水泥如何建设中国?

2020-07-05 12:34:52

水泥是现代工业社会最重要的基础原料,尤其是在建筑建设方面,水泥的价值之高,怕是连钢铁都无法与之相比。

水泥是现代工业社会最重要的基础原料,尤其是在建筑建设方面,水泥的价值之高,怕是连钢铁都无法与之相比。

高的用钢混,低的用砖混,总之离不开"混",而混凝土又离不开水泥

但水泥在一开始并不是一种常规的建材,在被英国人发明之后,更是经过了漫长的传承才最终在中国生根发芽。今天的中国,即使经历了艰辛的去产能和产业优化,仍然是世界上最大的水泥生产国,占到了世界产量的几乎一半。

而在行业竞争加剧和不断升格的环保法规面前,人们刻板印象中粗笨肮脏的水泥,也已经走上清新节能的路线。科技的力量,在这背后起到了举足轻重的作用。

西泥东渐

河北唐山唐河边,有一座从老工业区改造而来的文化园区。园中多的是锈迹斑斑的铁罐、充满年代感的老厂房,似是瞬间能将人拉回那个充满记忆的时代。

这就是号称唐山版798的启新1889。

之所以要把这个园区命名为启新1889,是因为启新的历史可以追溯到1889年。当年,同时督办了开平矿务局的唐廷枢在李鸿章的支持下,开办了中国第一座水泥厂——唐山细绵土厂。所谓细绵土,是时人对水泥英文cement的音译。这也是启新厂的前身,园区门口那匹白马雕塑,其实就是启新厂最著名的马牌水泥

相比农业社会的种种传统建筑材料,水泥以及混凝土的建造自由度要大很多(尺寸固定的石头和可以自由塑形的石头,这种区别)

中国第一座水泥厂开在唐山,自然是有原因的。这就要说到水泥生产的几个相关流程了。

水泥生产的第一步,是原料开采,主要是石灰石(受热形成氧化钙)、粘土质(提供硅元素、铝元素等)、钢渣(提供铁)等。虽然石灰石和粘土并不难找,但在矿区附近进行开发,却是一举两得,多次利用,这正是唐山的优势所在。

原料粉碎后进行混合,随后送入窑中进行高温加热,这个工序被称为熟料煅烧。为了使生料熔融形成玻璃质,煅烧的温度需要达到1500℃左右。

在没有电炉控温的年代,这需要大量煤炭。对于唐山来说,水泥厂的燃料需求不过是钢铁行业的边角料,完全可以低成本满足。

燃料条件和运输条件都是首屈一指的

最终,煅烧后的熟料再磨碎,与石膏搅拌、装袋后,就成了质地细腻的水泥。等运到工地,与水和黄沙混合后,就可以用来修桥铺路造房子了。

但水泥熟料最怕水,沾水即结块,无法使用,因此水泥厂需要尽可能与消费市场靠近,以减少运输途中的损耗。而唐山作为当时洋务派在北方的试点城市,有一系列现代化的工厂需要营建,是水泥厂最早的客户。

事实上唐山细绵土厂的选址,也体现了后来水泥产业选址的两个原则:靠近原料基地,和靠近消费市场。山东和广东这两个经济发达、地形多变的省份,就很满足水泥产业立足的需求。

1878年开办的开平矿务局

如果不能都做到,那么至少要选择其一。比如深藏在祁连山深处,由永登水泥厂改组而来的甘肃祁连山水泥集团,就更靠近前者;而在安徽落脚,为经济强势的华东地区提供原料的海螺水泥,则更靠近后者。

毕竟西部山多,而东部人多。虽然西部大开中也需要巨量的基建,但和东部的需求密度还是没法比

而在工业化早期,随着唐山细绵土厂的建立,中国水泥工业也真正开始了缓慢的起步。

水泥与中国

新中国成立前夕,全国水泥产能达到了66万吨,位列世界第26。这虽然不是一个很高的排名,但考虑到这是经历了抗日战争和解放战争两场大战之后的成果,也已经比较可观。原本对中国来说非常陌生的现代建材体系,也在战火中艰难地成型了。

雪后的人民大会堂工地(也是用的国产水泥),不过当时建筑机械有限,大量靠人力建设还是很辛苦

逐步完善的水泥产业链条在新中国的大建设过程中起到了举足轻重的作用。和洋务时代一样,国产水泥不仅承担着为现代化工业提供建筑原料的重责,还要在一些特种应用场合与洋水泥竞争,保证建筑质量的同时保护国家宝贵的外汇储备。

1963年,甘肃省最重要的水利设施刘家峡水电站开始筹建。然而水电站所用的基础建材要求和普通的水泥不一样,不仅要具备正常的结构强度,还要有适宜的水化热——这是一种衡量水泥在水中稳定性的指标,水化热不达标的水泥会在水中形成细小裂缝,降低整个结构的使用寿命。

