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英国耐火材料行业的前世今生
发布时间:2019-06-26 浏览量:110

原创—工业矿物网

以地理方位为主包括了英国和北爱尔兰地区,以及爱尔兰南部地区。主要覆盖了该地区过去300年的耐火材料行业,以及现状摘要和未来发展可能。

主要原料起源

如果只需要选择一个词来描述世界上任何地区的建筑业的形成年代,那么这个词可能就是地质学。

前寒武纪主要发生在5亿多年前,它涵盖了世界进化生命的85%左右,当时地球的粘性地幔冻结,大陆形成,然后非常缓慢地漂移,它们或多或少占据今天的地理位置。这些形成当前大陆起源的陆块含有火成岩和变质岩,它们构成了许多耐火原材料的基础,这些原材料在过去的几百年中开创了现代耐火材料工业。

伦敦帝国学院的研究人员认为,可能发生在大约45万年前的冰河时代末期,当时多佛和加莱两处的粉笔山脊被压力所破坏。冰导致淹没什么过去被称为多格兰,今天是北海?赡芮珊系氖,离岸60英里的多格尔区是英伦三岛最大的地震地点,1931年里氏6.1级的地震震级是该地区的浅滩也是植物和动物化石遗迹的来源。现有证据似乎表明,英伦三岛大多数天然存在的耐火材料原料,如二氧化硅、火粘土、白云石和其他矿物,主要发生在洪水事件发生前。苏格兰西南部的其他小矿藏,内赫布里底群岛的木耳石,以及其他许多较小的发现,其中一些是宝石质量矿物,在过去三个世纪中被发现。

耐火材料工业的建立

不列颠群岛耐火材料行业的记录可以追溯到大约8世纪,在全国各地的许多地方都发现了耐火材料的踪迹。有证据表明,在工业革命的早期,至少有200多家主要由家族所有和经营的小型企业存在,其中约50家位于苏格兰中部的粘土矿床上。

可悲的是许多公司是在1700年至1950年间成立和运营,有些信息显示了它们的历史和运营细节,但无法获得详细的发展情况。从当地历史来源获得的信息有限,尽管一些较新的信息仍然被记录下来,甚至在少数情况下被记录下来,这些资料是行业中年龄较大的参与者所记得的。这些公司今天都活不下去,生产商和安装商现在都从极少数私营企业,转到主要由大型跨国公司拥有的网络上运营。

图1:英国耐火材料生产和使用情况

在苏格兰的一家耐火砖博物馆里有过去100 多年从全球各地的异国他乡取回的2000多件展品,其中一些耐火砖是从远在夏威夷的船只残骸中,从运往日本的货物中提取出来的,另一些则是从南美洲国家八个主要铁路站点中的一些,这些铁路站点提供苏格兰耐火砖以及其他大陆的许多老项目。远东、中东和整个欧洲都有这样的例子,这表明早期的英国耐火材料业务并非完全由帝国关系推动,而是通过企业在全球基础上建立起来的。

英国确实是工业革命领域的领导者,18世纪开始于不列颠群岛,20世纪中叶开始使用不同的技术。这种情况有一些共同的因素,其中包括商业上可行的铁、煤和耐火粘土矿床。以及许多其他因素,包括政治稳定。耐火材料行业不仅支持这种工业化浪潮,而且在许多情况下实际上促进了它的发展,使新技术能够根据需要迅速发展。

但是由于复杂性,在印度工业的发展过程中却变为不可能。时间线必须覆盖近300年,以及200多家公司的活动。这些公司在很长一段时间内直接和间接雇用了数千人。据估计,英国国内耐火材料总产量从非常低的水平上升到超过160万吨/年,随后下降到不足40万吨/年。尽管这仅占世界耐火材料总产量的1%,但仍具有非常重要的货币价值。现在的英国市场已经从100%国内供给和高出口水平转变为较低的国内生产和较高的进口水平。

为了开始了解英国耐火材料行业的起源、今天的发展方向以及未来的发展方向,可以更详细地了解一些典型的公司。下面我来简单介绍几家典型的企业,其中一个虽不是大公司,但却有着最广泛的产品范围。另一个是规模第二大的公司,也是英国最大的耐火材料公司,当时吞并了许多竞争对手,但现在却被一家规模更大的跨国机构所吞并。第三家是规模较大,但集中度很小,比较传统的企业。第四家是形式多变,业务多样化,并开展很多高科技业务。

