炭黑是橡胶工业第一大补强材料。虽然我们的祖先早在3000年前就掌握了烧烟制墨技术,但1949年新中国成立时,我国炭黑工业几乎是空白。经过65年自强不息的奋斗,我国炭黑工业从无到有,从小到大,目前产能和产量均居世界第一,并迈出了向世界炭黑强国迈进的坚定步伐。
中国人发明了炭黑
炭黑是中国人发明的。早在3000年前,我们的祖先就掌握了烧烟制墨技术。不论是三国时期魏国韦诞的松烟制墨,还是宋朝沈括油烟制墨的记载都证明了这一历史史实。那时候,人们焚烧动植物油、松树枝,收集火烟凝成的黑灰,用来调制墨和黑色颜料。这种被称之为炱、烟炱、松烟的黑灰就是最早的炭黑。炭黑制造技术由中国传入日本等东方国家,然后传入希腊、罗马等欧洲地区。
世界首次进行炭黑工业化规模生产是在1872年,同时产生了“Carbon Black”(炭黑)这一术语。1982年,美国发明了用天然气制造槽法炭黑技术,开拓了近代炭黑工业。当时,炭黑仍主要用作着色剂。1912年,英国人莫特(S.C.Mottee)在一个偶然事件中发现炭黑对橡胶的补强作用,从此炭黑逐渐成为橡胶工业不可缺少的原材料,现代炭黑工业也由此迅速发展起来。
第二次世界大战前后,由于合成橡胶工业的发展,炉法炭黑开始出现。1943年,世界上第一座工业化规模的油炉炭黑工厂在美国投产。直至1945年前后,槽法炭黑还居炭黑生产的主导地位。上世纪70年代初,油炉法新工艺炭黑迅速崛起并取代传统炭黑,此后相继出现了低滞后炭黑、纳米结构炭黑以及等离子炭黑等品种。
炭黑与橡胶工业齐飞
虽然我国古代劳动人民对于炭黑生产曾作出过卓越贡献,但1949年新中国成立时,我国仅能生产一点灯烟炭黑,全国炭黑产量仅252吨,所需炭黑几乎全部进口。
新中国的炭黑工业始于1950年在四川隆昌建立的槽法炭黑试验装置。历经65年发展历程,我国炭黑工业从无到有,从小到大,随着橡胶工业的发展而腾飞,建立起了现代化的炭黑工业体系。目前,我国已成为世界第一大炭黑工业国。
1949~1957年,我国先后建立了11个炭黑厂,生产槽法、混气、滚筒和喷雾等品种炭黑,炭黑年产量增至8700吨。
1958~1960年,油炉法高耐磨炭黑(N330)和天然气半补强炭黑相继开发成功,并建立了一大批土法炭黑厂。
1961~1966年,我国先后开发成功乙炔炭黑、通用炉炭黑(N660)和中超耐磨炭黑(N220)。1966年,炭黑产量增至5万吨。炭黑工业研究设计院开始筹建。但因天然气远距离输送和工业的发展,以天然气为原料的炭黑企业于上世纪80年代末逐渐退出历史舞台。而以煤矿矿井瓦斯为原料的炭黑企业作为煤矿安全环保节能项目仍然存在。
1977~1979年,新工艺炭黑开发成功,尾气发电装置投产,1979年全国炭黑产量达19万吨。
1980年至今,我国炭黑工业抓住改革开放的大好时机发展提速,但是在引进新工艺炭黑生产技术之前发展并不快,1984年全国炭黑产量仅22万吨。
1985年,中国橡胶工业协会炭黑分会召开第一次全体会员大会,同年4月天津海豚炭黑有限公司(天津炭黑厂)引进美国大陆炭1.5万吨/年新工艺炭黑生产线破土动工,并于1987年正式投产。
1988年,美国卡博特公司与上海焦化共同出资组建上海卡博特化工有限公司。外国炭黑企业和现代炭黑生产技术被引入国内。
1992年,炭研所与抚顺化工厂合建1.5万吨/年新工业炭黑生产线,苏州炭黑厂消化吸收引进1.5万吨/年新工艺炭黑生产线试车成功,四川省永川化工厂与天津炭黑厂签订了1.5万吨/年新工艺炭黑技术转让合同。
1993~1998年,大石桥辽滨炭黑厂成立,河北沙河市炭黑厂建厂,河北大光明巨无霸炭黑有限公司成立;温州三维集团公司新建一条1.5万吨/年新工艺炭黑生产线,上海立事化工建1.5万吨/年新工艺炭黑生产线;茂名永业股份有限公司股票上市,这是我国炭黑企业第一家上市公司。这段时间是引进吸收国外技术时期,全国炭黑产量比1989年几乎翻了一番,达到57万吨。
