新型干法工艺是回转窑水泥生产最先进的技术,而窑尾增加生料预分解装置的新型干法回转窑,则是新型干法技术工艺的最新发展阶段。1985年,山东省没有预分解新型干法水泥,仅有山东水泥试验厂的两条悬浮预热新型干法回转窑生产线。山东铝厂水泥厂有6条湿法回转窑生产线,年生产能力100万吨(至2005年底被全部淘汰)。另外还有25家小型中空干法回转窑生产企业,主要用来生产特种水泥,生产能力不足100万吨。
山东预分解新型干法水泥生产起步于20世纪90年代,发展于21世纪初,经历了从无到有、从小到大、从弱到强的发展历程。全省新型干法水泥熟料产量,1985年为6.82万吨,均采用悬浮预热技术。2005年达到4152.3万吨,全部运用预分解技术。新型干法熟料产量在全省水泥熟料产量中的比重,由1985年的0.82%提升至2005年的41.61%,改变了山东省水泥工业长期以来“立窑独大”的状况,企业产品结构、技术结构和组织结构有了较大改善,水泥生产集中度大为提升,经济效益和社会效益显著,初步实现了水泥大省向水泥强省的历史性跨越。
一、生产发展
(一)起步阶段
20世纪80年代,中国水泥科技工作者相继成功研发出日产熟料700吨、1000吨、2000吨的预分解窑新型干法生产线。1984年,国家建材局决定在滕州市新建鲁南水泥厂。1987年,开始建设两条日产熟料2000吨预分解新型干法生产线。1990年10月1日1号线点火试生产,1991年5月25日2号线点火试生产。鲁南水泥厂两条生产线的投产成功,标志着山东省有了中国自主开发、自己设计,主机设备国内制造的预分解新型干法水泥。
山东水泥试验厂的两条悬浮预热新型干法水泥生产线,由于国产设备与技术均处于试验阶段,一直未能达标生产。1986—1990年,新型干法水泥产量仅维持在年产8万吨左右。
1990年,山东回转窑水泥熟料产量117.58万吨,占全省熟料总量的7.98%。其中新型干法熟料近17万吨(预分解新型干法熟料10万吨),占熟料总量的1.15%。“七五”时期,全省新型干法水泥熟料产量年均增长23.1%。
(二)快速推进阶段
1.重点项目建设。1991年5月25日,鲁南水泥厂第二条日产2000吨预分解新型干法水泥熟料生产线建成投产。由于受技术、设备、经验、人才等因素限制,与此前投产的第一条生产线均不能顺利达产,直到1994年两条生产线才通过达产达标验收。
2.实施技术改造。20世纪90年代,山东水泥厂(原山东水泥试验厂)的两条悬浮预热窑生产线先后被列入国家技术改造项目计划。1号窑生产线改造投资4500万元,1994年3月停产,12月改造完工,一次点火试车成功。投产后,日产熟料达800吨,进而提高到1000吨,生料制备系统电耗下降13千瓦时/吨,熟料烧成热耗下降4.18×200千焦/千克。1997年2月,投入资金4980万元,对2号窑生产线实施技术改造,当月10日开始停产,3月25日改造完工,27日一次点火试车成功,创造了中国水泥发展史上老厂改造高速度和高效率的奇迹。2号窑生产线技改后,熟料日产达1800吨,继而又提高到2000吨。1998年11月,济南市人民政府对济南水泥厂和济南东方红水泥厂实施环保迁建,山水集团抓住机遇,投资3.5亿元,在山东水泥厂新建预分解新型干法日产熟料2000吨3号生产线,1999年8月建成投产,在中国水泥发展史上创造出低投资、高速度建设日产2000吨熟料预分解新型干法生产线的成功范例。至2000年,山东水泥厂已有3条预分解新型干法生产线,熟料生产设计能力170万吨/年。
3.利用外资投资建厂。1993年,日本三菱株式会社与烟台市合作成立烟台三菱水泥有限公司,合资兴建山东省第一条预分解新型干法日产熟料3000吨硅酸盐水泥生产线,于1995年4月在烟台建成投产。1994年,韩国大宇公司在山东泗水县建立大宇水泥(山东)有限公司,并全套引进具有国际先进水平的POLYSIUS公司技术,主机设备在法国制造,采用超节能型设备系统,独资兴建日产7200吨水泥熟料生产线。该生产线1997年6月投产,是国内单线规模最大、日产量最高的生产线。
1994年11月,大宇水泥(山东)有限公司开工奠基仪式在泗水举行
4.鼓励水泥企业因地制宜投资建厂。1997—1998年,山东鲁碧建材有限公司、枣庄台儿庄水泥厂、兖州矿务局水泥厂,分别建成一条预分解新型干法日产1000吨熟料生产线;泰安鲁润水泥有限公司、临沂临光水泥厂分别建成一条预分解新型干法日产700吨熟料生产线。
1995年,全省新型干法水泥熟料产量195万吨,比1990年增长10.47倍,年均增长率为62.9%。2000年,全省有新型干法水泥熟料生产线11条,熟料设计生产能力710万吨/年;当年新型干法水泥熟料产量565万吨,比1995年增长1.9倍,年均增长率为23.7%。
(三)高速发展阶段
2002年,济南世纪创新水泥公司和山东宝山生态建材公司各建成投产一条日产2500吨和日产1200吨预分解新型干法水泥熟料生产线,全省新增熟料生产能力115万吨/年。
