堅硬的石頭怎么變成細(xì)如發(fā)絲的纖維？好浪漫的創(chuàng)意，又神奇得像魔術(shù)，到底怎么實現(xiàn)的呢？
玻璃纖維最初也是由國外引進(jìn)
20世紀(jì)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(chǎn)商紛紛陷入困境。歐文斯伊利諾斯公司是當(dāng)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(jīng)過一臺玻璃熔爐，發(fā)現(xiàn)一些溢出的液態(tài)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(zhàn)爆發(fā)，常規(guī)材料匱乏，為滿足軍用戰(zhàn)備的需求，玻璃纖維成為替代品。
人們漸漸地發(fā)現(xiàn)這種年輕的材料有許多優(yōu)點——質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、絕緣性好、保溫、隔熱。于是，坦克、飛機(jī)、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(jī)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(jīng)高溫熔制、拉絲、絡(luò)紗等數(shù)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(dāng)于一根頭發(fā)絲的 1/20-1/5 ，每束纖維原絲由數(shù)百根甚至上千根單絲組成。
我國玻璃纖維工業(yè)的興起
我國玻璃纖維工業(yè)興起于1958年。經(jīng)過60年的發(fā)展，改革開放前主要服務(wù)于國防軍工，之后轉(zhuǎn)向民用，并獲得迅速發(fā)展。
早期絡(luò)紗車間女工
到2008年，我國的玻璃纖維池窯拉絲產(chǎn)量就達(dá)到160萬噸，位列世界第一。
中國建材集團(tuán)是目前全球規(guī)模最大的玻璃纖維生產(chǎn)商，僅我們一家企業(yè)產(chǎn)能規(guī)模達(dá)195萬噸，穩(wěn)居世界第一。真正是中國工業(yè)的隱形冠軍企業(yè)！
玻璃纖維的生產(chǎn)工藝
早期坩堝拉絲法
早期玻璃纖維的生產(chǎn)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(wěn)定、勞動生產(chǎn)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(jīng)被淘汰。
池窯拉絲法
如今大型玻纖生產(chǎn)廠家均采用這種方法（將各種原料在窯爐中熔化后，直接經(jīng)通路至專用漏板，拉制出玻璃纖維原絲）。
一張圖get池窯拉絲工藝
這種一次成型方法具有能耗低、工藝穩(wěn)定、產(chǎn)量質(zhì)量提高等優(yōu)點，使玻纖工業(yè)迅速實現(xiàn)了規(guī)模化生產(chǎn)，被業(yè)界譽為“玻纖工業(yè)的一次技術(shù)革命”。
中國工業(yè)隱形冠軍有怎樣的核心競爭力？
1.玻璃配方技術(shù)
玻璃配方技術(shù)是生產(chǎn)玻璃纖維的核心技術(shù)之一，中國建材集團(tuán)所屬中國巨石研發(fā)的E6玻璃配方，所屬泰山玻纖研發(fā)的TCR配方，均無氟無硼，強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕、抗疲勞，適用于耐高壓、耐高溫等特殊領(lǐng)域，已在行業(yè)內(nèi)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(fā)出E8玻璃配方，模量超過95GPa，并且實現(xiàn)穩(wěn)定高效的池窯化生產(chǎn)，同時兼有以往產(chǎn)品的優(yōu)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(yīng)用于風(fēng)電葉片。S-1HM配方是美國AGY的，加上泰山玻纖前期自主研發(fā)的高模HMG配方、風(fēng)電用TCR配方，泰山玻纖形成了TCR、HMG、S-1HM的風(fēng)電產(chǎn)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(zhǔn)控制溫度，經(jīng)漏板高速拉制，形成玻璃纖維原絲。一座窯爐有數(shù)條成型通路、上百臺拉絲漏板。
池窯法拉絲工藝能實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，并易于實施最先進(jìn)的全自動控制技術(shù)，使生產(chǎn)效率大幅度提高，已經(jīng)成為當(dāng)前國際上主流的拉絲工藝。
3.立體式純氧燃燒技術(shù)
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(dǎo)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(shù)，使窯爐能量供給均勻。純氧燃燒避免了氮、琉等氧化物的產(chǎn)生，對空氣不會造成污染。
4.AGV自動化物流技術(shù)
該技術(shù)替代了傳統(tǒng)的鏈條輸送技術(shù)，通過運用先進(jìn)的激光定位AGV導(dǎo)航車輸送紗架車，實現(xiàn)了從拉絲到烘干再到后續(xù)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(wù)等功能，準(zhǔn)確、及時、節(jié)約大量勞動力，現(xiàn)場整潔、井井有條。