John G. Stein

在耐火材料行业历史最悠久、记录最好的公司之一是John G. Stein,成立于1974年,创始人的父亲John Stein从一家苏格兰小型耐火砖厂的合伙人开始进入耐火材料行业。随后采取了非常大胆的步骤移民到北美。他在费城定居,建立了自己的小砖厂,干得很好。随后由于1861年内战爆发,John Stein和妻子回到了苏格兰。那时的英国耐火材料行业也是刚刚起步,出于某种原因,从财政角度来看,苏格兰与南部各州的弱势群体进行了一项重要的贸易,他们出售大量的耐火砖、铸铁件,甚至是运来的船只。

John Stein随后成为爱丁堡附近温奇堡砖厂的经理,他的儿子John为学徒。1882年10月John Stein去世,儿子提出继承父亲的职位,但是被厂里元老拒绝。父亲过世后,小John Stein很快去到格拉斯哥附近的一个陶制管道厂工作。后来这家工厂被格伦博格联合耐火粘土公司的主要股东詹姆斯·邓纳奇收购。当时小John Stein并不知道所在的公司将成为日后自己最大的竞争对手之一。他们还将成为大型通用耐火材料集团的一部分,该集团最终将在许多年后的1970年从他的继任者手中被收购,并将最终被Gr-stein耐火材料公司收购。在一次意见分歧之后,小John Stein对老板詹姆斯·邓纳奇的命令感到失望,于是他走了,随后开始自己创业。随后的几年,在20世纪上半叶,他们多次成为对手。

1887年,小John Stein在邦尼布里奇(Bonnybridge)的高处开了一条浅矿井,在那里发现了大量的粘土和煤。1888年,第一座窑炉建成。公司发展很快,很多英联邦国家都成为了他公司产品的销售地,这些国家需要耐火砖来制造铁、钢、玻璃、水泥、铜、铝以及煤气和电力等公用事业。小John Stein多样化经营,在离他最初开始工作的地方大约十英里的地方开了锚砖厂。在其鼎盛时期,产量达到每周15万块砖的峰值。

在此之后不久,小John Stein的高级领班凭借其机械工程技能成为了合作伙伴,将公司进一步大规模扩张。这次扩建最初包括1903年在Castlecary建立新的总部,实验室和工厂。这家工厂位于Forth和Clyde运河的岸边,然后是西部Clyde河上繁忙海港之间的主要交通枢纽。由Stein家族,当地投资者和苏格兰银行资助的这家工厂在1927年John G. Stein去世之前成为英国最重要的耐火工厂之一。

一般耐火材料(GR)

在格伦博伊格建立的耐火砖厂自1830年以来一直经营,主要服务于格拉斯哥南部的钢铁工业,直到詹姆斯·邓纳奇和他的合伙人在1865年合并了格伦博伊格消防公司时公司才开始经营,真的成长。他们一度经营三个矿山和四个工厂。其中一座拥有自己的矿藏厂位于城堡卡里安托宁城墙上的一座罗马堡垒上。合作伙伴于 1875 年离开,并建立了另外三家火砖厂。随后原来的公司更名为格伦博伊格联合消防公司,所有这些工厂都继续繁荣起来。

一般耐火材料于1900年成立,原名为Worksop Brick Company。1920年,他们与Kelham岛的一般耐火材料公司合并,并于1929年将该组织的名称更改为一般耐火材料。他们购买了大约十几家其他矿山和相关的耐火材料公司,例如Backworth的Fosters,投资于Worksop的original工厂,并在Bawtry建造了一个新的工厂来制造阴极碳块。与德国和法国当时可获得的碳块相比,碳块的尺寸有限,因此在小直径高炉的炉膛中使用有限。然而,对于铝电解电池阴极块来说,它们是理想的,前两年的工厂生产在生产实际开始之前就已售罄给北美铝生产商。

The Steetley company

Steetley 公司首先在 Worksop 附近的同名村庄经营一个小采石场,主要供应石灰石和多洛马,这些矿石最终通过在英格兰北部的 Worksop 和 Coxhoe 的回转窑中加工和烧制而生产。该公司收购或合并了几乎所有生产类似原材料的采石场。在20世纪30年代中期,产量超过10万吨/年。

