连续玄武岩纤维的工业化生产(精)
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一、概述玄武岩连续纤维是一种具有优异性能的新型建筑材料,具有高强度、高稳定性、耐高温等优点,被广泛应用于地下隧道支护、道路铺设、水利工程等领域。
然而,目前我国对于玄武岩连续纤维的生产技术研究相对不足,生产工艺相对滞后,难以满足市场需求。
深入研究玄武岩连续纤维生产的关键技术,并进行示范推广,具有重要的理论和实践意义。
二、玄武岩连续纤维生产的关键技术研究1.玄武岩连续纤维的原材料选择选择合适的玄武岩原材料,对于生产出优质的连续纤维至关重要。
通过对不同原材料的性能和成本进行评估和比较,确定最佳的原材料选择方案。
2.玄武岩连续纤维生产工艺研究玄武岩连续纤维的生产工艺,包括熔融纤维化、拉丝成型、固化等关键环节。
通过优化工艺参数,提高生产效率和产品质量。
3.玄武岩连续纤维的性能测试对生产出的玄武岩连续纤维进行全面的性能测试,包括拉伸强度、耐高温性能、使用寿命等关键性能指标的测试。
通过测试结果对比,优化生产工艺参数,提高产品性能。
4.玄武岩连续纤维生产设备的研发根据生产工艺的需求,研发适用的玄武岩连续纤维生产设备,包括熔融设备、拉丝机、固化设备等。
通过技术创新,提高生产设备的自动化水平和稳定性。
三、玄武岩连续纤维生产关键技术的示范1.建立示范生产线在特定的示范基地建立玄武岩连续纤维的生产线,对研究得到的关键技术进行应用和示范。
通过生产实践,验证技术研究的成果,发现并解决实际生产中的问题。
2.示范推广玄武岩连续纤维产品将示范生产出的玄武岩连续纤维产品应用于地下隧道支护、道路铺设、水利工程等领域,对产品的性能和使用效果进行评估和推广。
通过产品应用示范,树立行业标杆,引领产业发展。
3.技术示范推广通过组织技术交流、学术研讨会、展览展示等形式,向行业内外推广示范的玄武岩连续纤维生产关键技术。
鼓励企业进行技术引进和合作,推动整个产业链的升级和发展。
四、结语玄武岩连续纤维作为一种具有巨大潜力的建筑材料,其生产关键技术的研究和示范推广对于行业发展和社会经济具有重要意义。
“点石成金”当梦想遭遇现实——连续玄武岩纤维产业的发展现状及思考浙江石金玄武岩纤维有限公司胡显奇“点石成金曾是一种神话,一种比喻,如今这种梦想已经成真,人们用普通的石头——玄武岩拉丝并制作出各种高级产品就是最典型的事例。
”这是长期从事地质与环境研究的中国科学院院士刘嘉麒在《绿色高新材料——玄武岩纤维具有广阔前景》一文中所作的阐述。
然而,当“点石成金”神奇而美好的梦想遭遇现实时,却并不浪漫和乐观,发展的道路崎岖坎坷,先驱者要披荆斩棘,更要经受凤凰涅槃的洗礼。
连续玄武岩纤维(Continuous Basalt Fiber,以下简称CBF)是以火成岩中的玄武岩为唯一原料,在1450℃~1500℃条件下进行熔融拉丝而成的纯天然连续纤维。
其突出的综合性能使之有望发展成为国防安全和国民经济发展领域不可或缺的重要基础材料之一。
但确切地说,与其它高技术纤维一样,目前CBF在中国乃至在全球的发展状况还不足以成为“产业”。
不过,作为一种代表未来绿色材料发展方向的纯天然高技术纤维,尤其是作为新资源产业,玄武岩纤维终将破茧而出。
在此,笔者结合自己从事CBF研究、开发、生产和营销8年多来的实践和思考谈一些也许并不成熟的看法,供关注CBF产业发展的政府部门、专家学者、投资者和企业界人士参考。
现状——激流涌动回眸玄武岩纤维在前苏联于1985年获得初级生产技术后的这一段发展历程,不难发现其发展历程呈现出了“U”字型轨迹。
1991年的苏联解体对CBF产业造成了极大的影响,在随后的十几年时间里,发展陷于停滞。
近5年,随着世界经济的高速发展和环境友好概念的深入人心,CBF再次走向前台。
