自2002年9月科技部將“玄武巖連續纖維及其復合材料”項目列入國家863計劃,玄武巖連續纖維產業已經在中國走過八個年頭。俗話說萬事開頭難,處于創業期里的中國玄武巖纖維產業在曲折起伏中努力前行。為了不重演碳纖維的覆轍,國家曾給予玄武巖纖維很大地關注和支持。然而隨著時間的推移,工藝技術不成熟、產品性能不穩定、相關標準體系不完善加之金融危機導致的全球經濟不景氣,讓剛起步的中國玄武巖纖維產業步履蹣跚,一些走在前面的企業不幸成為先烈。
一、行業運行現狀
1、企業現狀
截止到2010年上半年,國內已經實現生產的玄武巖纖維企業主要有浙江石金、四川航天拓鑫、牡丹江金石、山西巴塞奧特、阜新礦業、營口洪源等幾家,2009年全行業粗略統計年產量在2000噸左右,其中浙江石金、航天拓鑫和阜新礦業的規模稍大。銷售方面各企業的產品銷售率普遍不高,庫存積壓較多。
表1 中國現有玄武巖纖維生產企業及其基本情況
當前國內企業所能生產的玄武巖連續纖維直徑最細在6微米左右,各廠家大都以9-13微米纖維為主打產品。原絲強度0.50-0.55N/Tex,比無堿玻纖略高,但波動性比較大。根據國外的研究資料來看,玄武巖纖維的強度可達3300Mpa以上,折算過來單絲強度應該在1.179 N/Tex,因此可見,在現有的生產工藝條件下,原紗的單絲強力利用率還比較低。所以需要通過進一步的技術改進和規范管理,來穩定和提高纖維的質量。此外玄武巖纖維也被嘗試用作功能性材料,通過近幾年應用實踐發現,玄武巖纖維的耐化學性能較為穩定,但熱學性能表現與之前實驗室研究得出的結論出入較大,需要重新進行研究分析。
2、制品開發與市場推廣應用情況
目前的玄武巖纖維還談不上制品深加工,只能依靠各纖維生產廠家根據市場需求,參照玻璃纖維制品的生產工藝進行制品開發,并以委托代加工的方式進行樣品生產實踐,有的企業甚至沒有自己專門的產品研發團隊。因此研發周期往往不能自主控制,研發結果與研發預期相差較遠,效果大打折扣。
當前玄武巖纖維涉及到的應用領域主要是建筑結構補強、道路交通和玻璃鋼三大領域。近年來,一些與玄武巖纖維相關的標準陸續頒布實施,如《GB/T 23265-2009 水泥混凝土和砂漿用短切玄武巖纖維》、《JT/T 776-2010 公路工程 玄武巖纖維及其制品》等,另外在《JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術規范》、《GB/T 6719-2009 袋式除塵器技術要求》等標準中也有所提及,這為玄武巖纖維的普及推廣奠定了基礎。
3、工藝技術水平
爐窯方面,現在國內玄武巖纖維生產工藝主要有全電熔爐和氣電結合爐兩種。其中由四川航天拓鑫玄武巖實業有限公司自主研制的氣電結合爐玄武巖纖維生產成套設備,被西方人稱為新型模塊式玄武巖纖維生產設備,并被認為是符合低能耗發展方向,其經驗對于玄武巖纖維技術的發展產生了新的促進作用。
漏板方面,目前各企業已經在完善200孔漏板拉絲工藝的基礎上,逐步嘗試400孔漏板和多漏板熔爐技術。另外漏板溫度控制和熱換漏板技術都已經比較成熟,漏板使用壽命也正逐步延長,200孔漏板壽命已經基本能達到3個月以上。
4、存在的主要問題
當今科技發展的重要方向之一就是新材料的研制和應用。然而開發利用新材料的前提是對新材料本身必須有十分清晰的認識,基礎性研究工作是每個新材料項目成功與否的關鍵。
對于玄武巖纖維產業來說,礦石原料的篩選、工藝路線的設計與優化、產品質量的穩定與提高、纖維制品深加工的方向與市場定位等等,都必須以對纖維本身的基礎性研究和認識為基礎。然而目前國內企業對于玄武巖纖維的認識,大多仍來自于國外的數據資料,國內開展玄武巖纖維基礎性研究的高校和研究機構,其數量較少,涉足時間較晚,研究內容大都局限于某一個方面。國家雖然早在2002年就已經將“玄武巖連續纖維及其復合材料”項目列入國家863計劃,但該項目在實施過程中把大部分精力用于纖維生產工藝的研制開發,對于纖維本身的基礎性研究工作并未有太多涉及。因此,缺少對玄武巖纖維特性的整體基礎性研究是制約玄武巖纖維產業健康發展的最大問題。
二、政策解讀:機遇與挑戰
2009年12月中科院地質與地球物理研究所礦產資源研究重點實驗室上報中辦和國辦的《中科院專家關于發展新資源經濟拉動新一輪經濟增長的建議》,受到國家領導人關注,短短一周時間陸續得到李克強副總理和劉延東國務委員的批示。該《建議》將玄武巖纖維生產技術列為新資源技術,以玄武巖為原料生產的玄武巖連續纖維被認為是重要緊缺礦產的替代資源,可用于代替鋼材、鋁合金。另外今年5月27日,工信部下達的中國工業淘汰落后產能任務,與以往相比有大幅提高。其中與玄武巖纖維行業相關的鋼鐵、玻璃、化纖等行業均有涉及。因此,玄武巖纖維作為一種新型高性能纖維和一種新資源材料,將會得到越來越多的關注。
然而也必須清醒地認識到,在常規能源日益枯竭的大背景下,與高能耗沾邊的行業都將會直接或間接地受到限制,征收資源稅也將是早晚的事。因此無論是全電熔爐還是氣電結合熔爐,玄武巖纖維生產工藝還遠未到完善成熟的階段。優化熔爐運行工況、穩定產品質量、降低生產成本,必須要加快技改的進度。
三、幾點建議
1、不宜盲目引入大量資金進行規模化擴產
全世界連續玄武巖纖維的工業化生產只有20年歷史,尚未在全世界范圍內大量生產。其生產技術還處于初級發展階段,制品和市場也處于前期開發階段。由于前期基礎性研究工作的不足,企業承擔了太多本應屬于高校和研究機構所應承擔的研究任務,而企業所處的位置又決定了這些研究的局限性。作為一個基礎性研究工作尚有不足的新材料項目,社會應給予更多的關注和了解,有條件的高校和研究機構應加大對玄武巖纖維特性研究,國家也要多在玄武巖纖維基礎性研究方面給予支持。但考慮到目前的基礎性研究狀態以及所造成的工藝技術裝備的不成熟、制品市場規模有限等因素,建議不要盲目引入大量資金進行規模化擴產。
2、加大對纖維特性的基礎性研究
首先,原料組分與生產工藝、纖維性能之間的關系研究,可在篩選礦石、優化生產環節和工藝參數、降低生產成本、節能降耗等方面提供理論指導;其次,纖維表面狀態研究可作為玄武巖纖維生產用浸潤劑的研發依據;再則,纖維耐熱性能與耐化學腐蝕性能研究、纖維無機硅酸鹽特性分析研究則直接對制品研發方向。