1974年竣工的刘家峡,是当时亚洲第一座百万千瓦级大型水电站,其对基础建材的要求之高不言而喻

临近的水泥生产厂家不多,几乎只有祁连山水泥的母体永登水泥厂可以选择。

如今的祁连山水泥厂

这是个艰巨的任务,永登水泥厂不仅要找到适宜的硅铝质原料,还要在紧张的工期中快速确认水化热达标的配方。如果他们没能完成这个任务,国家可能就不得不动用宝贵的外汇资源,向外界购买原料了。进口水泥原料既贵且量大,实在不是个好选择。

最终永登水泥厂的技术人员还是克服了重重困难,顺利完成了任务,构筑了刘家峡大坝的躯体。这种新款国产水泥也填补了适宜国内大坝施工用水泥行业的空白,在后来的一系列水利、桥隧设施中,都有出现。

后来青藏铁路的修建也大量使用了祁连山(永登)水泥

类似这样的工业故事,在中国水泥产业的发展史中屡见不鲜。只是因为水泥行业是一个基础行业,不似导弹、航天、铁路、石油等容易得到曝光的行业一样,故事深入人心。若是没有计划经济时代的技术积累,改革开放以后我国建设事业所需的建材原料供应也不会那么顺利。

高铁下面是铁轨,铁轨下面是水泥。而路边水泥质量不过硬,也是可以翻车的

但随着国家的进步,水泥行业却开始与整个大环境显得格格不入。

由于水泥的原料是开山采矿所得,水泥熟料又是灰色粉末颗粒,无论是生产还是运输过程中都会造成环境破坏、空气污染,越来越不受周边居民的欢迎。另外水泥煅烧过程中要消耗大量的能源,同时整个行业的附加值又很低,能效比也就显得弱势,在产业环境发展到一定程度之后便面临产能淘汰的窘境,这也是很多发达工业体曾经走过的路。

由于普通水泥生产技术门槛不高,在缺乏区域规划和管控的地方兴建大量小厂,对环境的破坏很大,而小厂们的利润也很低

所以现在回头看九五计划期间对水泥行业的兼并重组改革,就显得很有前瞻性了。当时国家联合水泥行业淘汰了大批产量低、能耗高、污染重的小窑,将地方水泥产能统一,组建了海螺、渤海、珠江、亚泰、冀东、华新、虎山等大型水泥企业,以方便监管,其中有些还成为了上市公司。

水泥行业自身也做出了许多改变。比如借鉴日本技术,与火电行业合作,将发电余烬中的飞灰作为水泥原料,对外是保护了青山绿水,对内是消化了本是废弃物的边角料。此外在环境部门逐渐升级的监管下,大型的水泥生产方也都会依规加装尾气处理设备,并在厂区周边做好绿化,尽可能减少对居民生活的干扰,这都是在整个行业中都能看到的实实在在的改变。

祁连山水泥厂周边

还有一些水泥企业则走得更远,把数字化技术与传统得不能再传统的水泥产能结合,让水泥真正融入了现代化工业。

水泥厂里的黑科技

数字化本身不能生产水泥,但数字化却可以以独特的方式优化水泥的生产过程,让水泥生产变得更环保、节能、高效。

以刚才提到水泥生产中最耗能的熟料煅烧环节为例。这个流程中需要控制的要素有很多,加热器内的通风和煤炭量决定了窑内温度,加生料的速度和比例又决定了水泥产品的性能,还有窑炉旋转的速度也决定了生料加热是否均匀,总结起来就是“风、煤、料、窑速”等多种工艺参数,是一个庞大的数字矩阵。

但在传统熟料车间里,控制这一切的却只是一位操作员。他需要熟记所有参数,在调整一个数值时预估它对全局造成的影响,培养一个熟练工耗时非常漫长。而且即使成为了窑控专家,也时刻需要保持高度紧张,往往是一个班次做下来,明明没有怎么运动,却是满头大汗,感到虚脱。人在这种状态下也很难一直头脑清晰,因此传统烧成车间对合格率的要求也无法特别苛刻。