目前全世界只有乌克兰、俄罗斯、格鲁吉亚、中国、韩国、奥地利、比利时和德国等少数国家拥有CBF工业生产技术,全世界生产厂家不超过20家。
主要集中于乌克兰、俄罗斯和中国,形成了“三足鼎立”的格局(见表1)。
表1:世界CBF生产商情况统计从熔融拉丝使用的能源来分类,其炉型大致可以分为3种:一是以天然气或液化气为能源的火焰炉,以俄罗斯Kamenny Vek公司和我国的成都拓鑫公司为代表;二是全电熔炉,以我国的浙江石金公司为代表;三是气电结合炉我国从2005年有小规模生产开始,6年间进入到连续玄武岩纤维领域的企业达到了6家以上,他们分别是:横店集团控股的“浙江石金玄武岩纤维有限公司”(由横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司与浙江得邦高技术纤维有限公司合并而成)、中国航天科技集团控股的“四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司”、辽宁营口百盛纤维制品有限公司、牡丹江电力公司控股的“牡丹江金石玄武岩纤维有限公司”、辽宁阜新煤矿控股的“辽宁金石科技集团有限公司”、辽宁营口市宏源科技有限公司和山西亚鑫煤焦化有限公司投资的“山西巴塞奥特科技有限公司”等。
目录第一章总论 (3)(一)项目背景及项目概况 (3)(二)项目承担企业概况 (7)第二章产业政策和市场分析 (9)(一)发展规划、产业政策 (9)(二)市场分析 (10)(三)项目建设必要性 (14)第三章建设规模和产品方案 (16)(一)建设规模 (16)(二)产品方案 (16)第四章厂址选择及建设条件 (18)(一)厂址选择 (18)(二)厂址环境条件和现状 (18)(三)建设条件 (19)第五章技术方案、设备方案和工程方案 (20)(一)主要设备方案 (20)(二)技术方案 (20)(三)工程方案 (23)第六章主要原材料、能源消耗及供应 (30)(一)主要原材料供应量 (30)(二)主要原材料市场情况 (30)(三)能源消耗及供应 (33)第七章总图运输与公用工程 (34)(一)总图布置 (34)(二)场内外运输 (34)(三)公用辅助工程 (35)第八章节能措施 (36)第九章环境影响分析 (38)(一)项目建设和生产对环境的影响 (38)(二)环境保护措施方案 (38)(三)环境影响评价 (39)第十章劳动安全卫生与消防 (40)(一)危害因素与危害程度 (40)(二)安全措施方案 (40)(三)消防设施 (41)第十一章组织机构与人力资源配置 (43)(一)组织机构 (43)(二)劳动定员及工作制度 (43)(三)人员培训 (44)第十二章项目实施进度和进展情况 (45)(一)项目实施进度 (45)(二)项目进展情况 (45)第十三章投资估算及资金筹措 (47)(一)投资估算表 (47)(二)资本金筹措 (47)(三)债务资金筹措 (47)(四)申请专项资金的主要原因和政策依据 (47)第十四章财务分析及评价结论 (49)(一)不确定性分析 (49)(二)财务评价结论 (49)(三)项目风险分析 (49)第十五章工程招投标 (51)第十六章经济和社会影响分析 (52)(一)项目对经济和资源及环境的影响分析 (52)(二)项目对社会的影响分析 (52)(三)项目与所在地互适性分析 (53)(四)社会评价结论 (53)第十七章结论与建议 (54)第一章总论(一)项目背景及项目概况1.项目背景开发新资源是解决人类社会资源需求不断增长的根本出路,而连续玄武岩纤维正是现代科学技术发展涌现出的具有极大生命力的新材料,是继碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维之后的第四大高技术纤维,被称为“21世纪的绿色工业原料”。
玄武岩是一种坚硬的高密度火山岩,主要由斜长石、辉石、橄榄石、铁质氧化物等矿物组成。
