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原國家建材局局長王燕謀:中國水泥業的偉大復興 ——紀念改革開放四十周年

Date: 2018-11-12
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在我國改革開放40周年之際,王燕謀先生專門為中國水泥網和中國建材雜志撰寫了文章。文章回顧了改革開放給中國水泥工業帶來的巨大變化和取得的豐碩成果。王燕謀作為水泥界老前輩,為開創新中國水泥工業傾注了太多太多的心血。親歷了新中國水泥工業的恢復重建,組建水泥工業專業隊伍,建設水泥生產線,研發新型干法水泥工藝,研發特種水泥等等。改革開放后,王燕謀成為中國建材工業管理部門領導,如虎添翼。為中國水泥工業加速實現升級換代,引進技術自主消化吸收,科技攻關與基本建設相結合,積極利用外資。卓有遠見提出了水泥工業布局調整,節能環保,出口發展戰略。為中國水泥工業在21世紀的騰飛,打下了堅實的基礎,當我們正充分享受水泥工業改革開放的成果時,不能忘記前輩們“栽樹”的辛勤,同時對水泥再現中國建筑膠凝材料昔日輝煌更加自信,水泥“中國夢”一定能實現。
  2012年11月29日中共中央總書記習近平同志參觀“復興之路”大型展覽會后提出:“實現中華民族偉大復興的中國夢”。“中國夢”的基本目標是,在中國共產黨成立一百周年時全面建成小康社會,在新中國成立一百周年時建成富強、民主、文明、和諧的現代化國家。“中國夢”充分表達了中國各族人民一百多年來的心聲,一經提出立即得到熱烈響應和衷心擁護,成為凝聚當今中國社會團結奮進的理想信念和精神支柱。

水泥即建筑膠凝材料。在世界水泥發展史上,曾有過中國古代建筑膠凝材料的輝煌。18世紀中葉,西方國家開始在古代建筑膠凝材料基礎上不斷開拓,于1824年發明了水泥。其后,隨著社會進步,開發出水泥新品種和愈加先進的生產技術。在此歷史進程中,舊中國水泥業的發展,長期落后于西方。1949年中國人民在中國共產黨領導下建立了新中國,從此,中國水泥業走上了自主發展的道路。1978年中共中央決定實施改革開放政策,引領中國水泥業走上偉大復興之路。

一、古代建筑膠凝材料的輝煌

公元前5000年到3000年的新石器時代,中國古人用夾雜在黃土中的姜石,經磨細制成“白灰面”,用于涂抹山洞、地穴的地面和四壁,使其變得光滑和堅硬。這是至今被發現的中國古代最早的建筑膠凝材料。

公元前16世紀的商代,地穴建筑向木結構建筑發展,除繼續使用白灰面抹地外,開始采用黃泥漿砌筑的土坯墻。在戰國時代,出現用草拌黃泥漿筑墻。

公元前7世紀的周朝出現了石灰,由主要成份為碳酸鈣的哈殼煅燒而成,當時主要用于修筑陵墓。到秦漢時代,磚石結構建筑被廣泛采用,促使石灰制造業迅速發展,紛紛采用石灰石燒制石灰,其生產作坊應運而生。在漢代,石灰的應用已較普遍,采用石灰砌筑的磚石結構能建造多層樓閣。

公元3世紀到5世紀的南北朝時代,出現了一種名叫“三合土”的建筑膠凝材料,它由石灰、粘土和細砂所組成。到明代有石灰、陶粉和碎石組成的“三合土”。在清代,還有石灰、爐渣和砂子的“三合土”。“三合土”一般用作地面、屋面、房基和地面墊層等,在清代還用于夯筑水壩。

