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        伽貝新材 · 寧波

        寧波伽貝新材料有限公司

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        玻璃纖維是怎么來的?

        玻璃纖維最初也是由國外引進

        20世紀20年代末,美國大蕭條,政府出臺了一條奇葩法令:禁酒令,一禁就是十四年,酒瓶生產商紛紛陷入困境。歐文斯伊利諾斯公司是當時美國最大的玻璃瓶制造商,也只能眼睜睜看著一個個玻璃熔爐被熄火。這時一位貴人——Games Slayter,他偶然經過一臺玻璃熔爐,發現一些溢出的液態玻璃被吹成纖維狀。Games好像牛頓被蘋果砸中腦袋,玻璃纖維從此登上了歷史舞臺。

        一年后,第二次世界大戰爆發,常規材料匱乏,為滿足軍用戰備的需求,玻璃纖維成為替代品。

        人們漸漸地發現這種年輕的材料有許多優點——質量輕、強度高、絕緣性好、保溫、隔熱。于是,坦克、飛機、武器、防彈衣等等都用上了玻璃纖維。

        如何定義?

        玻璃纖維是一種無機非金屬新材料,以高嶺土、葉臘石、石英砂、石灰石等天然礦石為原料,按一定的配方,經高溫熔制、拉絲、絡紗等數道工藝制造而成。其單絲直徑在幾微米到二十幾微米之間,相當于一根頭發絲的 1/20-1/5 ,每束纖維原絲由數百根甚至上千根單絲組成。

        我國玻璃纖維工業的興起

        我國玻璃纖維工業興起于1958年。經過60年的發展,改革開放前主要服務于國防軍工,之后轉向民用,并獲得迅速發展。

        早期絡紗車間女工

        到2008年,我國的玻璃纖維池窯拉絲產量就達到160萬噸,位列世界第一。

        中國建材集團是目前全球規模最大的玻璃纖維生產商,僅我們一家企業產能規模達195萬噸,穩居世界第一。真正是中國工業的隱形冠軍企業!

        玻璃纖維的生產工藝

        早期坩堝拉絲法

        早期玻璃纖維的生產工藝主要是坩堝拉絲法,其中陶土坩堝法已被淘汰,代鉑坩堝法則需兩次成型,先把玻璃原料高溫熔制成玻璃球,然后將玻璃球二次熔化,高速拉絲制成玻璃纖維原絲。

        這種工藝的弊端有能耗高、成型工藝不穩定、勞動生產率低等,目前除少量特殊成份玻纖還沿用這種方法外,基本已經被淘汰。

        池窯拉絲法

        如今大型玻纖生產廠家均采用這種方法(將各種原料在窯爐中熔化后,直接經通路至專用漏板,拉制出玻璃纖維原絲)。

        這種一次成型方法具有能耗低、工藝穩定、產量質量提高等優點,使玻纖工業迅速實現了規?;a,被業界譽為“玻纖工業的一次技術革命”。

        中國工業隱形冠軍有怎樣的核心競爭力?

        1玻璃配方技術

        玻璃配方技術是生產玻璃纖維的核心技術之一,中國建材集團所屬中國巨石研發的E6玻璃配方,所屬泰山玻纖研發的TCR配方,均無氟無硼,強度高、耐高溫、耐腐蝕、抗疲勞,適用于耐高壓、耐高溫等特殊領域,已在行業內全面推廣,是目前的主流玻璃配方。

        中國巨石E6之后,E6S、E7、E8等相繼登場,2016年中國巨石研發出E8玻璃配方,模量超過95GPa,并且實現穩定高效的池窯化生產,同時兼有以往產品的優勢,具有更高的性價比和市場競爭力。

        泰山玻纖2014年與美國AGY公司合作推出了S-1HM玻纖,主要應用于風電葉片。S-1HM配方是美國AGY的,加上泰山玻纖前期自主研發的高模HMG配方、風電用TCR配方,泰山玻纖形成了TCR、HMG、S-1HM的風電產品組合,更好地滿足客戶不同模量的需求。

        2超大型池窯拉絲工藝

        又稱一次成型工藝,各種玻璃配合料在約1600℃的池窯熔化部熔成玻璃液,在澄清部排除氣泡,成為均勻的玻璃液,再在成型通路中輔助加熱,精準控制溫度,經漏板高速拉制,形成玻璃纖維原絲。一座窯爐有數條成型通路、上百臺拉絲漏板。