光这一个环节出的差错,就会给全厂带来相当的废料率,能耗更是居高不下。

因此水泥企业大多在改革之后积极寻找能将这个工艺数字化的供应商。刚才多次提到的祁连山水泥,就邀请了拥有丰富电气化和自动化经验的施耐德电气前来助阵。

点击观看视频 看施耐德电气是如何

助力祁连山水泥进行数字化升级的

施耐德电气为祁连山水泥带去了一种叫APC的先进过程控制系统,可以协助操作员监控工况,随时调整指令,解放了操作员的脑力和体力。

APC系统的帮助下,拥有悠久历史的祁连山水泥获得了新生。在作为智能制造试点工厂的漳县祁连山水泥应用系统三年,上线率高达99%,大幅降低了操作人员的劳动强度,实现了少人值守,误操作导致的失控率为0,让生产过程稳定、高效、节能,在漳县祁连山水泥车间,熟料的标煤和电耗都明显下降,出料的氧化钙合格率则提到了85%以上,熟料强度有了明显改善。

针对水泥行业高能耗的特点,施耐德电气还提供了一套能够提高能效的EMS能源管理系统。这套系统能帮助厂区动态监测水、电、煤、汽等资源的实时消耗情况,让生产线上原本处于黑箱状态的能耗情况一目了然。如此,生产管理者就能根据现实情况进行实时决策,挖掘降低能耗的潜能。

水泥行业是世界上最耗能的行业之一,虽然单位水泥的能耗不高,但架不住产量实在太大,占到了全球总能耗的2%。中国,拥有世界一半的水泥产能,提高能效刻不容缓。而水泥企业也乐见能耗的降低,毕竟能源成本占到了水泥生产成本的60%以上,少用一吨煤,就能实实在在省一笔钱。

2019年,祁连山水泥旗下的宏达建材厂就得益于这个系统,一度将单月熟料标准煤耗降到了100公斤/吨以下,全年节省了453.6万元的电费,节能又省钱。而在传统工艺下,水泥的能耗是200多公斤标煤/吨,每吨水泥使用新工艺向大气少排放了366公斤二氧化碳。

以中国年产能24亿吨计,如果全部使用节能工艺,每年可以节能2.4亿吨标煤,少向大气排放8.8亿吨二氧化碳。全中国2.5亿辆汽车每年少上路1万公里——这对于很多私家车主来说,就是全年的行驶里程,也不过如此。而折算成可以固碳的树林,这相当于4.8亿亩人工林,相当于中国自退耕还林还草运动发动以来的总成果,能覆盖1/4的国土面积。

从工业入手,比从民用入手控制碳排放容易得多,也应该是重工业未来的发展方向。

而这一切,都建立在施耐德电气的EcoStruxure架构与平台上。这是一个基于物联网的系统架构,将传感器、计算机连上网络,与操作人员互通,能够把传统行业中只能凭借经验判断的众多参数具象化、可视化,应用领域非常广泛。

在5G时代正在大步前进,万物互联时代即将降临的前夜,这个系统在工业领域的率先应用,可以说也具有一定的前瞻性。当传统的水泥行业遇到这套高科技系统,自然面貌也能焕然一新,更好地服务于国民经济建设,把百余年的光辉历史继续续写下去。

施耐德电气

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水泥在去年迎来了一波量价齐升的行情之后,今年初受到供需关系影响,部分地区的出厂价格跌幅较大,然而进入七月份以来,水泥行业有了价格企稳甚至反弹的迹象。

2022-08-19 09:16:54

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2022年4月份规模以上水泥产量19471万吨,同比下降18.9%;1-4月份规模以上水泥产量58106万吨,同比下降14.8%。

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为激发“灰色”水泥的“绿色”潜力,遵义赛德水泥有限公司建设了年产200万吨水泥、500万吨精品砂石骨料、200万方精品商砼的高效、绿色、环保新型智能化水泥生产线,形成“水泥+骨料+商混”三位一体的全产业链建材产业基地,使公司成为全国首家粉尘排放低于10毫克标准的水泥企业,氮氧化物排放也远低于国内及国际通用标准,提高了在行业中的竞争力。

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4月27日晚,天山股份公告,控股子公司池州新材料公司以24.84亿元竞得安徽池州市贵池区横山矿区及外围水泥用灰岩矿采矿权。

2022-04-28 09:07:40

一季度,生产原煤108386万吨,同比增长10.3%。进口煤炭5181万吨,同比下降24.2%。

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4月18日,国家统计局发布2022年3月份规模以上工业生产情况,2022一季度规模以上水泥产量3.87亿吨,同比减少12.1%。

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2022年山西水泥行业错峰生产总目标是确保160天、力争180天。

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2022年3月,中央第四生态环境保护督察组督察西藏自治区发现,昌都市水泥项目批小建大,生态破坏问题突出。

2022-04-06 10:08:33

双方计划联合开发日产3500吨、年产120万吨的新型干法水泥熟料生产线。该生产线具有传热迅速、热效率高,单位容积较湿法水泥产量大、热耗低等特点。

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由于俄乌局势影响国际煤炭价格,韩国基建和房地产都离不开的重要建材水泥面临断货危机。

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时光的巨轮乘风破浪,我们又迎来了新的一年。值此辞旧迎新之际,我谨代表中国水泥网向全体行业同仁致以诚挚的问候和新年的祝福!