2003年,全省建成投产预分解新型干法水泥熟料生产线13条,新增熟料生产能力1084.3万吨/年。其中,2003年12月,山东第一条日产5000吨熟料生产线在淄博山水水泥公司(岭子镇)建成投产。同月,平阴山水水泥公司日产5000吨熟料生产线也建成投产;山东铝厂水泥厂建成一条日产3000吨熟料生产线;山东泰山水泥公司、昌乐山水水泥公司、德州晶华集团、潍坊山水水泥公司、山东金鲁城水泥公司、山东榴园水泥公司、烟台东源水泥公司先后各建成一条日产2500吨熟料生产线;山东崇正水泥公司、济南华明水泥公司、山东宝山生态建材公司先后各建成一条日产1200吨熟料生产线。
2004年,全省建成投产新型干法水泥熟料生产线14条,新增熟料生产能力1476万吨/年。其中,安丘山水水泥公司、中联鲁宏水泥公司、山东泰山水泥公司、淄博山水水泥公司、平阴山水水泥公司、山东东华水泥公司先后各建成一条日产5000吨熟料生产线;里能鲁西水泥公司、山东安厦水泥公司、山东泉兴水泥公司、山东金鲁城水泥公司、山东榴园水泥公司、日照港源水泥有限公司先后各建成一条日产2500吨熟料生产线;兖州矿务局水泥厂、山东顺兴水泥公司各建成一条日产1500吨和日产1200吨熟料生产线。
2005年,全省建成投产预分解新型干法水泥熟料生产线10条,新增熟料生产能力925万吨/年。其中,烟台东源水泥公司建成一条日产5000吨熟料生产线;蓬莱康达水泥公司、德州晶华集团各建成一条日产4000吨熟料生产线;枣庄东源水泥公司建成一条日产3000吨熟料生产线;烟台丛林集团、山东联合王晁水泥有限公司、山东泉兴水泥公司、山东沂州水泥集团、日照港源水泥有限公司先后各建成一条日产2500吨熟料生产线;日照荣安水泥公司建成一条日产1200吨熟料生产线。
“十五”期间,全省新建并投产新型干法水泥熟料生产线39条,新增熟料生产能力3600万吨/年。其中日产5000吨及以上熟料生产线9条,日产4000吨熟料生产线2条,日产3000吨熟料生产线3条,日产2500吨熟料生产线17条,日产2000吨及以下熟料生产线8条。
至2005年底,全省共有新型干法熟料生产线50条,水泥熟料设计生产能力4310万吨/年,占全国预分解水泥熟料产能的9.98%,继浙江、安徽省之后列全国第三位。当年新型干法熟料产量4152.3万吨,占全省熟料总量的49%,占比首次超过39.47%的全国平均水平,比2000年增长6.35倍,年均增长49%。
预分解新型干法水泥技术的广泛推广应用,使山东水泥工业的产品结构、技术结构及企业组织结构都发生了深刻变化,基本结束了山东水泥长期以来“立窑独大”的状况。全省50条新型干法熟料生产线单线平均熟料生产能力2781吨/日,超过全国2266吨/日的单线平均水平。全省水泥企业生产集中度大大提高,平均生产规模由1985年的不足3.5万吨、1990年的不足10万吨、2000年的不足20万吨,提高到2005年的近37万吨。
1985—2005年部分年份山东省水泥熟料产量一览表
表3-4
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┃年份 │熟料总产量(万吨)│新型干法熟料产量(万吨) │新型干法熟料比重 ┃
┃ │ │ │(%) ┃
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┃1985 │835.37 │6.82 │0.82 ┃
┠─────┼─────────┼─────────────┼──────────┨
┃1990 │1473.44 │17 │1.15 ┃
┠─────┼─────────┼─────────────┼──────────┨
┃1995 │3590.85 │195 │5.43 ┃
┠─────┼─────────┼─────────────┼──────────┨
┃2000 │4910 │565 │11.5 ┃
┠─────┼─────────┼─────────────┼──────────┨
┃2005 │9978.87 │4152.3 │41.61 ┃
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2005年山东省新型干法水泥生产企业一览表
表3-5
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┃企业名称 │熟料设计能力(│生产线(条)│单线规格(吨/日 │投产时间 ┃
┃ │万吨/年) │ │) │ ┃
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┃山东山水集团 │1162 │11 │ │ ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃其中:山东水泥厂 │ │3 │1号线1000 │1号线1976.9 ┃
┃ │ │ │2号线2000 │2号线1984.12 ┃