        池窯法拉絲工藝能實現大規模工業生產,并易于實施最先進的全自動控制技術,使生產效率大幅度提高,已經成為當前國際上主流的拉絲工藝。

        3立體式純氧燃燒技術

        玻璃液在玻璃熔化池窯熔制過程中,主要依靠噴槍對其高溫熔制,而胸墻插入式噴槍的火焰與玻璃液面平行,不能直接加熱到玻璃液面,導致能量提供不均勻,造成無謂消耗,浪費能源。立體式燃燒技術,使窯爐能量供給均勻。純氧燃燒避免了氮、琉等氧化物的產生,對空氣不會造成污染。

        4AGV自動化物流技術

        該技術替代了傳統的鏈條輸送技術,通過運用先進的激光定位AGV導航車輸送紗架車,實現了從拉絲到烘干再到后續包裝的流程自動化。AGV小車具有自動判斷、自動選擇、自動定位、自動交通管制、自動充電、自動接收任務等功能,準確、及時、節約大量勞動力,現場整潔、井井有條。

        5智能化立體倉儲技術

        該技術具備托盤流向智能控制,實現信息自動識別,對物流智能跟蹤、監控、調度及管理,實現倉儲環節的物流自動化和庫存智能優化管理,出入庫的效率達到18秒/托,比傳統的倉儲方式節省面積75%,大量縮減人工和場地。

        6固廢循環利用技術

        中國巨石自主開發了廢絲回用技術,將原本難以處理的廢絲粉磨后,作為原料重新回爐到池窯中,實現玻纖廢絲的100%回收利用,真正變廢為寶,解決了世界級難題。

        此外,對廢氣的處理是采用“SNCR+雙減法+電除霧”法,可綜合治理廢氣中的SO2、NOX、粉塵、氟化物等污染物,排放濃度遠低于國家標準。對廢水則采用中水回用,處理后再用于生產,實現污水零排放。

        1994年11月28日,巨石8000噸中堿池窯勝利點火,在國內普遍采用代鉑爐生產工藝的背景下,大膽嘗試、勇于創新,率先使用池窯拉絲技術,為后來的規?;a奠定了基礎,積累了經驗。

        中國首條萬噸級玻纖生產線

        1997年3月28日,泰山玻纖在艱難中起步,歷經艱辛點燃了中國玻纖行業“首條萬噸無堿池窯拉絲生產線”的熊熊火焰,投資5.49億元人民幣,年生產能力為無堿玻璃纖維制品10400噸。

        海外首條大型玻纖生產線

        2014年5月18日,中國巨石積極響應國家“一帶一路”建設,在埃及投資建設年產8萬噸池窯拉絲生產線,這是中國在埃及投資金額最大、技術裝備最先進、建設速度最快的工業項目,是我國在海外建設的首條大型玻纖生產線,填補了北非地區玻璃纖維生產的空白。巨石埃及二期項目在2016年5月投產,三期項目預計今年第三季度完成。屆時,一個20萬噸的玻纖生產基地將坐落于尼羅河畔。與此同時,巨石美國項目正在建設中。

        2017年1月,巨石自主研發的“高性能玻璃纖維低成本大規模生產技術與成套裝備開發”項目榮獲國家科技進步二等獎。在工信部公布的全國首批制造業單項冠軍示范企業(培育)名單中,巨石入選示范企業名單;泰山玻纖新區生產線2015年被國家工信部列為玻纖行業首批智能制造示范項目,2016年入選國家智能制造應用新模式示范名單。

        玻璃纖維的用途

        玻璃纖維是替代鋼材、木材、石材等傳統材料的新一代復合材料,是國家戰略性新興產業,對國家經濟發展與轉型升級有著重要意義。

        它“上天入地,無所不能”,為我們的航空航天事業和交通運輸行業添磚加瓦;它“上得了廳堂,下得了廚房”,在“高大上”的節能環保領域有它,在“接地氣”的體育休閑領域也有它;它“能粗能細,靈活切換”,不但符合建筑建材的堅硬標準,還能滿足電子電器的精密要求。

        總之,玻璃纖維是一種性能優異的無機非金屬材料,具有輕質、高強、耐高溫、耐化學腐蝕、抗疲勞、電絕緣性能好等優點,已經在建筑與基礎設施、汽車與交通、化工、環保、電子電氣、船舶與海洋等國民經濟各個領域大展拳腳,實惠于民。

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