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原国家建材局局长王燕谋:中国水泥业的伟大复兴 ——纪念改革开放四十周年

Date: 2018-11-12
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在我国改革开放40周年之际,王燕谋先生专门为中国水泥网和中国建材杂志撰写了文章。文章回顾了改革开放给中国水泥工业带来的巨大变化和取得的丰硕成果。王燕谋作为水泥界老前辈,为开创新中国水泥工业倾注了太多太多的心血。亲历了新中国水泥工业的恢复重建,组建水泥工业专业队伍,建设水泥生产线,研发新型干法水泥工艺,研发特种水泥等等。改革开放后,王燕谋成为中国建材工业管理部门领导,如虎添翼。为中国水泥工业加速实现升级换代,引进技术自主消化吸收,科技攻关与基本建设相结合,积极利用外资。卓有远见提出了水泥工业布局调整,节能环保,出口发展战略。为中国水泥工业在21世纪的腾飞,打下了坚实的基础,当我们正充分享受水泥工业改革开放的成果时,不能忘记前辈们“栽树”的辛勤,同时对水泥再现中国建筑胶凝材料昔日辉煌更加自信,水泥“中国梦”一定能实现。
  2012年11月29日中共中央总书记习近平同志参观“复兴之路”大型展览会后提出:“实现中华民族伟大复兴的中国梦”。“中国梦”的基本目标是,在中国共产党成立一百周年时全面建成小康社会,在新中国成立一百周年时建成富强、民主、文明、和谐的现代化国家。“中国梦”充分表达了中国各族人民一百多年来的心声,一经提出立即得到热烈响应和衷心拥护,成为凝聚当今中国社会团结奋进的理想信念和精神支柱。

水泥即建筑胶凝材料。在世界水泥发展史上,曾有过中国古代建筑胶凝材料的辉煌。18世纪中叶,西方国家开始在古代建筑胶凝材料基础上不断开拓,于1824年发明了水泥。其后,随着社会进步,开发出水泥新品种和愈加先进的生产技术。在此历史进程中,旧中国水泥业的发展,长期落后于西方。1949年中国人民在中国共产党领导下建立了新中国,从此,中国水泥业走上了自主发展的道路。1978年中共中央决定实施改革开放政策,引领中国水泥业走上伟大复兴之路。

一、古代建筑胶凝材料的辉煌

公元前5000年到3000年的新石器时代,中国古人用夹杂在黄土中的姜石,经磨细制成“白灰面”,用于涂抹山洞、地穴的地面和四壁,使其变得光滑和坚硬。这是至今被发现的中国古代最早的建筑胶凝材料。

公元前16世纪的商代,地穴建筑向木结构建筑发展,除继续使用白灰面抹地外,开始采用黄泥浆砌筑的土坯墙。在战国时代,出现用草拌黄泥浆筑墙。

公元前7世纪的周朝出现了石灰,由主要成份为碳酸钙的哈壳煅烧而成,当时主要用于修筑陵墓。到秦汉时代,砖石结构建筑被广泛采用,促使石灰制造业迅速发展,纷纷采用石灰石烧制石灰,其生产作坊应运而生。在汉代,石灰的应用已较普遍,采用石灰砌筑的砖石结构能建造多层楼阁。

公元3世纪到5世纪的南北朝时代,出现了一种名叫“三合土”的建筑胶凝材料,它由石灰、粘土和细砂所组成。到明代有石灰、陶粉和碎石组成的“三合土”。在清代,还有石灰、炉渣和砂子的“三合土”。“三合土”一般用作地面、屋面、房基和地面垫层等,在清代还用于夯筑水坝。

在南北朝时期,除“三合土”外,还出现石灰与淀粉等有机物掺合的建筑胶凝材料。在中国古代史上,这种材料被长期沿用。史料记载:『南宋乾道六年修筑和州城,其城壁表里各用五层包砌,糯米粥调石灰舖砌城面兼楼橹,委皆雄壮,经久坚固』。『明代修筑的南京城,以条石为基,上筑夯土,外砌巨砖,用石灰作胶结材料,在重要部位则用石灰加糯米汁灌浆,城垣上部用石灰、桐油和土结顶,非常坚固』。『明代构筑墓穴及贮水池则灰一份,入河砂、黄土二份,用糯米、羊桃藤汁和匀,名曰“三合土”,经筑坚固,永不隳坏』。『清朝康熙年间,北京卢沟桥南北岸用糯米汁拌“三合土”建筑河堤数里,使北京南北郊以此免去水患之灾』。『用糯米汁和牛血拌“三合土”砌筑石桥,凝固后与花岗石一样坚固,还有韧性,用铁镐刨时会迸发出火星,有的甚至要用火药才能炸开』。

中国盛行“三合土”和掺有机物的“三合土”时,在欧洲各国正广泛采用类似于“三合土”的罗马砂浆,并没有出现过掺有机物的建筑胶凝材料。掺有机物的“三合土”性能,特别是韧性和耐久性,远比罗马砂浆优异。12世纪到18世纪的宋、明、清时代,中国古代建筑胶凝材料的发展进程已达到比西方国家更高的水平,创造了昔日的辉煌。

英国著名科学史学家李约瑟在《中国科学技术史》一书中写道:『在公元3世纪到13世纪之间,中国保持着西方国家所望尘莫及的科学知识水平』;『中国的那些发明和发现远远超过同时代的欧洲,特别是在15世纪之前更是如此』。这些判断也是基本符合中国古代建筑胶凝材料的发展状况。