┃ │ │ │3号线2000 │3号线1999.8 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃济南世纪创新水泥公司│ │1 │2500 │2002.8 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃潍坊山水水泥公司 │ │1 │2500 │2003.8 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃昌乐山水水泥公司 │ │1 │2500 │2003.6 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃淄博山水水泥公司 │ │2 │1号线5000 │2003.12 ┃
┃ │ │ │2号线5000 │2004.12 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃平阴山水水泥公司 │ │2 │1号线5000 │2003.12 ┃
┃ │ │ │2号线5040 │2004.12 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃安丘山水水泥公司 │ │1 │5000 │2004.9 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃中联鲁宏水泥公司 │280 │3 │1号线2000 │1990.10 ┃
┃ │ │ │2号线2000 │1991.5 ┃
┃ │ │ │3号线5000 │2004.11 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃烟台东源水泥公司 │257 │2 │1号线3300 │2003.12 ┃
┃ │ │ │2号线5000 │2005.5 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃山东泰山水泥公司 │233 │2 │1号线2500 │2003.6 ┃
┃ │ │ │2号线5000 │2004.12 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃大宇水泥(山东)有限│223 │1 │7200 │1997.6 ┃
┃公司 │ │ │ │ ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃德州晶华集团 │202 │2 │1号线2500 │2003.8 ┃
┃ │ │ │2号线4000 │2005.6 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃山东东华水泥公司 │155 │1 │5000 │2004.12 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃山东金鲁城水泥公司 │155 │2 │1号线2500 │2003.9 ┃
┃ │ │ │2号线2500 │2004.11 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃山东榴园水泥公司 │155 │2 │1号线2500 │2003.11 ┃
┃ │ │ │2号线2500 │2004.12 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃山东泉兴水泥公司 │155 │2 │1号线2500 │2004.9 ┃
┃ │ │ │2号线2500 │2005.7 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃日照港源水泥有限公司│155 │2 │1号线2500 │2004.12 ┃
┃ │ │ │2号线2500 │2005.12 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃蓬莱康达水泥公司 │125 │1 │4000 │2005.4 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃山东联合王晁水泥有限│109 │2 │1号线1000 │1998 ┃
┃公司 │ │ │2号线2500 │2005.7 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃烟台三菱水泥有限公司│93 │1 │3000 │1995.4 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃山东铝厂水泥厂 │93 │1 │3000 │2003.9 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃枣庄东源水泥公司 │93 │1 │3000 │2005.11 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃山东沂州水泥集团 │78 │1 │2500 │2005.11 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃烟台丛林集团 │78 │1 │2500 │2005.5 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃里能鲁西水泥公司 │78 │1 │2500 │2004.7 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃山东安厦水泥公司 │78 │1 │2500 │2004.8 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃兖州矿务局水泥厂 │78 │2 │1号线1000 │1998.9 ┃
┃ │ │ │2号线1500 │2004 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃山东宝山生态建材公司│74 │2 │1号线1200 │2002 ┃
┃ │ │ │2号线1200 │2003.5 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃山东崇正水泥公司 │37 │1 │1200 │2003.4 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃山东顺兴水泥公司 │37 │1 │1200 │2004.11 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃日照荣安水泥公司 │37 │1 │1200 │2005.8 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃济南华明水泥公司 │37 │1 │1200 │2003.5 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃山东鲁碧建材公司 │31 │1 │1000 │1997 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃山东鲁润水泥公司 │22 │1 │700 │1997 ┃
┠──────────┼───────┼──────┼────────┼───────┨
┃累计 │4310 │50 │ │ ┃
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二、技术进步
新型干法水泥技术工艺与其他回转窑相比,最根本的区别是在干法回转窑的尾部增加了生料的悬浮预热装置和生料的预分解装置。山东新型干法水泥工艺技术发展经历了悬浮预热阶段和预分解阶段。
(一)悬浮预热窑阶段
悬浮预热装置的新型干法技术只在山东水泥实验厂存续21年,没有在山东其他地方推广普及。该厂1976年和1984年投产的两条悬浮预热窑生产线,许多工艺设备都由中国自行设计和试制,其中列入国家机电设备试制计划的有18台(件)之多。但两条生产线设备加工水平和耐热耐磨材料的质量都比较差,尚不能完全满足新型干法水泥生产的要求,投产后频繁发生设备事故,不仅运转率低下,而且料耗和热耗大幅增高。此种状况,直到20世纪90年代中后期通过技术改造才得以彻底解决。
(二)预分解窑阶段
1990年和1991年,鲁南水泥厂两条日产熟料2000吨预分解新型干法水泥生产线的建成投产,标志着预分解新型干法水泥技术开始在山东起步。由于当时技术、设备、经验、人才等方面的因素,两条生产线的建设和达产不顺利。建设周期3年,点火试生产后又长期不能达产,直到1994年,两条生产线才正式达产达标。与此同时,鲁南水泥厂开始研发利用新型干法水泥熟料生产线窑头窑尾纯低温余热发电技术,并列入国家“八五”科技攻关重点项目,配套建设的一座1.2万千瓦时余热发电设施于1995年成功并网发电,每年可利用余热95000百万千焦,发电8000千瓦时,折合节约原煤3万余吨,开启了山东新型干法水泥发展循环经济的先河。
1994年和1997年,山东水泥厂采用预分解新型干法技术先后对两条悬浮预热窑生产线进行技术改造,使山东水泥厂实现了生产技术和管理水平的全面跨越。水泥生产技术由悬浮预热窑新型干法阶段全面进入预分解窑新型干法阶段。
1995年和1997年,烟台三菱水泥有限公司和大宇水泥(山东)有限公司生产线都引进了当时世界上最先进的水泥生产技术,尤其是大宇水泥(山东)有限公司建成投产的日产7200吨熟料生产线,是当时全国最大能力的生产线。这些企业的设备大型化、技术先进化、管理现代化,成为全省预分解窑新型干法水泥工艺技术的示范。
2003年9月投产的山东铝厂水泥厂新型干法预分解窑水泥生产线
进入21世纪,国内新型干法水泥生产技术和装备制造技术日臻成熟。山东日产2000吨熟料生产线技术装备全部实现国产化,日产4000吨和5000吨熟料生产线国产化率达到90%以上;单位生产能力投资由1000元/吨~1200元/吨降低到300元/吨,其先进性、可靠性大幅提升,工艺技术和施工安装达到国际先进水平。预分解新型干法技术的成熟和投资的降低,解决了制约山东新型干法水泥发展的两大“瓶颈”,山东新型干法水泥得到高速发展。
