世界石膏工业发展趋势

世界石膏工业发展趋势 杨再银 建筑工业技术情报研究所 北京100024 目前，石膏工业的增长随全球经济的复苏快速增长。这种状况是基于近10年来全球天然石膏的年开采量几乎没有改变的基础上。来自USGS“矿物年鉴”的数据称2004年全球开采且消费的天然石膏达到10600万吨(见1)。根据德国OneStone咨询公司的资料，全球天然石膏开采量约45,被加工成熟石膏。世界熟石膏年产量大约6650万吨，其中60,即4000万吨来自于天然石膏，40,即2650万吨来自于合成石膏及回收重复利用的废石膏。据估计世界合成石膏年产量大约16000万吨，其中，大约3500万吨来自于发电站脱硫系统生产的脱硫石膏，约11000万吨是磷肥生产的副产品磷石膏，约1500万吨是钛石膏及其它化学石膏。石膏工业所利用的合成石膏有90,来源于脱硫石膏。 表1 USGS统计的2004年世界石膏主要生产国天然石膏产量 (万吨) 2002 2003 2004 年份 1570 1630 1800 美国 1150 1150 1150 伊朗 885 900 900 加拿大 750 750 750 西班牙 ***2900 2900 2952 中国 650 680 680 墨西哥 633 650 650 泰国 590 570 570 日本 400 400 400 澳大利亚 350 350 350 法国 200 200 200 埃及 230 230 230 印度 151 165 165 巴西 150 150 150 英国 113 110 113 乌拉圭 110 110 110 波兰 130 130 120 意大利 100 100 100 奥地利 100 100 200 俄国 1150 1150 1250 其他地区 10100 10200 10600 总计 *注 中国的生产统计数字是根据中国国内有关部门的材料推算的。USGS统计为690万吨。 图1显示了熟石膏的发展趋势。世界熟石膏的年产量由1999年的5960万吨增长到2004年的6650万吨。熟石膏年产量的增长主要是来自于合成石膏部分的增长引起的，过去的三年中由合成石膏加工成熟石膏的数量平均每年增长7,。主要原因是合成石膏包含了每年回收的大量废石膏。 1 图1 熟石膏的发展趋势 对于石膏工业来说，大约有80,的熟石膏被用来生产建筑墙板。约20,用来生产石膏抹灰料或其它石膏产品。所以文章的以下部分详细分析了石膏墙板的发展状况。 石膏墙板的发展趋势。 近些年来石膏墙板发展有一个明显的趋势，即石膏纤维板的市场份额在显著下降，其它石膏隔墙板、石膏天花板和其它的装饰性板材扮演了重要角色。在建筑产业中，石膏产品被认为是环境友好材料而日益受到重视。石膏制品可以100,的利用工业副产物制造。石膏墙板可以完全回收重复利用。 各国市场及消费量 世界石膏市场由北美控制，图2显示了世界石膏墙板产量前10位的国家年生产能力，世界石膏22墙板年生产总能力已达80亿m。美国年生产能力达到35亿m，占世界总产量的45,，排在第一;222排在第二的日本年生产能力6.8亿m，其后依次为中国(4亿m)、德国(3.6亿m)、加拿大(3.5222亿m)、法国(3.4亿m)、英国3亿m，其它排在前10 的国家还包括韩国、斯堪的纳维亚(半岛)(瑞典、挪威、丹麦、冰岛的泛称)、澳大利亚。他们的总产量占世界的83,。 USA 1395Japan China185 Germany2003500Canda290 France300UK340South korea 350Scandinavia 360680Australia 400Others 2图2 2004年石膏板生产能力前10位国家(Mm) 2全球石膏墙板人均消费量随国家和地区不同差异非常大，2004年总产量为71亿m，世界人均222消费量为1.1 m。