1999年,炭黑工业研究设计院改制为科技型企业,全资进入中联橡胶集团并改名为中橡集团炭黑工业研究设计院。同年7月,江西景德镇焦化总厂炭黑分厂8000吨/年生产线改造成1.5万吨/年生产线;12月,2万吨/年湿法造粒生产线投产。苏州宝化炭黑有限公司4万吨/年炭黑生产线竣工投产。我国炭黑企业自主创新提速。
2000年,中国合成橡胶股份有限公司并购原马鞍山炭黑厂成立中橡(马鞍山)化学工业有限公司,并于次年并购原鞍山化工二厂成立中橡(鞍山)化学工业有限公司。山东华东橡胶材料有限公司、上海博卡化工有限公司、山西聚元炭黑有限公司、山西永东化工有限公司、江西黑猫炭黑股份有限公司成立。
2002年9月,河北沙河炭黑厂2万吨/年软质炭黑生产线投产运行。12月韩城黑猫炭黑有限公司正式成立。这段时间炭黑生产企业纷纷成立,以引进新工艺为基础迅速发展。2003年我国炭黑产量达到102万吨,比1998年几乎翻了一番;并首次超过美国成为全球最大的炭黑生产和消费国。
自从2003年我国取代美国成为世界最大的炭黑生产和消费国后就一直没有被超越,而且领先优势不断扩大。2003~2013年,是我国炭黑工业飞速发展的10年。2014年全国炭黑产量达到510万吨,占全球产量的45.2%。
目前全国有炭黑企业60多家,除了北京和西藏自治区、青海、广西壮族自治区外,各省、直辖市都有橡胶用炭黑企业。
矢志不渝建炭黑强国
“十三五”时期,炭黑行业挑战与机遇并存。
挑战主要来自三方面。首先,在生产规模盲目扩张、产能过剩的状况下,产品供过于求的矛盾造成恶性竞争,致使产品成本高、价格低、利润低、企业资金短缺、经营困难。其次,出口市场面临轮胎“双反”和绿色技术壁垒难题。第三,轮胎产业结构调整及产品向绿色化发展对炭黑产业提出更高要求。白炭黑在绿色轮胎的优势凸显,我国白炭黑产业发展迅速,2014年产能达到190万吨,用于轮胎的高分散性白炭黑已经大量生产并部分替代了炭黑。
我国炭黑工业发展的有利因素和机遇在于:公路交通仍然快速发展,国内汽车、橡胶市场保持增长势头;焦化行业仍将提供稳定增长的原料油。“十三五”时期,炭黑工业将与橡胶工业同步发展,保持供需平衡,预计2020年我国炭黑产量将在产业集中度、运行效率、技术创新、国际化、信息化和可持续发展方面达到炭黑工业强国初级阶段,并提前进入炭黑强国中级阶段。
今后10年,我国炭黑工业将加快由大变强的步伐,关键在于以下几个方面。
化解产能过剩。炭黑产能存在结构性过剩,普通橡胶用炭黑产能过剩,而其他产品,例如绿色轮胎需要的低滚动阻力炭黑、高性能色素炭黑、导电炭黑、高端汽车橡胶制品配件炭黑等产品还有欠缺。目前我国进口的高价炭黑基本属于这类产品。我国炭黑企业今后要充分考虑炭黑结构性过剩风险,重新评估和调整发展规划,适当缩减对常规炭黑的投资规模,使炭黑投资更加趋于理性。同时,还应该切实转变发展方向,从重视基本建设投入转到重视企业升级上来,从关注数量的增长转移到关注利润提升上来。未来几年,随着炭黑产业集中度的进一步提高,骨干企业的自主创新能力将会进一步增强,品牌影响力也将会进一步提升。并购重组比单纯扩产和上项目更适合当下我国炭黑企业做大做强。
产品向高端发展。我国炭黑产业发展很快,但不均衡,产业结构也不尽合理,主要表现在中低端产品多,行业内同质化竞争激烈;多数企业发展后劲不足,产品质量稳定性与国际领先水平还有一定差距;高端产品研发能力不强,只有少数企业具备在高端市场领域参与国际竞争的能力。炭黑企业需要在新产品研发和设计、国际化品牌建设、高效的管理和服务水准、高等级专业技术人才培育等几个方面实现大的跨越,在产品质量升级、企业管理升级、销售服务升级、能源环保升级、产品品种升级等方面有所作为。
企业间互信互动。目前,国内不少炭黑企业,仍然以降低价格、牺牲利润甚至亏本经营取得市场份额,在很大程度上削弱了炭黑的定价话语权。未来,炭黑企业间应以信息互通为基础,建立起一定程度上的互信互动,使同行企业间的竞争趋于理性。炭黑企业只有通过精诚团结来共同缓解市场压力,才能维护炭黑行业本已艰难的局面不至于更加恶化。
中国炭黑技术发展历程
20世纪50年代初