矿物单体间隙由玻璃质充填而形成岩石,外观呈黑灰色。
此类矿物通常由火山地热作用形成,分布于全球各地,每个矿床总体成份略有差异,但总体物理化学性能及成份范围大致相同。
由于玄武岩具有硬度高、耐磨、耐水、耐酸碱腐蚀的特性,常用于铺路和建筑。
但玄武岩可以制成几微米直径的连续纤维可纺纱、织布,制成具有独特物理化学性能的产品却鲜为人知。
现就笔者所知作扼要介绍:一、连续玄武岩纤维的开发与发展玄武岩纤维是人类受“天工造物”的启迪:发现正在喷发的火山岩浆被劲风吹散成棉絮状随风飘荡,形成了天然无序的原始玄武岩短纤维(棉)。
玄武岩纤维的研发首先从前苏联开始。
二十世纪六十年代前苏联国防科研部就开始研发玄武岩纤维。
连续玄武岩纤维(美国简称BCF、俄罗斯RU、乌克兰BC)于1985年在乌克兰率先实现了工业化,产品全部用于国防军工和航天航空领域。
连续玄武岩纤维的生产工艺与玻璃纤维相似。
主要区别是省却了复杂的配料工序,无有毒有害的化工原料(纯碱、硼砂、砒霜、氟化物等)加入。
因而,生产中无空气污染。
生产方法是把玄武岩粉碎后直接投入到窑炉中,经1450℃~1500℃熔融后,从铂铑合金的漏孔中流出直接拉制成无限长的连续纤维。
可直接纺纱织布,也可以直接做缠绕纱、短切纱直接使用。
产品呈深棕色,有金属光泽。
由于玄武岩原料来源广泛,价格便宜,无污染。
产品性能优异,用途广泛,继前苏联之后,美国、德国、日本等一些科技发达国家都加强了对连续玄武岩纤维的研究开发。
七十年代,美国在华盛顿州立大学建立了试验室,研究连续玄武岩纤维制造技术。
2003年,美国军方又不惜重金收购了刚建立不久的连续玄武岩纤维工厂。
工厂就设在美国南部阿拉巴马军事基地,产品100%用于军工。
日本于1991年开始从乌克兰购买玄武岩纤维,2001年又投资4000万美元扩建原工厂,产品全部运回国内。
随着科学技术的发展和对连续玄武岩纤维优异性能认识的不断深入,加之原料来源广泛、成本低、无污染,产品综合性能好,性价比好的特点,已引起世界各国的注意。
连续玄武岩纤维的工业化生产*杨勇新(国家工业建筑诊断与改造工程技术研究中心 北京 100088)李洪安 于忠生(营口市建筑材料科学研究所 营口 115000)摘 要:玄武岩纤维是一种新型材料,其生产和应用已成为国内外目前研究的热点。
对连续玄武岩纤维工业化生产的条件、工艺和质量控制方法予以介绍。
关键词:连续玄武岩纤维 工业化生产 工艺INDUSTRIALIZED PRODUCTION OF CONTINUOUS BASA LT FIBERYang Yongx i n(National Eng i neering Research Center of Industrial Building Diagnosis and Rehabilitation Beijing 100088)Li Hong an Yu Zhongsheng(Yingkou Institu te of Building Material Yingkou 115000)Abstract :Basal t fi ber is a kind of new material.Its producti on and application draw most attention at home and abroad.The conditi ons,technics and quality control measures of basalt fiber industrialized production are introduced.Keywords :continuous basalt fiber industrialized p roduction technics*2005年度攻关计划(国际合作)项目 高性能纤维增强复合材料工程应用关键技术研究 (2005DFBA0002)资助。