美国人均年消费量达10.0 m，在世界最高。加拿大人均年消费量9.5 m，澳大利222亚人均年消费量8.0 m，韩人均年消费量5.4 m，日本为4.7 m。在欧洲，斯堪的纳维亚(半岛)地区2222人均消费量最高，达到6.5 m。法国为5.0 m，英国为4.5 m，德国为3.9 m。目前，中国人均年消2费量远低于世界平均水平，仅为0.3 m。因此相对的，最有发展潜力的地方是中国及其它亚洲国家;相反，美国的市场几乎没有增长的潜力。 2 图3 美国石膏板产量与生产能力发展曲线图 图3显示了美国过去20年石膏墙板生产能力与产量之间的关系。从图可见两条数据线非常相近。有时生产能力100,的得到了利用，有时市场消费量停滞不前进而下降，甚至生产能力利用系数仅为75,。2001年以后几乎没有新的工厂开工建设，随后市场消费量的增长使生产能力利用系数达94,。由于新的工厂从开工到投产大概需要两年时间，因此2006年生产能力利用系数将会更高。2007年，3个主要使用脱硫石膏为原料的大型工厂将会开工运行。 图4 美国石膏板生产能力利用系数与出厂价格 图4显示了美国石膏墙板生产能力和出厂价的关系。年生产能力利用系数越高，出厂价越高。222004年，美国石膏板出厂价为110美元/100m，2005年初，石膏板价格甚至达到123美元/100 m，价格的增长会持续到2006年。然而，二十世纪90年代的价位不会再现。一个重要的影响价格稳定的因素是近些年来很多工厂通过采用现代技术、规模化降低生产成本，工厂平均产量达到4500万2m/a. 欧洲目前的石膏工业增长率甚至高于北美。尽管欧洲的石膏板工厂平均年产量只有2900万2m/a，由于政府严格推进建筑节能，促进了石膏板的消费，所有工厂的生产能力利用系数都高于90,。例如，西班牙为了满足墙板市场的需求，从法国和意大利进口产品。这导致运输费用的增长，甚至达到总成本的20,。石膏板行业的领先者BPB在2005年到2006年在西班牙、英国和罗马尼亚 3 建立3个新工厂，同时扩建爱尔兰、法国和比利时的工厂。由于东欧及独联体国家建筑领域强劲的发展，这些国家将在国际生产中扮演越来越重要的角色。 远东市场，已经发展起来的日本和韩国仍然占据统治地位。日本拥有近7亿平米的石膏板年生2产能力，工厂生产能力利用系数几乎90,，工厂平均年生产能力3000万m。日本比其它国家更多的使用合成石膏，每年消费合成石膏600万吨，消费天然石膏210万吨。天然石膏完全从澳大利亚、泰国和墨西哥进口。其中有500万吨的石膏被用来生产石膏墙板。然而，中国和东盟(例如泰国、马来群岛)是亚洲市场最最快的增长点。例如中国，2005年市场增长率将超过20,。2005年将有3个新的石膏板工厂投入运行，更多的还在计划中。其中一个工厂由德国Grenzebach建造。 领先的生产商 据不完全统计，世界共有超过250个石膏墙板工厂。先前极端混乱的市场经过二十世纪90年代的合并目前主要由一些大的集团把持。图5显示了世界前十位生产商拥有超过全世界86,的生产能2力，表2显示了部分企业石膏业务销售额。市场领导者BPB拥有13亿m/a的生产能力即16.5,的市场份额。US Gypsum(14.9,)，knauf(13.3%)。其中美国有5个公司进入前十位。他们所占的市场份额令人非常吃惊。 在过去的5年中，BPB的销售额翻了一番。即使这样，它的生产能力利用系数仍然从70,上升到90,。公司年增长率达到16,，兼并James-Hardie以后，使其在北美拥有的工厂达到13家。此外在北卡罗莱纳州的Roxboro投资一亿美元新建的工厂将在2007年投产运行, 原料来源主要是附近电厂的脱硫石膏。全部工厂技术将按照“世界产品等级标准”执行。BPB大约70,的利润来源于欧洲市场。在爱尔兰的Kingscourt原有工厂正在扩建，靠近利兹的Sherburn一个新的工厂正在修建，而且在西班牙的马德里、罗马尼亚的Turda、印度的孟买、泰国的拉加班和马来西亚的吉隆坡正在建2设新厂。