他们还收购了两座砖厂,并在1937年在哈特勒普尔经营了一家海水镁厂。他们几乎完全依赖钢铁工业,而且出口到英国以外的的地区。该集团在1992年被雷德兰接管,马格尼西亚工厂被剥离到Britmag和砖厂合并到J.E.贝克。2002 年,Britmag 向 CJC 销售一空,但 CJC 于 2005 年关闭了该工厂。贝克耐火材料成为LWB,现在是RHI的一部分。

J & J Dyson (J& J戴森)

戴森最初于1810年在谢菲尔德附近的斯坦宁顿成立。1840年合并为J& J戴森,当时老板是一名农民和砖匠,退休后将公司留给他的两个儿子约翰和乔纳森。戴森在洛马斯家族的所有权和控制之下,在20世纪50年代末和60年代初经历了大规模的扩张,到这个时候,戴森已经发展到包括三个大型砖厂,每个都配备了现代化的燃气隧道窑,以及另外10个用于特殊产品的间歇性窑炉。戴森的主要下游应用市场是英国钢铁业,整个20世纪70年代,该集团一直专注于该市场。

戴森的首次重大收购发生在1962年,当时该公司收购了竞争对手陶瓷控股公司。陶瓷控股公司主要由苏格兰的詹姆斯·道格尔和特伦特郡斯托克的钻石粘土公司合作。道格拉斯最终拥有两个拥有多个窑和三个粘土矿的工厂。

戴森在20世纪90年代将其苏格兰工厂出售给Foseco。Vesuvius关闭了新的西部工厂,旧的东部工厂在2008年出售给了RHI,并升级为钢铁行业生产滑动门系统的工厂。平均而言,1965年,戴森仍在寻求扩张,这一次,他购买了荷兰皮克福德的多数股权,并在1966年获得了完全所有权。这两家公司已经有一段时间享受了某种程度的合作,而且荷兰皮克福德的加入使戴森得以扩大其耐火材料的范围。戴森的目标是在20世纪60年代末耐火材料业务的进一步增长。

其他公司

对于英国耐火材料行业来说,规模较小但意义重大的公司包括BSF,该公司于1874年由谢菲尔德的阿扎里亚格里菲斯(Azariah Griffiths)和苏格兰屠夫亚历山大怀特(Alexander Whyte)合伙成立。格里菲斯于1887年成为唯一的一员。

Bonnybridge Silica&Fireclay Co公司,成立于1906年。公司继续发展为有机盟友,通过收购,直到1961年,公司被Scotcros有限公司和重新命名的Bonny Bridge耐火材料有限公司收购。1972年,公司被出售给Hepworth陶瓷控股公司,到1980年,公司结业。

康赛特耐火材料由康赛特钢铁公司于1952年成立,以满足其自身和其他地方的需要。当康塞特被国家化时,他们被转变为英国钢铁公司的耐火材料部门。耐火材料厂被Gr-Stein接管,随后于1986年永久关闭。

机构

在该行业发展的过程中也创建了一些组织来支持参与者。比如苏格兰耐火砖制造商协会。英国耐火材料协会,到2002年被分为英国耐火材料和工业陶瓷协会。耐火材料用户联合会成立于1947年,代表建筑行业的主要行业客户,令人惊讶的是,这些公司在服务钢铁行业方面的参与程度很低。

1948年,英国陶瓷研究协会在斯托克成立。主楼于1951年12月由爱丁堡公爵H.R.H.正式开放。该组织继续作为BCRA或CERAM,直到2014年成为Lucideon,现在其职责范围比Refrac更广。

协会从事耐火材料研究、设计、生产、安装或使用工作。人员拥有许多不同的资格和经验,但在1961年12月耐火材料工程师学会成立之前,没有一个专门针对个别成员的组织。IRE没有授予资格,但曾一度致力于促进其成员的外部NVQ资格。它主要通过广泛的分支机构结构以及年度股东大会和年度会议提供了一个联网机会。