第一作者:杨勇新 男 1963年11月出生 博士后 教授级高级工程师E-mail:yangyongxin@tsi 收稿日期:2007-02-100 前 言玄武岩是一种火山喷出岩,是地球上贮藏量最大,分布面很广的矿产。
连续玄武岩纤维的发展及应用前景集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#连续玄武岩纤维的发展及应用前景国内发展研究现状我国自20世纪70年代起,就断断续续地开展对CBF的研究,但未获得成功。
2001年我国哈尔滨工业大学组建了专门的研究队伍致力于玄武岩纤维制备技术的研发。
2004年哈尔滨工业大学深圳研究院与成都航天万欣科技有限公司组建了成都航天拓鑫科技有限公司,进一步研究改进玄武岩连续纤维制造设备功能,开发出玄武岩纤维终端产品。
2002年,我国正式将连续玄武岩纤维列入国家863计划,承担该课题项目的深圳俄金碳材料科技有限公司(由深圳黄金屋真空科技有限公司与俄罗斯一家军工材料研究院合资组建的)和大型民营企业横店集团等3家股东注资2000万人民币,于2003年12月成立了横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司。
经近两年来的技术开发,横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司采用创新的生产技术和“一步法”工艺,取得了以纯天然玄武岩(不添加任何辅料)为原料生产连续玄武岩纤维的研发成果,并成功实现了工业化生产。
该公司不仅掌握了电熔炉、火焰炉、气电结合的生产技术,而且生产的多轴向织物树脂基复合材料及玄武岩纤维片材等复合材料等产品得到军工和民用领域有关用户的认可。
目前,发展中的横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司是继俄罗斯等独联体与美国之后的全世界具有一定规模、排名第六位的生产工厂。
玄武岩连续纤维的发展规划有专家学者预测: 2010年全国生产玄武岩连续纤维1万t,2020年为7万t~10万t。
2玄武岩纤维(CBF)的性能新型环保性材料CBF具有非人工合成的纯天然性,加之生产过程无害,且产品寿命长,是一种低成本﹑高性能﹑洁净程度理想的新型绿色主动环保材料。
由于玄武岩熔化过程中没有硼和其他碱金属氧化物排出,使CBF制造过程的池炉排放烟尘中无有害物质析出,不向大气排放有害气体,无工业垃圾及有毒物质污染环境。
第一章总论1.1、项目概况1.1.1项目名称:年产5000吨连续性玄武岩纤维及制品项目1.1.2项目性质:新建1.1.3建设地址:宁安市工业园区1.1.4建设规模:年产连续性玄武岩纤维5000吨,玄武岩建筑筋1000吨,玄武岩管材2000吨,玄武岩纺织布1000吨,玄武岩短纤维1000吨。
1.1.5投资规模:项目总投资25590.3万元,其中固定资产投资22699.65万元,无形及递延资产投资890.65万元,流动资金投资2000万元。
1.1.6经济效益预测:项目建成达产后,预计年可实现销售收入25900万元,利润8953.17万元,税金4447.4万元,投资利润率34.99%,投资利税率52.22%,投资回收期2.9年。
1.2编制的依据及范围1.2.1编制的依据1、《建设项目经济评价方法与参数》(国家计委)2、宁安市国民经济和社会发展第十二个五年计划3、宁安市新材料产业发展规划4、项目建议书编制的有关规范、要求。
1.2.2编制范围1、项目提出的背景及必要性。
2、项目产品市场分析预测。
3、项目的建设方案、生产工艺、技术方案、主要设备。
4、项目所需原材料供应及配套设施建设。
5、项目的建设场址选择。
6、项目的环保、消防、劳动安全与工业卫生提出建议。