我国炭黑工业从零起步,先后成功开发了槽法炭黑、滚筒法炭黑、混气炭黑和气炉法炭黑等以气为主要原料的炭黑生产技术,并开始工业化生产。
20世纪50年代后期至70年代
在生产以天然气气为主要原料的炭黑品种的同时,开发并逐步改进油炉法炭黑生产技术,同时开发乙炔炭黑生产技术。
20世纪70年代末期至80年代
成功开发出新工艺炭黑生产技术并迅速推广,使我国炭黑品种增加、质量提升、原料油消耗降低,实现了第一次技术飞跃。与此同时,开始利用炭黑生产过程的余热和尾气。
20世纪80年代后期至20世纪末
在从国外引进万吨级炭黑生产装置的基础上,对万吨级新工艺炭黑生产技术进行了消化吸收和提升创新,实现我国炭黑工业第二次技术飞跃。
21世纪以来
在国产化万吨级新工艺炭黑生产技术的基础上,以装置大型化、节能环保化为主要目标,开发了一些列新技术和新设备,使我国炭黑工业发展到一个新的水平。我国炭黑工业规模迈上了世界第一的台阶。
扛起民族品牌大旗
江西黑猫炭黑股份有限公司是景德镇焦化工业集团控股的国有上市公司,历经21年,由一个名不见经传的炭黑分厂成长为轮胎行业家喻户晓的炭黑领军企业,炭黑产量位居国内第一、世界第四。黑猫股份不仅扛起了民族品牌的大旗,其成长蜕变的历程更是被誉为中国炭黑界的传奇。
上世纪90年代初,中国炭黑业还处于初级阶段,污染重、能耗高、品质低,优质炭黑被西方发达国家完全垄断控制。在这种情形下,景焦集团紧扣循环利用的主题,将炭黑引入企业发展规划,成立了景德镇市焦化煤气总厂炭黑分厂(黑猫股份的前身)。
此后的20年,恰逢中国炭黑行业的高速发展期,黑猫股份通过战略布局、合理规划,从单一的炭黑分厂发展至拥有多家控股子公司,集炭黑、白炭黑、焦油加工、科研开发、生产销售为一体的大型上市企业。黑猫炭黑年产量由8000吨跃升至逾百万吨,拥有35条炭黑生产线,两条1000吨/年气相法白炭黑生产线,一条2万吨/年沉淀法白炭黑生产线,煤焦油加工年处理能力近百万吨;2004~2014年,炭黑产销量连续11年居全国同行业第一,成为全国最大的炭黑生产企业,缔造出了行业发展的传奇。
在多年发展中,黑猫股份积极吸收国内外先进技术进行再创新,并在此基础上逐渐形成了自己的核心技术。2005年,该公司组建了省级技术研发中心。他们每年都投入大量资金用于研发,定期选送优秀员工赴国内外培训,大力培育技术团队。为加强新产品研发和追求生产原料精细化,黑猫股份还相继成立了青岛黑猫炭黑科技有限责任公司、内蒙古煤焦化工新材料研究院有限公司两个研发机构,以创新驱动引领企业发展。
如今,江西黑猫、乌海黑猫、邯郸黑猫已相继荣膺国家高新技术企业,黑猫股份先后获得发明专利及实用新型专利64项。该公司自主创新的新工艺技术——4万吨/年炭黑生产装置是目前国内单台生产能力最大的炭黑生产装置,采用950℃高温空气预热器、新工艺非夹套式武断反应炉、2037℃炭黑反应工艺及配套30MW炭黑尾气余热发电装置,资源综合利用率高,实现了优质、高产、节能、环保。
黑猫股份视质量为企业生命,一直狠抓品质管理与品牌建设,以质量管理体系为载体,规范公司日常各项工作。近年来,他们先后通过了ISO9001标准质量管理体系认证、ISO14001标准环境管理体系认证、GB/T18001标准职业健康安全管理体系认证、国际汽车行业ISO/TS16949质量管理体系认证,检测中心通过国家实验室认证。“黑猫炭黑”3次荣获江西省名牌产品称号,公司多次荣获江西省优秀企业、科技进步先进企业、中国炭黑工业发展20年历程新星企业、质量授信企业、中国炭黑工业60周年科技创新企业、中国石油和化学工业先进集体、能效领跑者标杆企业、江西领军企业50强等荣誉称号。
持续的科技进步和完备的质量管理体系保证了黑猫股份产品质量的稳定,打造了“黑猫炭黑”这一世界知名品牌,公司产品畅销全国,近三成产品远销海外,赢得海内外客户的广泛青睐,国际知名的轮胎公司如米其林轮胎、普利司通轮胎、固特异轮胎、倍耐力轮胎、大陆轮胎、库珀轮胎、锦湖轮胎、韩泰轮胎、佳通轮胎均为该公司客户。
黑猫股份已从当年的一叶小舟壮大成为炭黑企业航母,并将继续乘风破浪,高歌远航。