2004年BPB不仅生产了11.6亿m的石膏板，还生产了约50万吨其它各种类型的建筑石膏。 BPB,UK9001300US Gypsum,USA180 Knauf,D250 Lafarge,F,280 National Gypsum,USA5201180Georgia-Pacific,USA Yoshina,Jap 540Lafarge-Boral,F/Austr. Amercan Gypsum,USA Temple Inland,USA1050800 Others900 2图5 世界石膏板生产能力前十位生产商(Mm) 表2 部分企业2004年石膏业务销售额 Amercan Temple **BPB US gypsum Knauf Lafarge Georgia-pacific Lafarge-boral Gypsum Inland 18.7745.2亿美30亿欧11.94亿2.46亿美1.5亿美亿欧9.09亿美元 2.3亿美元 ,元 元 欧元 元 元 元 *注公司总销售额，包括其他业务。 4 图6 BPB产量与生产能力利用系数 US Gypsum(USG)大约生产了美国石膏板年产量的三分之一。2004年，公司营业额达到创纪录2的45亿美元。比2003年销售额增加8.43亿美元。目前美国的石膏板价格是142美元/100 m，该公2司在美国拥有21家工厂，最大的工厂是位于加利福利亚的石膏城工厂，该厂拥有年产1.05亿m石膏板的生产能力及世界最大的粉磨和煅烧系统。为了更好的占领未来市场，USG计划在2006年底22完成诺福克和维吉尼亚工厂生产能力从2500万m向 7500 m的扩产，公司宣布投资2.39亿美元于22006年底完成其在美国所有工厂的扩建。在墨西哥USG拥有两个年生产能力达到4000万m的工厂。 Knauf(可耐福)目前在全球35个国家共有132个生产厂。2004年公司营业额达到35亿欧元。他的主要市场在西欧及东欧包括土耳其。近些年来东欧、独联体国家及中国在公司业务发展中扮演了重要角色。可耐福目前已经制定了在东欧的扩张计划。公司在波兰拥有两个石膏板工厂，俄罗斯4个，乌克兰和哈萨克斯坦各拥有一个。在中国拥有三个工厂。2000年公司在巴西建厂，不久在阿根廷建立另一个工厂。 石膏纤维板主要在德国、保加尼亚和和俄国生产。可耐福是世界最大的干粉料制造商，年产400万吨粉刷石膏、无水石膏和干粉砂浆。大约有三分之一的原材料是合成石膏。 对于Lafarge(拉法基)石膏，经过一个快速增长期后最近两年进入稳定期，其石膏产业世界排名第三。集团石膏业务年销售额达到近12亿美元。大概10年前，拉法基石膏业务主要专注于欧洲市场，其在欧洲市场共有52家工厂。1996年，拉法基在中国建立第一个工厂。1998年，拉法基在韩国收购两家公司，目前在美国拥有四家工厂，南美6家工厂。拉法基Silver Grove和他的姊妹工厂2Palatka是世界180m/min生产记录创造者。拉法基在产品生产过程中使用了46,的合成石膏。 2000年拉法基集团与博罗集团各投资50,建立拉法基博罗亚洲石膏建材集团(简称LGBA)。2001年，泰国石膏公司并入该集团。LGBA现在在9各国家拥有11家工厂，石膏板生产能力达到2.8亿平方米。如果不考虑日本，该公司是亚洲市场的领导者，市场占有量达到31,。在中国上海和重庆的两个新厂投产将使其在中国产能增加一倍达到7000万平方米。 National Gypsum，拥有15家石膏生产厂，在美国石膏企业中排在第二。其投资1亿美元的工厂2将在2007年投入运行，主要供应卡罗莱纳州，年生产能力达到7500 万m。这个工厂以杜克火电站的脱硫石膏为原料。 Georgia-Pacific Gypsum ,美国石膏企业排名第三，拥有15个石膏板工厂。