7、项目的组织机构。
8、对项目的总投资进行初步估算。
9、对项目的经济效益及抗风险能力进行分析评估。
10作出可行性结论意见。
1.3项目提出的背景及建设的必要性随着社会进步和科学技术的发展,人类诸多领域特别是高科技领域对复合材料的性能要求不断提高,加上铁矿蕴藏量的逐步消耗,使寻找新的纤维材料来取代玻璃纤维、金属以及特殊纤维材料成为世界各国科学家近二十年来潜心研究的课题。
继俄罗斯和比利时两国之后,中国建材研究院与营口建材研究所经过五年多的时间,开发研制出连续性玄武岩纤维技术,经辽宁省科学技术情报研究所计算机国际联机检索,国内外文献检索中未见采用与本工艺方法及连续性玄武岩纤维的成份相同的文献报道。
“点石成金”当梦想遭遇现实——连续玄武岩纤维产业的发展现状及思考浙江石金玄武岩纤维有限公司?胡显奇“点石成金曾是一种神话,一种比喻,如今这种梦想已经成真,人们用普通的石头——玄武岩拉丝并制作出各种高级产品就是最典型的事例。
”这是长期从事地质与环境研究的中国科学院院士刘嘉麒在《绿色高新材料——玄武岩纤维具有广阔前景》一文中所作的阐述。
然而,当“点石成金”神奇而美好的梦想遭遇现实时,却并不浪漫和乐观,发展的道路崎岖坎坷,先驱者要披荆斩棘,更要经受凤凰涅盘的洗礼。
连续玄武岩纤维(ContinuousBasaltFiber,以下简称CBF)是以火成岩中的玄武岩为唯一原料,在1450℃~1500℃条件下进行熔融拉丝而成的纯天然连续纤维。
其突出的综合性能使之有望发展成为国防安全和国民经济发展领域不可或缺的重要基础材料之一。
但确切地说,与其它高技术纤维一样,目前CBF在中国乃至在全球的发展状况还不足以成为“产业”。
不过,作为一种代表未来绿色材料发展方向的纯天然高技术纤维,尤其是作为新资源产业,玄武岩纤维终将破茧而出。
在此,笔者结合自己从事CBF研究、开发、生产和营销8年多来的实践和思考谈一些也许并不成熟的看法,供关注CBF产业发展的政府部门、专家学者、投资者和企业界人士参考。
现状——激流涌动回眸玄武岩纤维在前苏联于1985年获得初级生产技术后的这一段发展历程,不难发现其发展历程呈现出了“U”字型轨迹。
1991年的苏联解体对CBF产业造成了极大的影响,在随后的十几年时间里,发展陷于停滞。
近5年,随着世界经济的高速发展和环境友好概念的深入人心,CBF再次走向前台。
目前全世界只有乌克兰、俄罗斯、格鲁吉亚、中国、韩国、奥地利、比利时和德国等少数国家拥有CBF工业生产技术,全世界生产厂家不超过20家。
主要集中于乌克兰、俄罗斯和中国,形成了“三足鼎立”的格局(见表1)。
表1:世界CBF生产商情况统计?从熔融拉丝使用的能源来分类,其炉型大致可以分为3种:一是以天然气或液化气为能源的火焰炉,以俄罗斯KamennyVek公司和我国的成都拓鑫公司为代表;二是全电熔炉,以我国的浙江石金公司为代表;三是气电结合炉我国从2005年有小规模生产开始,6年间进入到连续玄武岩纤维领域的企业达到了6家以上,他们分别是:横店集团控股的“浙江石金玄武岩纤维有限公司”(由横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司与浙江得邦高技术纤维有限公司合并而成)、中国航天科技集团控股的“四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司”、辽宁营口百盛纤维制品有限公司、牡丹江电力公司控股的“牡丹江金石玄武岩纤维有限公司”、辽宁阜新煤矿控股的“辽宁金石科技集团有限公司”、辽宁营口市宏源科技有限公司和山西亚鑫煤焦化有限公司投资的“山西巴塞奥特科技有限公司”等。
把握时机抢占高性能纤维发展高地——刍议我国连续玄武岩纤维产业发展作者:胡显奇来源:《新材料产业》 2012年第6期文/胡显奇浙江石金玄武岩纤维有限公司总经理地球上有很多储量极其丰富的非金属矿山资源,它们看起来很普通,已经存在了几百万年、几千万年,乃至几亿年,似乎一点也“不值钱”。
