玻璃纖維應用廣泛，隨著“中國制造2025”國家戰(zhàn)略的實施，在新能源開發(fā)、汽車輕量化、油氣遠距離輸送等重大技術和工程領域，都需更高性能的增強纖維作為基礎材料予以支撐。然而，在玻璃纖維產(chǎn)業(yè)領域尚存在一些技術難點和問題，嚴重阻礙了玻璃纖維應用領域的進一步擴展和大范圍應用。巨石集團研發(fā)的“高性能玻璃纖維低成本大規(guī)模生產(chǎn)技術與成套裝備開發(fā)”項目解決了這一技術難題，獲得了2016年國家科技進步二等獎。
眾所周知，在玻璃纖維產(chǎn)業(yè)領域，傳統(tǒng)E玻璃纖維強度和模量低，性能不能滿足使用要求，現(xiàn)有高性能玻璃纖維中，高模量M玻璃纖維，強度低，目前未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，而高強S玻璃纖維，生產(chǎn)難度大，難以規(guī)?；a(chǎn)。因此，亟待開發(fā)高模量、高強度的高性能玻璃纖維，并大規(guī)模生產(chǎn)。這對于推動玻璃纖維以及復合材料行業(yè)技術進步至關重要。高性能玻璃纖維配方，是該項目的核心技術。
項目組開發(fā)研究了“三元混合堿土效應技術”，首次在玻璃纖維領域應用鈣、鎂、鍶三元混合堿土效應，也是首次將鍶引入三元體系。通過大量實驗確定了氧化鈣、氧化鎂、氧化鍶比例，使大小不同的離子做最緊密堆積，從而提高玻璃纖維的力學性能，使玻璃纖維的強度達到2600-2800MPa，模量達到88-91GPa。并引入Li2O降低熔體粘度，研發(fā)高COD還原性硫澄清技術，降低液相線溫度、提高吸熱率，降低熔制難度。
同時，通過縱向雙H通路結構、立體式純氧燃燒技術、錯位矩陣式電助熔熔制技術和智能化成套裝備等開發(fā)超大玻璃纖維池窯拉絲生產(chǎn)線，極大地提高了勞動生產(chǎn)率。與傳統(tǒng)的橫向結構相比，通過梯級沉降和變截面等技術，使玻璃纖維單條作業(yè)通路的爐位增加到32個，單窯年產(chǎn)能達12萬噸，達到世界一流水平。攻克了玻纖高性能與規(guī)?；暮诵募夹g瓶頸，實現(xiàn)高性能玻纖的大規(guī)模低成本生產(chǎn)。其中窯爐規(guī)模、單通路爐位數(shù)國際領先。授權專利36項，含美國等國際發(fā)明5項，國內發(fā)明17項。主持或參與制定國家標準3項，行業(yè)標準4項。
此外，項目還通過使用高熔成率礦物原料、固廢原料、無硼無氟配方原料，從源頭上控制含硼含氟污染物的產(chǎn)生，并使成本降低約三分之一，通過余熱利用、中水回用等綠色技術進一步降低消耗，提高綠色生產(chǎn)水平?！?/div>
據(jù)了解，該項目在巨石集團桐鄉(xiāng)、九江、成都三大生產(chǎn)基地全面推廣，已在15條生產(chǎn)線推廣應用3年以上，并建成埃及示范線，實現(xiàn)我國玻纖行業(yè)首次國外技術輸出。目前，產(chǎn)品已實現(xiàn)了大規(guī)模推廣應用，在風電領域，用項目產(chǎn)品生產(chǎn)的玻璃纖維織物，通過了西門子最嚴格的疲勞測試，疲勞性能高出要求標準15%，這意味著葉片使用壽命可提高15%。與此同時，該項目也為巨石集團帶來了經(jīng)濟效益，2013年至2015年，項目產(chǎn)品新增銷售173.2億元，凈利潤21.5億元，稅收16.7億元，出口創(chuàng)匯11.7億美元。
“這一項目成果的推廣應用對推動我國玻璃纖維工業(yè)結構調整、節(jié)能減排、引領行業(yè)進步、提升下游復合材料產(chǎn)品性能具有重要意義，有利于提高我國基礎材料制造水平。”項目第一完成人巨石集團董事長兼CEO張毓強說。
魯ICP備2021047099號