American Gypsum，Eagle2材料集团的子公司，拥有四个工厂其石膏板年生产能力2.5亿m。Temple-Island拥有四个石膏板工厂，分别坐落于阿肯色州、田纳西州、德克萨斯州和俄克拉荷马州。 2吉野石膏公司在日本拥有22家石膏板工厂，其年产能力达到5.2亿m ，占到日本市场份额的75,. 该公司成立于1901年，二十世纪90年代中期开始快速增长。除了吉野石膏公司以外日本仅有的另一家是Chiyoda Ute，该公司成立于1948年是Onoda水泥公司的子公司。公司成立初期制造屋面材料，1955年开始制造石膏产品。该公司拥有5个石膏工厂。 技术趋势 5 目前世界范围内高达90,的工厂生产能力利用系数使得大量新厂开工建设。尽管生产速度180 m/min的工厂只能在北美和日本见到，除了资本成本以外，工厂的经济效益和生产能力利用率是衡2量企业的最重要标准。即使是产量500万m/a的较小生产线与产量9000万m2/a的生产线相比，他们的评判标准是一样的。除了美国以外的大多数国家，工厂产品的灵活性也是很重要的因素，因为很多消费者要求的石膏板长度、厚度和边缘形状不同。 对于石膏板工厂来说，石膏较短的凝结时间很重要。闪烧、磨细和煅烧联产工艺通常被使用。对于使用脱硫石膏而言，煅烧炉与相关配套锤式磨机由各厂根据自己的工艺设计。粉磨和煅烧系统及与其匹配的垂直滚筒辗粉机大约占到40,的市场份额。市场的领导者是Claudius Peters工艺，在过去的两年，他收到了9个EM粉磨机系统订单。Gebr.Pfeiffer AG的MPS石膏磨机实际上能够满足任何的生产要求，并且允许在煅烧过程中加入高达45,的脱硫石膏。 石膏板工厂通过顺流烘干机或逆流烘干机干燥。对于纤维石膏板干燥来说，则是通过干筛机干燥。石膏板在所占空间尽量小的干燥机达到32,40分钟的保留时间，每组设计6,16个板面，3个干燥区域。顺流烘干机喂料装置的精确性非常重要。首先，将板切割以后布置到一系列的板面上，随后开始堆垛;紧随其后的板必须保持“随进随出”的原则并保持质量稳定。 石膏板工厂机器操作越来越重要。这涉及到湿料末端设备、干燥喂料设备和卸垛设备的协调，也包括协调干燥末端设备和堆垛设备。这些设备必须能够弹性操作以生产不同尺寸、厚度和品质的石膏板。生产不同产品时手动操作必须满足安全要求。尽管在现代化工厂中机械化生产的转变几乎能保证生料准备和纸的操纵，板的操作完全实现自动化。然而，高速的生产速率也要求在生产末端配置完善的码垛体系。 产品趋势 纵观各种不同类型的石膏板，尽管在过去的十年中，有一个轻微的趋势即纸面石膏板的耐火性和耐水性有所提高，但是美国市场石膏板的主要类型仍然没有变化。 图7 Knauf”cleneo”石膏板分解空气污染物 在欧洲，一些创新开始推行，例如防火石膏板、绝热石膏板和隔音石膏板。随着BPB的"Duraline"生产线的投产，生产出的石膏板表面硬度和抗冲击力明显高于普通石膏板。这些产品主要用于学校、幼儿园和医院等公共建筑。 Knauf最近正在推广两种非常有趣的革新。2年前投放于市场的"LaVita"石膏板能够95,的抑制达到200MHz的电磁辐射。在其正面纸的背面有导电的碳纤维，石膏板可以连接在金属杆上或接地。2005年投放于市场的"Cleaneo"石膏板能够净化污染的空气。图16显示了甲醛和笨系物被吸收的结 6 果。这种革新是基于板芯中含有某种硅酸盐材料与甲醛等接触反应的特性。 展望 今后，通过石膏板的发展，石膏工业将一片欣欣向荣。原因之一是环境保护的日益严格，遍布世界各地的火电厂将排放大量脱硫石膏，通过生产石膏板可以消耗这些脱硫石膏。另一个原因是石膏板物美价廉，易于。现在全球各地石膏板的增长率均高于当地经济增长率。在中国，可以预见来年增长率最低将超过20,，市场将会逐渐被一些少数大公司所掌控。 7