终端应用

同样地,如果只有一个词可以用来描述耐火材料生产和使用所进入的成熟阶段,那么这个词可能就是最终用户。耐火材料生产商目前更关注的是靠近改变的终端用户群。这部分是由于先进技术耐火材料产品使用率低,以及天然耐火粘土的替代和进口高均匀质量原材料或各种合成原材料的优势导致改变。整个工业,例如消耗大量吨级硅砖的天然气生产,已经消失,在某些情况下被核能取代,因此对耐火材料的使用量非常低。英国生产商在世界各地向许多耐火材料工业和基础设施不发达的国家销售大量吨耐火材料的时代已经基本过去,几乎每个工业化国家现在都有能力生产自己的耐火材料系列。一般来说,耐火材料的使用可以用一些最新的信息来说明(图2)。

图2:英国耐火材料的用途分类

数据来源:www.refractories-worldforum.com

钢铁行业

钢铁行业一直是耐火材料的最大下游消费,因为它本身就是一个非常大的行业,而且因为钢铁应用中的耐火材料寿命通常相当短。目前世界上钢铁产量略低于1700万吨,英国产量约为750万吨,但并非全部使用。

苏格兰的耐火粘土矿床东北部的硅质含量较高,西南部的氧化铝含量较高。在北端,这些耐火粘土主要用于许多铸造厂的炼铁,这些铸造厂有两个高炉,但主要由冷风冲天炉和最终的感应炉组成。

在英国,铸造厂从原来的2000多家减少到目前的500多家。化铁炉每天修复,每年重建一次。在矿床的南部,来自南威尔士的铝土砖补充了来自南威尔士的二氧化硅。在格伦加诺克(Glengarnock)的钢铁生产,在1843年至1985年间,工厂内加工了当地可用的铁矿石矿床。有14座高炉为4个Bessemer转换器提供服务,但最终在英国钢铁的带领下,工厂升级了3个150吨开炉和250吨搅拌机,年产量近0.5亿吨。

在莫特韦尔地区,科尔维尔斯拉文斯克雷格工厂生产了超过300万吨的钢铁,有两个大型高炉、三台BOV、一台大型搅拌机、五个开放式炉、一队鱼雷和钢包、浸泡坑和再加热的炉子,生产出钢。汽车和白色家电行业的线圈。隔壁是造船重板的工厂、用于输送水和天然气的无缝管、用于建造和运输的横梁和铁轨,以及重型铸件的大型锻造厂和合金钢电炉厂。

因此,很容易理解钢铁行业是如何支持一个相当大的耐火材料行业的,尤其是此时耐火材料的消耗量可能超过20公斤/吨的钢铁产量。但是,事实上,这些生产能力都没有保留下来,在一些其他的英国钢铁厂,工艺的升级和耐火材料质量的进步导致每吨钢材的耐火材料消耗量在某些情况下低于10公斤。这有效地摧毁了那些依赖钢铁工业进行日常业务的国内公司。有趣的是,由于对大型基础设施项目的投资以及进口替代,预计到2030年,英国的钢铁产量将回升至800万吨左右。

目前运营的最大工厂是位于南威尔士的蒂森塔塔工厂,产能为400万吨,其次是英国钢铁公司在斯昆索普的工厂,产能为300万吨长产品。还有20个较小的产品生产商,从航空航天合金到磨球、钢筋和熔炼钢纤维。耐火材料供应商进入市场的一条途径是钢铁公司将一些单位的所有权,如钢包车队让给供应商。然后,供应商维持服务包,并支付与生产的吨位有关材料的成本。然而,对于耐火材料供应商来说,这似乎很少能很好地发挥作用。

矿产品

17世纪,英国皇家学会会员约瑟夫·莫森(Joseph Moxon)出版了一本书,其中包含“只有少数熟练的砖匠才知道的迫击炮秘方”。18世纪专利到期后,许多公司在泰晤士河附近地区和肯特的麦德韦地区建立了生产水泥的工厂。所有这些活动都极大地促进了耐火材料的生产。100个左右各类非旋转水泥窑的生产线,这些窑在运行中,总共生产了约12500万吨水泥。联合波特兰水泥有限公司最终成立于1900年,合并了24家水泥公司,共经营35家水泥厂,其中两家位于伦敦以东的泰晤士河和梅德韦河口。

1900年英国水泥行业计划统一整合,消除竞争和进口。但是合并计划失败,因为许多伦敦以外的小公司拒绝合并,最后还有7家公司推出。新成立的APCM,其水泥生产力占全英的70%。1911年,尽管APCM的水泥生产力已经占全英的80%,但是再次合并失败。1978年功能室更名为Blue Circle,在2001年被Lafarge接管。

