年的23.6億噸,水泥產量佔全球產量的50%以上。
2014年,中國水泥產量達到24.8億噸,達到歷史最高產量水平。
2023年,中國水泥產量為20.23億噸,連續38年位居全球第一。
從中國水泥工業技術的發展過程看中國工業化的特點
在改革開放前三十年,中國基本上建成了完整的產業部門,實現了低水平的工業化。
以水泥工業為例,中國水泥工業形成了自主設計和建造迴轉窯生產線的能力,在全國各地建設了幾十條迴轉窯生產線,構成了中國水泥工業“大水泥”的主體。
除了迴轉窯生產線,中國各地還建設了大量的立窯水泥生產線,構成了中國水泥工業“小水泥”的主體,且小水泥的產量遠遠超過大水泥。
從水泥工業的技術發展過程來看,此時水泥工業懸浮預熱預分解技術已經成熟,中國建設的迴轉窯在技術上已經落後,更不用説立窯技術了。
因此從技術角度上來説,中國實現了低技術水平的工業化。雖然中國水泥工業技術落後,但是這比完全沒有要強,是支撐中國前三十年工業建設和基礎設施建設的基礎。
實際上,中國並未放棄對水泥工業先進技術的追趕,從七十年代開始就已經對預分解窯技術進行了研究,並進行了中間試驗。
中國水泥工業在技術上加快追趕西方發達國家主要是從改革開放後開始的,首先是通過引進西方先進的預分解窯生產線,對西方水泥工業的技術有了具體的認識。
在前期試驗的基礎上,中國水泥工業先後完成了日產700/1000噸,日產2000噸,日產4000噸和日產10000噸懸浮預熱預分解窯設備的國產化,並建設了多條國產化水泥生產線。
2000年後,隨着海螺水泥日產10000噸國產化水泥生產線的投產,標誌着中國水泥工業在技術上完全追趕上了西方先進水平。
水泥工業生產技術自主化和設備國產化的成功,使得水泥工業新建生產線的投資顯著下降,促成了中國水泥工業的大發展。
中國水泥工業技術的發展過程在中國的工業化過程具有普遍性和代表性。
新中國成立後經過三十年的發展,雖然在技術水平上與西方國家差距較大,但是基本上能夠實現低技術水平的工業化。
改革開放後通過技術引進和自主研發,中國在技術上逐步追趕上西方先進國家,很多產業基本上都是在2000年前後完成了技術追趕。
在完成技術追趕後,中國各產業部門才迎來了真正的大發展。技術是最前面的1,產能是後面的0,解決了技術問題,後面的產能建設才有意義。
不論是鋼鐵水泥還是電力石化,中國這些基礎產業部門的規模在2010年前後都達到了全球第一,並且是遙遙領先的全球第一。
中國製造業的規模之所以能夠達到全球第一,完成技術的趕超是前提!