泰山玻纖新區(qū)8萬噸生產(chǎn)線AGV自動物流輸送
5.智能化立體倉儲技術(shù)
該技術(shù)具備托盤流向智能控制，實現(xiàn)信息自動識別，對物流智能跟蹤、監(jiān)控、調(diào)度及管理，實現(xiàn)倉儲環(huán)節(jié)的物流自動化和庫存智能優(yōu)化管理，出入庫的效率達(dá)到18秒/托，比傳統(tǒng)的倉儲方式節(jié)省面積75%，大量縮減人工和場地。
自動化立體倉儲中心
6.固廢循環(huán)利用技術(shù)
中國巨石自主開發(fā)了廢絲回用技術(shù)，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(xiàn)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(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。對廢水則采用中水回用，處理后再用于生產(chǎn)，實現(xiàn)污水零排放。
廢氣治理系統(tǒng)
中水回用設(shè)備
泰山玻纖新區(qū)污水處理站
隱形冠軍企業(yè)的成長
這些生產(chǎn)線的建成投產(chǎn)極具意義
國內(nèi)首條大型池窯拉絲生產(chǎn)線
1994年11月28日，巨石8000噸中堿池窯勝利點火，在國內(nèi)普遍采用代鉑爐生產(chǎn)工藝的背景下，大膽嘗試、勇于創(chuàng)新，率先使用池窯拉絲技術(shù)，為后來的規(guī)模化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)，積累了經(jīng)驗。
中國首條萬噸級玻纖生產(chǎn)線
1997年3月28日，泰山玻纖在艱難中起步，歷經(jīng)艱辛點燃了中國玻纖行業(yè)“首條萬噸無堿池窯拉絲生產(chǎn)線”的熊熊火焰，投資5.49億元人民幣，年生產(chǎn)能力為無堿玻璃纖維制品10400噸。
海外首條大型玻纖生產(chǎn)線
2014年5月18日，中國巨石積極響應(yīng)國家“一帶一路”建設(shè)，在埃及投資建設(shè)年產(chǎn)8萬噸池窯拉絲生產(chǎn)線，這是中國在埃及投資金額最大、技術(shù)裝備最先進(jìn)、建設(shè)速度最快的工業(yè)項目，是我國在海外建設(shè)的首條大型玻纖生產(chǎn)線，填補(bǔ)了北非地區(qū)玻璃纖維生產(chǎn)的空白。巨石埃及二期項目在2016年5月投產(chǎn)，三期項目預(yù)計今年第三季度完成。屆時，一個20萬噸的玻纖生產(chǎn)基地將坐落于尼羅河畔。與此同時，巨石美國項目正在建設(shè)中。
2017年1月，巨石自主研發(fā)的“高性能玻璃纖維低成本大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)與成套裝備開發(fā)”項目榮獲國家科技進(jìn)步二等獎。在工信部公布的全國首批制造業(yè)單項冠軍示范企業(yè)（培育）名單中，巨石入選示范企業(yè)名單；泰山玻纖新區(qū)生產(chǎn)線2015年被國家工信部列為玻纖行業(yè)首批智能制造示范項目，2016年入選國家智能制造應(yīng)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(tǒng)材料的新一代復(fù)合材料，是國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，對國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展與轉(zhuǎn)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(yè)和交通運輸行業(yè)添磚加瓦；它“上得了廳堂，下得了廚房”，在“高大上”的節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域有它，在“接地氣”的體育休閑領(lǐng)域也有它；它“能粗能細(xì)，靈活切換”，不但符合建筑建材的堅硬標(biāo)準(zhǔn)，還能滿足電子電器的精密要求。
神奇如你——玻璃纖維！
飛機(jī)雷達(dá)罩、發(fā)動機(jī)零件、機(jī)翼部件及其內(nèi)飾地板、門、座椅、輔助油箱等；
汽車車身、汽車座椅及高鐵車身/結(jié)構(gòu)、船體結(jié)構(gòu)等；
風(fēng)電葉片和機(jī)組罩、空調(diào)排風(fēng)扇、土木格柵等；
高爾夫球桿、乒乓球拍、羽毛球拍、船槳槳板、滑雪板等；
復(fù)合材料墻體、保溫紗窗、FRP鋼筋、衛(wèi)浴、門板、頂棚、采光板等；
橋梁梁體、碼頭、高速公路路面、管道等；
化工容器、儲罐、防腐格柵、防腐管道等。
總之，玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、抗疲勞、電絕緣性能好等優(yōu)點，已經(jīng)在建筑與基礎(chǔ)設(shè)施、汽車與交通、化工、環(huán)保、電子電氣、船舶與海洋等國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域大展拳腳，實惠于民。
總之，玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、抗疲勞、電絕緣性能好等優(yōu)點，已經(jīng)在建筑與基礎(chǔ)設(shè)施、汽車與交通、化工、環(huán)保、電子電氣、船舶與海洋等國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域大展拳腳，實惠于民。