在南北朝時期,除“三合土”外,還出現石灰與淀粉等有機物摻合的建筑膠凝材料。在中國古代史上,這種材料被長期沿用。史料記載:『南宋乾道六年修筑和州城,其城壁表里各用五層包砌,糯米粥調石灰舖砌城面兼樓櫓,委皆雄壯,經久堅固』。『明代修筑的南京城,以條石為基,上筑夯土,外砌巨磚,用石灰作膠結材料,在重要部位則用石灰加糯米汁灌漿,城垣上部用石灰、桐油和土結頂,非常堅固』。『明代構筑墓穴及貯水池則灰一份,入河砂、黃土二份,用糯米、羊桃藤汁和勻,名曰“三合土”,經筑堅固,永不隳壞』。『清朝康熙年間,北京盧溝橋南北岸用糯米汁拌“三合土”建筑河堤數里,使北京南北郊以此免去水患之災』。『用糯米汁和牛血拌“三合土”砌筑石橋,凝固后與花崗石一樣堅固,還有韌性,用鐵鎬刨時會迸發出火星,有的甚至要用火藥才能炸開』。

中國盛行“三合土”和摻有機物的“三合土”時,在歐洲各國正廣泛采用類似于“三合土”的羅馬砂漿,并沒有出現過摻有機物的建筑膠凝材料。摻有機物的“三合土”性能,特別是韌性和耐久性,遠比羅馬砂漿優異。12世紀到18世紀的宋、明、清時代,中國古代建筑膠凝材料的發展進程已達到比西方國家更高的水平,創造了昔日的輝煌。

英國著名科學史學家李約瑟在《中國科學技術史》一書中寫道:『在公元3世紀到13世紀之間,中國保持著西方國家所望塵莫及的科學知識水平』;『中國的那些發明和發現遠遠超過同時代的歐洲,特別是在15世紀之前更是如此』。這些判斷也是基本符合中國古代建筑膠凝材料的發展狀況。

二、舊中國水泥業的落后

英國在第一次工業革命后,航海業日益發達。為建造經久耐用的燈塔,被尊稱為“土木之父”的史密爾頓工程師發現了水硬性石灰。1796年英國人派克采用粘土質石灰巖作原料,制成球,在高溫下灼燒,經磨細制成水泥,被稱之為羅馬水泥,取得了專利權,此后,法國人和美國人采用成份接近于水泥的天然灰巖制成水泥,被稱為天然水泥。羅馬水泥和天然水泥在18世紀末到19世紀初在西方國家流行了較長一段時間。1822年英國人福斯特采用白堊和粘土作原料,經灼燒制成水泥,稱之為英國水泥。由于其燒成溫度低,質量較差,未能推廣。1824年英國泥水匠阿斯普汀采用石灰石和粘土作原料,經高溫灼燒,磨制成水泥。由于其制品顏色類似于英國波特蘭地區建筑用石料,因此稱之為波特蘭水泥。阿斯普汀首先取得英國政府頒發的波特蘭水泥專利權。其后,英國天鵝懷特公司經理、水泥研究者強生對波特蘭水泥生產技術不斷改進,1845年確定了生產基本參數,能制得質量穩定的產品。波特蘭水泥熟料主要成份屬硅酸鹽化合物,所以又稱之為硅酸鹽水泥。現代建筑膠凝材料硅酸鹽水泥就這樣在西方國家徐徐誕生。