然而,随着高新技术的发展,利用新的材料装备及技术手段对其进行高附加值的开发,就能够实现“点石成金”,“连续玄武岩纤维”便是这种新资源开发中的典型。
利用地球自然界存在的来源广泛的资源进行高性能纤维的生产,便是一种新的“绿色资源、高端创新”的开发模式。
自2001年开始至今的10多年间,笔者亲身经历了连续玄武岩纤维项目的投资、技术研发、项目发展策划、产品工业设计、批量生产、市场营销推广,以及材料部分应用研究等全过程,见证了我国连续玄武岩纤维产业从无到有的发展历史。
写此拙文,希望就有关观点和发展思路请教于材料界的专家学者,请教于一直以来关注支持新材料产业发展的政府官员们,请教于从事高技术纤维及其他新材料投资、研发、生产、营销的同仁们。
一、连续玄武岩纤维是绿色新材料“连续玄武岩纤维”(ContinuousBasalt Fiber,简称CBF)是以纯天然的火山岩(玄武岩等)为唯一的原料,在1500℃的高温下,经过铂铑合金拉丝漏板,快速拉制成几万米不断、比头发丝还要细的连续纤维。
玄武岩纤维包含2大类:一类是 C B F,采用类似玻璃纤维的生产工艺熔融连续拉制而成,连续不断,长度可达上万米,直径通常为7~13μm;另一类是纯玄武岩棉,长度为几毫米,单丝直径通常在5μm以下,用100%玄武岩熔融,主要采用火焰喷吹法或离心法进行生产。
玄武岩棉,与大比例添加其他矿物原料和矿渣料、采用冲天炉生产的普通岩棉有质的区别。
目前,我国还没有能够批量生产纯玄武岩棉(100%以玄武岩为原料)的厂家。
C B F属于无机非金属纤维,拥有一系列特殊的优异性能,具有原料廉价性、工艺简洁性、性能综合性、替代广泛性、绿色环保性、发展持续性等特征,是关乎国家国防安全、促进国民经济升级换代、支撑高科技产业发展的重要基础材料。
连续玄武岩纤维的工业化生产
首先,连续玄武岩纤维的原料是玄武岩矿石,生产过程中需要选用纯
净的玄武岩矿石。
玄武岩矿石经过破碎、磨细等处理,得到细粉末,作为
纤维的原料。
接下来,将玄武岩细粉末与高温熔融剂混合,形成玄武岩熔体。
熔融
剂主要起到增加熔融温度和改善熔融流动性的作用。
将玄武岩熔体注入纤
维成型机的喷孔中,通过高速喷射和快速冷却,将熔体拉伸成纤维。
在纤维成型的过程中,需要控制熔融温度、喷射速度和冷却速度等参数,以获得理想的纤维形态和性能。
同时,还需要注意避免纤维过度拉伸、折断或结晶不完全等问题的发生。
成型完成后,将连续玄武岩纤维进行涂覆和处理。
涂覆可以增强纤维
的附着能力和耐磨性,同时还可以改善纤维的表面质量。
处理过程中还要
注意控制温度和涂层厚度等参数,以确保涂层的均匀性和质量。
最后,将连续玄武岩纤维进行卷绕和包装,以便于储存、运输和使用。
在卷绕和包装过程中,需要注意纤维的保护,避免纤维被损坏或污染。
以上就是连续玄武岩纤维的工业化生产过程。
通过精细控制工艺参数
和加强质量管理,可以获得高品质的连续玄武岩纤维产品,满足各个领域
对纤维材料的需求。
连续玄武岩纤维制备关键技术研究进展摘要:本位主要介绍了玄武岩纤维在国内外的发展情况及现状,并结合我司在玄武岩纤维生产和实验过程中遇到的实际问题展开,分析玄武岩纤维制备关键技术设备在玄武岩纤维生产过程中存在的限制条件,主要以现有窑炉热量供给、热传递、耐材侵蚀等关键技术出发,以期待在这些关键技术上能有所突破。
关键词:玄武岩纤维熔炉供热系统玄武岩熔炉炉膛耐火材料1. 引言随着社会进步,高性能材料的需求越来越大,玄武岩纤维也正是伴随着这样的社会节奏逐步发展壮大。
玄武岩纤维的力学性能、热学性能和电学性能更是逐步被开发出来,伴随而来的是各行各业对玄武岩纤维的需求将不断增加,这也给予了玄武岩纤维行业发展的契机。