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2021年,建材行业克服疫情多点散发、原燃料价格快速上涨、限电限产等影响因素,经济运行保持平稳较好发展态势。

2022-01-29 12:26:29

11月26日,山东省发改委发布了《关于进一步完善工商业分时电价政策的通知》(鲁发改价格〔2021〕986号)。

2021-12-03 11:31:58

目前水泥行业的库存水泥水平如何,未来水泥价格走势如何?

2021-11-27 11:32:44

水泥方面,受煤价大幅下跌等因素影响,上周全国水泥价格高位下行预期明显。

2021-11-23 09:18:36

2021年10月份水泥产量20140万吨,同比减少17.1%;1-10月水泥产量197263万吨,同比增长2.1%。

2021-11-15 10:23:10

预计随着煤矿产能进一步释放和煤炭产量持续增加,加上电煤中长期合同兑现和存煤提升后电厂市场采购减少,煤炭价格有望继续稳步下行。

2021-11-10 09:24:20

报告预测,华新水泥、海螺水泥受限产影响,9月减产分别为19%和12%。

2021-10-03 09:13:23

国家发改委表示,要在晋陕蒙地区选取一批条件好的煤矿列为冬季重点应急保供煤矿,在用煤高峰期阶段性释放产能,重点保障东北地区。

2021-10-02 09:58:16

近期,动力煤、焦煤、焦炭所组成的“煤炭三兄弟”开启价格连涨模式,动力煤期现货价格已突破千元大关,创历史新高

2021-09-18 09:19:22

西南四省市错峰生产文件发布,涉及熟料产能超3.5亿吨;1-7月水泥产量发布,创近年来峰值。欢迎收看中国水泥网“一周头条”!

2021-08-24 09:16:31

水泥是建筑行业的基础材料,每年七八月份,是水泥行业的消费淡季,销量和价格都会有所下降。而今年这个淡季却有些特殊,不仅提前一个月到来,而且价格下降的幅度也超出预期,这究竟是怎么回事呢?

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目前韩国各大水泥厂已满负荷生产,上周起韩国也将出口水泥的30%-50%转至韩国国内使用。但据业内人士分析,水泥的供不应求将至少持续到六月。受此影响,韩国水泥或将面临近10年来的首次提价,按照行业要求,每吨上涨幅度在约合人民币30元-40元左右。

2021-04-06 09:13:24

随着各项环保政策的落实,水泥厂会面临着选择有效的减排路径和选择低排放可替代原料的要求。要推动减排生产、实现碳中和,水泥行业也有着应尽的义务,这需要水泥企业共同担当。

2021-02-25 15:07:34

今年1-11月,湖南海螺水泥有限公司克服疫情等不利因素影响,共计销售水泥熟料383万吨,实现销售收入10.4亿元。

2020-12-25 10:04:30

12月15日,由中国水泥网主办的“2020第八届中国水泥节能环保技术交流大会”在江西南昌盛大召开。

2020-12-16 09:32:38

邹伟斌指出,联合粉磨系统中磨前处理是关键,联合(半终)粉磨系统中,预粉磨段做功能力决定了该系统产量与电耗80%以上因素,必须高度重视发挥预粉磨段的有效挤压做功能力。

2020-10-29 11:59:48

进入8月,随着雨季即将结束,水泥的需求开始回暖。

2020-08-20 09:20:33

7月份,全国单月水泥产量2.18亿吨,同比增长3.6%。业内人士表示,随着基建政策激励和行业旺季的到来,水泥需求持续向好,预计下半年水泥价格将小幅增长。

2020-08-19 09:29:37

8月18日,山东水泥行业高质量发展峰会在山东济南召开,会上崔星太强调2020年充满变数,对今年水泥价格的走势非常担心。

2020-08-18 18:03:50

近一个月以来,水泥价格持续下调,其中主力市场华东地区的水泥价格跌幅最为明显,部分省市每吨下降了50元。那么水泥价格波动的原因是什么呢,下游的需求又有哪些变化?

2020-07-08 09:05:07

水泥是现代工业社会最重要的基础原料,尤其是在建筑建设方面,水泥的价值之高,怕是连钢铁都无法与之相比。

2020-07-05 12:34:52

The Net Zero Industrial Awards recognize and celebrate outstanding innovation in industrial decarbonization, focusing on people and projects that are revolutionizing energy-intensive industries and dramatically reducing greenhouse gas emissions. Cemex 's Solar clinker project is in partnership with cleantech company Synhelion, which developed the high-temperature solar thermal technology it uses