目前有六家公司,总计15家工厂。在英国CRH被Tarmac运营,拥有44个工厂,总产量约为500万吨。Quinn公司也有两家爱尔兰工厂,但只有一家在运营。海德堡水泥公司旗下的汉森在Ketton、Padeswood和Rib-Blesdale拥有三家工厂,总产量约为300万吨。Cemex UK在Rugby和South Ferriby拥有两家工厂,总产量约为200万吨。

因此,不列颠群岛目前的水泥总产量约为1300万吨/年,有三个主要石灰生产商,整个不列颠群岛矿物加工行业目前每年可生产1500万吨的产品。如果每1吨水泥的耐火材料的额定用量高达1千克,则耐火材料的消耗量非常大。一半的耐火材料消耗用于制砖,其中大部分是进口。其余的用于不定型耐火材料,其中不到一半是国内制造。也可由国际集团采用最新技术进行安装,如喷射混凝土或预制形式的多粘度浇注料。耐火材料供应商进入市场的一条途径一直是与原始设备制造商建立密切的关系,但许多原始设备制造商现在只指定由客户直接采购的批准产品。大多数窑炉每年至少关闭一次主要维护,通常持续两周或两周以上,在这段时间内,耐火材料进行了大量的维修,因此供应商目前的市场销售途径通常是通过专业安装商。大部分大型维修的安装能力也来自英国境外。

有色金属

尽管英国的四个初级冶炼厂中的三个已经关闭,而且初级产品生产也从最初的30万吨下降到约4万吨,但是铝仍然是英国的主要生产品。该行业约有125家公司,其中只有十几家对对熔炉有耐火材料要求。其中一些工厂仍在全面运营,包括Novelis位于War-Rington的工厂,产能约为15万吨,Elval集团的Bridgnorth铝厂生产5万吨,Lochaber的Liberty House生产4万吨,还有金属产能,以及Wrexham的Hydro和其他7家工厂。铝工业中耐火材料消耗量的一个估计值约为5 kg/t金属,但从电解槽到各种类型的熔化器和保持器,许多不同的炉型之间明显存在巨大差异。大多数铝炉每年至少检查和维修一次,主要的再处理间隔稍长。大型预制块系统延长了炉龄,从而降低了使用耐火材料的吨数。

由于预制块的设计非常复杂,而且对原材料的纯度要求很高,因此耐火材料的平均成本增加了,而服务成本不一定。在铝工业中,原始设备制造商是耐火材料销售的重要渠道,通常合格的安装商都有维护合同,这会导致持续的维修需求。

玻璃

英国的玻璃行业目前每年生产近300万吨玻璃,其中60%为容器玻璃,30%为平板玻璃,10%为特种玻璃和纤维玻璃。每吨玻璃的生产大约需要5公斤的耐火材料,但实际消耗量在熔铸材料和消耗品等项目之间也存在巨大差异。如前所述,英国有两种成分能够满足玻璃行业的一系列要求,但目前大部分国家的需求是进口的。建造和修复主要玻璃熔炉所需的熟练工人也往往是欧洲人。这并不意味着这些技能在英国并不存在,但只意味着其中的不足。

综上所述,英国耐火材料行业表面萎缩和减产,并不意味着销往,而是通过国情了解耐火材料行业的前世今生,更好的分析出未来发展。今天已经没有人使用手推车,甚至是汽车,因为很多电商可以代为处理,这不是反应某一个行业的消失,而是现在的事情和过去做法不同。

事实上,通过更好的了解,行业生产,设计工程和安装知识等,才能更好的从本质上提高耐火材料产品的质量。
许多新的耐火材料是由精选的甚至合成的原材料制成的,因此不再在粘土层附近生产,而是在靠近消费者的地方生产,或者在许多情况下从新的生产中心进口给消费者。据称,今天生产的耐火材料中,约有40%是中国制造的,其余的约40%是来自中国的原材料。

行业参与者都知道,英国已经不再是耐火材料的主力军,它是进口商,但却在耐火材料研究,工程,发展方面进步和发展。耐火材料行业本身也在以不同的方式繁荣起来。只要社会需要钢铁、有色金属、水泥、玻璃、陶瓷和石油化工,对耐火材料和耐火材料工程仍然有要求。反之,由于科技的发展和社会的进步,更少,更精致,更高质量的耐火材料成品将是未来发展的趋势。


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