水泥生產的核心設備是窯,在考察水泥技術發展進程時往往以窯為代表。1824年阿斯普汀發明波特蘭水泥時所用的窯是沿用于燒石灰的瓶窯。1872年強生發明專用于水泥生產的倉窯,其特點是利用手工作業將物料沿水平移動,完成干燥、預燒和燒成等過程,曾流行于歐洲,是最早的水泥煅燒專用設備。1884年德國人狄茲赫發明立窯,不同于倉窯的是物料自上而下沿垂直方向自動完成燒成過程。此后,對立窯不斷改進。英國人最早在立窯上采用機械通風,接著德國人采用自動卸料裝置,這些措施大幅度提高了熟料的產量和質量。最后,德國人又增設自動喂料裝置,完成了立窯的全盤機械化。19世紀末到20世紀20年代,立窯技術在世界范圍內被廣泛采用,成為一代水泥燒成設備。1895年美國人亨利和西蒙發明中空干法回轉窯。為利用窯尾廢氣余熱,1897年德國人貝赫門開創帶余熱鍋爐的干法回轉窯。1928年德國人立雷帕與伯力鳩斯公司合作,用篦式加熱機取代余熱鍋爐新創立波爾窯。在中空干法回轉窯不斷改進的過程中,1912年前后丹麥斯密斯公司發明濕法回轉窯,經數次改進后發展為濕法長窯。立波爾窯和濕法長窯在20世紀上半葉,曾風靡于世界水泥業。20世紀50年代德國洪堡公司推出世界第一臺4級旋風預熱器窯。接著德國伯力鳩斯公司首創立筒預熱器窯。同時在生料制備和環境保護等方面取得長足的進步,從而形成預熱器窯新型干法,造就了一代水泥生產新技術,于20世紀60年代曾流行于世界工業發達國家。1971年日本石川島播磨重工業公司發明預分解窯,使水泥生產技術迅速提升到預分解窯新型干法水平。隨著社會進步,預分解窯新型干法的信息化和環保水平不斷提升,發展成當今世界最先進的水泥生產方法。自發明波特蘭水泥后的190多年里,水泥生產技術由瓶窯發展到預分解窯,由手工作坊式間歇生產發展到信息化清潔大生產,取得了與現代人類文明相應的長足進步。

在水泥發明及其生產技術發展的進程中,中國在古代建筑膠凝材料發展到有機物摻“三合土”階段后便停止不前,水泥業發展長期落后于工業發達國家。

世界列強通過1840年的鴉片戰爭打開了中國的門戶,大量商品輸入中國,水泥也不例外。據海關統計,1910年清朝末年,中國進口水泥高達10萬噸之多。由于水泥是從國外進口的,當時中國人稱水泥為洋灰,按英文譯音,又稱為細綿土。

在發明波特蘭水泥65年后,中國開始建設第1個民族水泥企業,清朝末期建成3個廠,民國期間建了8個廠,總生產能力為167萬噸水泥。這些廠在建設中都是選用外國設計,購買國外裝備,早期建的廠還都聘用外國專家,指導生產。中國第1個民族水泥企業啟新洋灰股份公司于1889年初建時,選用了1884年發明的立窯,1907年重建時改用了于1895年發明的中空干法回轉窯。1921年上海水泥廠和中國水泥廠建廠時,在中國首先采用了約在10年前發明的濕法回轉窯。舊中國民族水泥企業生產發展完全依賴于外國技術。

1905年日俄戰爭后,日本侵略勢力開始大舉進入中國。為掠奪資源、擴大戰爭,日本水泥資本隨之進入中國,先在東北地區建廠,1937年盧溝橋事變后又擴大到華北地區。1905年到抗日戰爭勝利的1945年,日本水泥資本在中國建設了16個水泥廠,水泥年總生產能力達265萬噸,建設所用設備大都是從日本工廠拆運來的舊設備,幾乎全都采用中空干法回轉窯生產技術。這是中國歷史上一次日本水泥資本的大舉入侵。

1937年爆發全面抗日戰爭,大半個中國迅速淪陷,國民政府退守到西南和西北地區,大批工廠隨遷到敵后。為重建工廠和抗擊日寇,急需大量水泥。然而,在敵后資金奇缺,交通不便,無法購買外國裝備。在這條件下,進入敵后的水泥專家只得采用投資低、見效快、技術落后的立窯,以發展生產。所用的立窯是無裝料、卸料裝置的普通立窯和磚砌外殼的土立窯,抗戰期間,在敵后共新建了7個立窯水泥廠,總生產能力是年產水泥4.5萬噸。采用落后的立窯技術建廠是抗日戰爭條件下的無奈之舉。

上述歷史情況說明,舊中國水泥業起步晚,生產發展依賴于購買外國裝備,技術發展全面落后于西方。


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