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[无机非金属] 五分钟让你了解玄武岩纤维的发展历程及国内现状

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发表于 2020-10-16 11:41:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
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本帖最后由 zhaoxiang 于 2020-10-16 11:43 编辑

【汽车材料网】五分钟让你了解玄武岩纤维的发展历程及国内现状
【汽车材料网】说起玄武岩纤维生产技术不得不说起法国的Paul Dhe,他是第一个有从玄武岩挤出纤维的想法的人。他在1923年申请了一项美国专利。大约在1960年,美国和前苏联都开始研究玄武岩的用途,尤其是在军事硬件如火箭上的用途。

在美国西北部,集中了大量的玄武岩层。华盛顿州立大学R.V.Subramanian对玄武岩的化学成份、挤出条件和玄武岩纤维的理化特性进行了研究。欧文斯科宁(OC)公司和其他几家玻璃公司都进行了一些独立研究项目,并取得了一些美国专利。大约在1970年前后,美国玻璃公司放弃了玄武岩纤维的研究,将战略重心定于其核心产品,研发出了包括欧文斯科宁公司的S-2玻纤在内的许多更好的玻璃纤维。

与此同时,东欧方面的研究工作仍在继续,自上世纪50年代在莫斯科、布拉格和其他地区从事这方面研究工作的独立机构被前苏联国防部收归国有,集中于前苏联乌克兰的基辅附近的研究院和工厂进行研制。1991年苏联解体后,苏联的研究成果被解密,开始用于民用产品。

今天,玄武岩纤维的研究、生产和市场应用大部分都是基于前苏联研究成果。

综观当前国内玄武岩纤维当前发展形势,玄武岩连续纤维生产工艺技术大概有三种:一种是四川航天拓鑫为代表的电气结合单元炉,一种是浙江石金公司为代表全电熔单元炉,一种是郑州登电集团玄武石纤为代表全电熔池窑

对国内几家不同生产工艺技术经济性比较,目前看全电熔窑炉生产效率高,控制精度高,能耗低,环保,无燃烧气体排放。无论是玻璃纤维还是玄武岩纤维生产工艺,国家一致在鼓励向全电熔窑炉方向发展,减少大气排放。

2019年国家发改委首次明确将玄武岩纤维池窑拉丝技术列入《国家产业结构调整指导目录(2019)》鼓励发展类,为中国玄武岩纤维产业发展指明了方向,引导生产企业逐步由单元窑向大池窑,大规模化生产迈进。


据报道俄罗斯Kamenny Vek公司漏板技术已发展到1200孔漏板单元炉拉丝技术;而当前国内厂家仍以200、400孔拉丝漏板单元炉工艺技术为主,近两年国内某几家公司在1200孔、1600孔、2400孔漏板研究方面不断尝试,并取得了很好的成效,并已进入试用阶段,为未来中国大池窑、大漏板,大规模化生产奠定了良好基础。


玄武岩连续纤维(CBF)属于高科技,高性能纤维,它具有技术含量高、专业分工细致的特点,涉及的专业领域较广。目前来讲生产工艺技术还处于初级发展阶段,现在基本以单体窑炉为主。CBF行业与玻纤行业相比生产率低、综合能耗较高,生产成本高,市场竞争力不足,玻璃纤维经过近四十年的发展,目前万吨级、十万吨级的大型池窑已经很成熟,玄武岩纤维只有像玻璃纤维发展模式一样,逐步走向大型窑炉池窑化生产才能不断的降低生产成本和提高产品品质。

国内现状

多年来,国内不少生产企业和科研院所在玄武岩纤维生产工艺技术研究方面也都投入了大量的人力,物力,财力,经过多年的技术探索与实践,单体炉拉丝生产技术已经得到了成熟的应用,但在池窑技术研究方面投入不足,步子不大,大多以失败而告终。

池窑技术研究:窑炉设备是生产玄武岩连续纤维的关键设备之一,窑炉结构是否合理,温度分布是否合理,耐火材料是否能够耐受玄武岩溶液的浸蚀,液位控制参数及窑炉温度控制等关键技术问题都是摆在我们面前需要解决的。

要大规模生产必须有大的池窑,值得庆幸的是当前国内已有登电集团率先在全电熔池窑技术研发方面有了大的突破,据行业内知情人士了解,该公司现拥有年产1200吨大型全电熔池窑,自2018年运行至今,这在玄武岩纤维全电熔池窑拉丝技术方面是一个重大突破,对整个玄武岩纤维产业发展极具借鉴和推广意义。     

大型漏板技术研究:大型窑炉应有与之配套的大型漏板相匹配,漏板技术研究涉及到材质的变化、漏板布局、温度分布、漏板结构尺寸的设计等方面,这不但需要专业人才,更需要在实践中去大胆尝试。大漏板生产技术是降低生产成本和提高产品品质的主要手段之一。

目前,国内外玄武岩连续纤维漏板孔数以200孔、400孔为主,多漏咀大漏板的生产方式将使单机产能得到倍数增长。大型漏板研究方向将沿着玻纤漏板的发展思路,从800孔、1200孔、1600孔、2400孔等更多漏板孔数方向发展,该项技术的研究与攻关有助于生产成本的降低,同时也有助于产品品质的提升,也是未来发展的必然方向,有助于提高玄武岩纤维直接无捻粗纱的品质,加快推进在玻璃钢、复合材料领域应用。

玄武岩原料的研究:原料是生产企业的根本,近两年由于国家环保政策的影响,国内不少玄武岩矿山无法正常开采,原料在过去从未成为生产企业关注的焦点,而在当前可拉丝玄武岩矿石成为行业发展瓶颈,也迫使生产企业和科研院所开始研究玄武岩原料的均质化问题。

玄武岩纤维生产工艺技术特点是沿用前苏联的生产工艺,采用单一玄武岩矿石为原料的生产工艺,对矿石成份要求苛刻。目前行业发展趋势是采用单一或几种不同纯天然玄武岩矿料均化后进行生产,符合玄武岩产业号称“零排放”的特点,国内已有几家生产企业在研究尝试。
来源:玄武岩纤维之家

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