二、旧中国水泥业的落后

英国在第一次工业革命后,航海业日益发达。为建造经久耐用的灯塔,被尊称为“土木之父”的史密尔顿工程师发现了水硬性石灰。1796年英国人派克采用粘土质石灰岩作原料,制成球,在高温下灼烧,经磨细制成水泥,被称之为罗马水泥,取得了专利权,此后,法国人和美国人采用成份接近于水泥的天然灰岩制成水泥,被称为天然水泥。罗马水泥和天然水泥在18世纪末到19世纪初在西方国家流行了较长一段时间。1822年英国人福斯特采用白垩和粘土作原料,经灼烧制成水泥,称之为英国水泥。由于其烧成温度低,质量较差,未能推广。1824年英国泥水匠阿斯普汀采用石灰石和粘土作原料,经高温灼烧,磨制成水泥。由于其制品颜色类似于英国波特兰地区建筑用石料,因此称之为波特兰水泥。阿斯普汀首先取得英国政府颁发的波特兰水泥专利权。其后,英国天鹅怀特公司经理、水泥研究者强生对波特兰水泥生产技术不断改进,1845年确定了生产基本参数,能制得质量稳定的产品。波特兰水泥熟料主要成份属硅酸盐化合物,所以又称之为硅酸盐水泥。现代建筑胶凝材料硅酸盐水泥就这样在西方国家徐徐诞生。

水泥生产的核心设备是窑,在考察水泥技术发展进程时往往以窑为代表。1824年阿斯普汀发明波特兰水泥时所用的窑是沿用于烧石灰的瓶窑。1872年强生发明专用于水泥生产的仓窑,其特点是利用手工作业将物料沿水平移动,完成干燥、预烧和烧成等过程,曾流行于欧洲,是最早的水泥煅烧专用设备。1884年德国人狄兹赫发明立窑,不同于仓窑的是物料自上而下沿垂直方向自动完成烧成过程。此后,对立窑不断改进。英国人最早在立窑上采用机械通风,接着德国人采用自动卸料装置,这些措施大幅度提高了熟料的产量和质量。最后,德国人又增设自动喂料装置,完成了立窑的全盘机械化。19世纪末到20世纪20年代,立窑技术在世界范围内被广泛采用,成为一代水泥烧成设备。1895年美国人亨利和西蒙发明中空干法回转窑。为利用窑尾废气余热,1897年德国人贝赫门开创带余热锅炉的干法回转窑。1928年德国人立雷帕与伯力鸠斯公司合作,用篦式加热机取代余热锅炉新创立波尔窑。在中空干法回转窑不断改进的过程中,1912年前后丹麦斯密斯公司发明湿法回转窑,经数次改进后发展为湿法长窑。立波尔窑和湿法长窑在20世纪上半叶,曾风靡于世界水泥业。20世纪50年代德国洪堡公司推出世界第一台4级旋风预热器窑。接着德国伯力鸠斯公司首创立筒预热器窑。同时在生料制备和环境保护等方面取得长足的进步,从而形成预热器窑新型干法,造就了一代水泥生产新技术,于20世纪60年代曾流行于世界工业发达国家。1971年日本石川岛播磨重工业公司发明预分解窑,使水泥生产技术迅速提升到预分解窑新型干法水平。随着社会进步,预分解窑新型干法的信息化和环保水平不断提升,发展成当今世界最先进的水泥生产方法。自发明波特兰水泥后的190多年里,水泥生产技术由瓶窑发展到预分解窑,由手工作坊式间歇生产发展到信息化清洁大生产,取得了与现代人类文明相应的长足进步。

在水泥发明及其生产技术发展的进程中,中国在古代建筑胶凝材料发展到有机物掺“三合土”阶段后便停止不前,水泥业发展长期落后于工业发达国家。

世界列强通过1840年的鸦片战争打开了中国的门户,大量商品输入中国,水泥也不例外。据海关统计,1910年清朝末年,中国进口水泥高达10万吨之多。由于水泥是从国外进口的,当时中国人称水泥为洋灰,按英文译音,又称为细绵土。

在发明波特兰水泥65年后,中国开始建设第1个民族水泥企业,清朝末期建成3个厂,民国期间建了8个厂,总生产能力为167万吨水泥。这些厂在建设中都是选用外国设计,购买国外装备,早期建的厂还都聘用外国专家,指导生产。中国第1个民族水泥企业启新洋灰股份公司于1889年初建时,选用了1884年发明的立窑,1907年重建时改用了于1895年发明的中空干法回转窑。1921年上海水泥厂和中国水泥厂建厂时,在中国首先采用了约在10年前发明的湿法回转窑。旧中国民族水泥企业生产发展完全依赖于外国技术。

1905年日俄战争后,日本侵略势力开始大举进入中国。为掠夺资源、扩大战争,日本水泥资本随之进入中国,先在东北地区建厂,1937年卢沟桥事变后又扩大到华北地区。1905年到抗日战争胜利的1945年,日本水泥资本在中国建设了16个水泥厂,水泥年总生产能力达265万吨,建设所用设备大都是从日本工厂拆运来的旧设备,几乎全都采用中空干法回转窑生产技术。这是中国历史上一次日本水泥资本的大举入侵。

1937年爆发全面抗日战争,大半个中国迅速沦陷,国民政府退守到西南和西北地区,大批工厂随迁到敌后。为重建工厂和抗击日寇,急需大量水泥。然而,在敌后资金奇缺,交通不便,无法购买外国装备。在这条件下,进入敌后的水泥专家只得采用投资低、见效快、技术落后的立窑,以发展生产。所用的立窑是无装料、卸料装置的普通立窑和砖砌外壳的土立窑,抗战期间,在敌后共新建了7个立窑水泥厂,总生产能力是年产水泥4.5万吨。采用落后的立窑技术建厂是抗日战争条件下的无奈之举。

上述历史情况说明,旧中国水泥业起步晚,生产发展依赖于购买外国装备,技术发展全面落后于西方。


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