至2005年,全省除25条制造特种水泥的小型中空干法回转窑外,其他落后的回转窑工艺技术全部被淘汰,所有的新型干法生产线全部采用了预分解技术,从工艺设计到技术装备全部实现国产化、现代化。新建成投产的预分解新型干法水泥生产线主要技术经济指标全部达到当时国际先进水平,与20世纪90年代初期相比,热耗下降10%,电耗下降15%左右,系统正常运转率达到92%,环保全部实现达标排放。尤其是山水集团建成投产的5条日产5000吨熟料生产线和3条日产2500吨熟料生产线,工艺和设备全部自行设计、自行开发、自行调试,每条生产线都实现了同类项目投资最低、工期最短、达标达产最快,成为全国水泥行业新型干法水泥“低投资、国产化、快达标”的样板工程。
三、重点企业
山东山水水泥集团有限公司 前身是山东水泥试验厂,成立于1972年,为省建材局管理的省属企业,1986年下放济南市管理,1989年更名为山东水泥厂。1997年整合组建山东山水水泥集团有限公司(简称山水集团)。山水集团是山东最大的水泥企业,也是国家重点支持的12家全国性大型水泥企业之一。2005年列中国水泥十强第二位。
20世纪90年代,山水集团围绕发展新型干法水泥进行了艰难探索,率先在全国水泥行业新建悬浮预热窑生产线实现了“低投资、国产化、快达标”目标。进入“十五”时期,山水集团确立“做大水泥主业”的战略定位,开始实施沿胶济铁路“东扩西进、南北辐射”发展战略。实施过程中坚持科学规划、合理布局,在有资源的地方建设熟料基地,在有市场的中心城市建设水泥粉磨站;坚持生产基地大型化,熟料生产线不低于日产2500吨,一般为5000吨,粉磨站年产一般在200万吨以上;坚持低投资、国产化、快达标;坚持收购兼并和建设新线“两条腿走路”。五年间基本完成在山东境内的战略布局,建成投产5条日产5000吨熟料生产线,3条日产2500吨熟料生产线,13座年产200万吨水泥粉磨站。先后收购兼并8家水泥企业,淘汰落后立窑生产线30条、750万吨水泥熟料生产能力。由此,山水集团拉动全省新型干法水泥比重提高15个百分点。
2005年,山水集团拥有熟料生产线11条,全部采用新型干法工艺。熟料设计生产能力达到1162万吨。形成济南、淄博、潍坊三大熟料基地,下辖山东水泥厂、济南世纪创新水泥公司和潍坊、昌乐、淄博、平阴、安丘水泥分公司等7个熟料和水泥生产分公司。
山水集团的“山水东岳”牌系列水泥,已通过国家质量、环境和计量体系认证,为全国水泥十大名牌、国家免检产品。其他产品还有水泥管道、水泥机械、塑料编织、新型墙体材料等。山水集团采取统一市场、统一管理、统一价格的管理机制,形成了城区、农村和出口“三足鼎立”的销售格局。山水集团技术中心集科研、工程设计、新产品开发于一体,具有国家二级设计资质,是省级企业技术中心。集团通过创新管理模式、全面推行“人单酬合一”,实施信息化改造、提升管理监控手段,建立完善的市场营销体系,发展循环经济等措施,使发展质量和经济运行质量不断提高。山水集团在所属企业推行的高压变频改造工程,每年节电7500万千瓦时,减少循环冷却水300万吨;每年利用各类废弃资源及工业废渣等废弃物在800万吨以上,有效地缓解了社会环境压力。1990—2005年,山水集团获得国家、省、市级各类先进荣誉称号30余项。
鲁南中联水泥有限公司 公司地处滕州市界河镇。前身是1989年6月成立的鲁南水泥厂,由省建材局管理,为国有大型一类企业。1998年鲁南水泥厂被中国新型建材集团公司等5家企业承债式兼并。1999年6月改制为多元投资主体的山东鲁南水泥有限公司,由中国联合水泥有限责任公司和山东省国际信托投资公司控股。2004年10月进行公司分立,将原山东鲁南水泥有限公司的优良资产注入中联股份成立中联鲁宏水泥有限责任公司。2005年底更名为鲁南中联水泥有限公司(简称鲁南中联)。
截至2005年,鲁南中联3条水泥熟料生产线全部采用国际先进新型干法工艺,其中1条日产熟料5000吨,2条日产熟料2300吨。主要生产“中联”牌复合硅酸盐325号、普通硅酸盐325号、325号R、425号、425号R、525号R,Ⅱ型硅酸盐425号R、525号R和道路水泥、低碱水泥等多种型号的水泥产品。鲁南中联依靠完备的质量保证体系及控制手段保证了硅酸盐水泥熟料及水泥产品的高品质。企业总资产10.72亿元,年销售收入19.99亿元,利税总额1.16亿元。鲁南中联采用硫酸渣、煤矸石、粉煤灰、炉渣等工业固废物作为原料生产水泥,每年少开采黏土资源近40万吨,节约耕地2公顷以上;各种工业废渣年消耗量100万吨左右。鲁南中联自身产生的各种工业固体废物综合利用率为100%。1995年,鲁南中联为新型干法水泥生产线配套建设的1.2万千瓦余热发电厂成功并网发电,每年可利用余热95000百万千焦,发电8000万千瓦时,折合节约原煤3万多吨。公司纯低温余热发电技术的成功应用,开启了水泥行业发展循环经济的先河。