但同时玄武岩纤维的制备技术却仍较为落后,成本依然偏高,这也限制了玄武岩纤维的发展。
近年来随着玄武岩纤维在国内外越来越受到重视,玄武岩纤维生产企业也越来越多,人才和技术积累也越来越丰富,玄武岩纤维生产技术将得以突飞猛进的发展。
2. 国内外玄武岩纤维制备现状2.1 生产现状玄武岩纤维于1953—1954年在前苏联研发成果[1],1985年于乌克兰实验工业生产[2]。
经过数十年的发展玄武岩纤维制备工艺也发生了巨大的变化,总体来说大致分为:初期全铂坩埚拉丝,第二阶段是小池窑单漏板拉丝及第三阶段池窑多漏板拉丝工艺。
虽然连续玄武岩纤维的制备工艺与玻璃纤维拉丝工艺有诸多相似之处,但因玄武岩矿石熔点高及黑度大,使得连续玄武岩纤维的制造过程更加困难和复杂。
目前世界上仅有俄罗斯、乌克兰、美国、中国等少数国家掌握了这种连续纤维的生产工艺,可实现玄武岩连续纤维及其制品的生产[3]。
也正是由于玄武岩矿石的特性使得玄武岩熔炉与玻璃纤维熔炉有着本质的区别,为满足玄武岩矿石熔制要求,经过数十年经验总结,到目前主要形成了三类玄武岩熔炉体系:一种是以天然气作熔化供热,主要代表为俄罗斯KEV、中国四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司;第二种为全电熔窑炉,熔化热能全由电能提供,主要代表浙江石金玄武岩纤维有限公司;第三种天然气供热结合电助熔型[4]。
我国纯天然连续玄武岩纤维异军突起“火山岩变丝”、“点石成金”。
也许没有比用这两个词更能简要揭示“连续玄武岩纤维”的生产工艺特征和对其应用价值的评价了。
综观现阶段全球所有有机、无机及金属类高技术纤维,惟有连续玄武岩纤维是纯天然、非人工合成的。
由于它具有原材料的天然性、性能的综合性、成本的廉价性和工艺的简洁性、技术的高难性,以及应用的广泛性等特征,因此,结合我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要》以及我国《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》的原则要求,连续玄武岩纤维的深入研发和产业化发展,理应受到我国材料界和国家各有关部门的关注。
笔者结合这几年来对连续玄武岩纤维的研发和产业化工作的实际体会,就我国如何大力发展连续玄武岩纤维,谈一点看法。
CBF一种新的高技术纤维“连续玄武岩纤维”(Continuous Basalt Fibre 简称CBF)是以纯天然火山岩为原料,在1450℃~1500℃熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。
纯天然的CBF 颜色似金色。
以CBF为增强体可制成多种复合材料。
CBF与碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE )等高技术纤维相比,除了具有高技术纤维高强度、高模量的特点外,CBF还具有耐温性佳、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、过滤性好、抗压缩强度和剪切强度高、适应于各种环境下使用等优异性能,且性价比好,是一种纯天然的无机非金属材料,也是一种可以满足国民经济基础产业发展需求的新的基础材料和高技术纤维。
CBF及其复合材料可以较好地满足国防建设、交通运输、建筑、石油化工、环保、电子、航空、航天等领域结构材料的需求,对国防建设、重大工程和产业结构升级具有重要的推动作用。
它既是21世纪符合生态环境要求的绿色新材料,又是一个在世界高技术纤维行业中可持续发展的有竞争力的新材料产业。
尤其是我国已经拥有自主知识产权的CBF制造技术及工艺,并且以“后来者居上”的后发优势达到了国际领先水平,因此,大力发展CBF 及其复合材料产业无疑具有重要的意义。