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玄武巖纖維復(fù)合材料

我國(guó)連續(xù)玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)的特征及可持續(xù)發(fā)展

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我國(guó)連續(xù)玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)的特征及可持續(xù)發(fā)展

發(fā)布日期:2012-11-24 作者: 點(diǎn)擊:

我國(guó)連續(xù)玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)的特征及可持續(xù)發(fā)展

胡顯奇

(浙江石金玄武巖纖維有限公司  322118)

 

摘要:本文通過(guò)對(duì)我國(guó)連續(xù)玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)八大特征和四大技術(shù)瓶頸的簡(jiǎn)要分析,重點(diǎn)揭示了該新材料產(chǎn)業(yè)“綠色資源、高端創(chuàng)新”的特點(diǎn)及其發(fā)展走向;創(chuàng)新地提出了CBF是綠色產(chǎn)業(yè),是我國(guó)的戰(zhàn)略性創(chuàng)新材料的觀點(diǎn);闡述了它是關(guān)乎國(guó)家國(guó)防安全戰(zhàn)略和促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)升級(jí)換代的重要的基礎(chǔ)材料;提出了該產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和對(duì)我國(guó)后“十二五”發(fā)展綱要的一些建議。

 

關(guān)鍵詞:連續(xù)玄武巖纖維  產(chǎn)業(yè)特征  可持續(xù)發(fā)展

 

The Characteristic and Sustainable Development of Continuous Basalt Fiber Industry in China

Xianqi Hu

(Zhejiang GBF Basalt Fiber Co., LTD.  322118)

 

Abstract: This paper introduces eight characteristics and four technology bottle-necks of continuous basalt fiber industry in China, and proclaims the “green resource, high-end innovation” characteristic and the developing trend of this new material industry. The author innovatively put forward the viewpoint that CBF is a green industry and is a strategic creative new material in China, and expounded that CBF is an important basic material for national defense security strategy and promotes the upgrading of the national economy. Finally, the author present some suggestions to the development of this industry and the twelfth “Five-year”plan in China.

 

Key Word: Continuous basalt fiber  industrial characteristic  sustainable development 

 

將我國(guó)連續(xù)玄武巖纖維(Continuous Basalt Fiber 簡(jiǎn)稱CBF)這一綠色產(chǎn)業(yè)與其它高

技術(shù)纖維產(chǎn)業(yè)仔細(xì)去做一番對(duì)照和分析,不難發(fā)現(xiàn)其具有八大鮮明的產(chǎn)業(yè)特征:原料的充沛性、工藝的簡(jiǎn)潔性、性能的綜合性、技術(shù)的高難性、替代的差異性、環(huán)境的友好性、產(chǎn)權(quán)的自主性、發(fā)展的持續(xù)性等。CBF是關(guān)乎我國(guó)國(guó)防安全戰(zhàn)略和促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)升級(jí)換代的重要的基礎(chǔ)材料,符合綠色、低碳和可持續(xù)發(fā)展的世界產(chǎn)業(yè)革命的方向。

我國(guó)CBF產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展機(jī)遇期。我國(guó)《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》明確指出:要“大力發(fā)展連續(xù)玄武巖纖維”。然而,我們也要清醒地看到:CBF產(chǎn)業(yè)尚處于初級(jí)發(fā)展階段,我們有必要認(rèn)真吸取我國(guó)高技術(shù)纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷史中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),前瞻性地理性分析和解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的一些重要問(wèn)題。

 

一、        CBF產(chǎn)業(yè)的八大特征

1.1原料的充沛性

我國(guó)和俄羅斯、烏克蘭一樣,生產(chǎn)CBF的唯一原料來(lái)自于火山巖。其主要化學(xué)成分為SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、TiO2等氧化物陶瓷,其中,SiO2、Al2O3占70%以上,F(xiàn)eO、Fe2O3占9%~15%左右,其余絕大部分為堿性氧化物。2000多萬(wàn)年以前,我國(guó)就是一個(gè)多火山的國(guó)家。雖然不是所有的火山巖都是能生產(chǎn)CBF的,能用的很少,但是與俄羅斯、美國(guó)、韓國(guó)、冰島、日本等國(guó)相比,我國(guó)東、南、西、北、中等地域擁有可生產(chǎn)CBF的火山巖儲(chǔ)量極其豐富,構(gòu)成了我國(guó)獨(dú)特的資源優(yōu)勢(shì)。目前,國(guó)內(nèi)有10多家CBF的生產(chǎn)廠家,一般都是從高速公路用的玄武巖鋪路石中篩選的。原料來(lái)源的充沛性,帶來(lái)了CBF產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展的穩(wěn)定基礎(chǔ)。同時(shí),對(duì)火山巖資源是一個(gè)高附加值的綜合利用。

1.2工藝的簡(jiǎn)潔性

    CBF的生產(chǎn)工藝路線既短又很簡(jiǎn)潔:“投料→熔化→拉絲”。期間沒(méi)有化學(xué)反應(yīng)的生產(chǎn)過(guò)程,很環(huán)保。這與其它高技術(shù)纖維和人工配料生產(chǎn)玻璃纖維相比,工藝的簡(jiǎn)潔性是非常顯著的特點(diǎn)。工藝路線短表明生產(chǎn)能耗少。規(guī)模生產(chǎn)后CBF的單位能耗為每公斤耗電3~4度左右。因此,在所有的高技術(shù)纖維中,我們有充分的理由說(shuō),CBF的生產(chǎn)能耗是最低的。

1.3性能的綜合性

    CBF與其他高技術(shù)纖維相比,其性能“短板”最小,以“綜合性”見(jiàn)長(zhǎng)(附表1)。在其他高技術(shù)纖維中總有某一種性能要高過(guò)CBF,但是將許多優(yōu)異的性能集中在一種纖維中,CBF是最具代表性的。譬如:CBF既耐高溫(700℃)也耐低溫(-269℃),既耐酸也耐堿,高強(qiáng)高模,電絕緣比玻璃數(shù)量高出一個(gè)數(shù)量級(jí),抗蠕變性能高,表面呈極性等等。

1.4技術(shù)的高難性

CBF的工藝雖然簡(jiǎn)潔,但是其生產(chǎn)技術(shù)難度很大。它突出地表現(xiàn)在三個(gè)方面:第一,CBF產(chǎn)業(yè)技術(shù)具有前沿性和前瞻性。全球?qū)Ω呒夹g(shù)纖維形成壟斷優(yōu)勢(shì)的日本,雖然早在2002年日本豐田就與烏克蘭有關(guān)方面建立了合資企業(yè),并控制了該企業(yè)60%的股權(quán),但是,目前在日本本土并沒(méi)有CBF的生產(chǎn)。因此,我國(guó)的CBF產(chǎn)業(yè)與其他高技術(shù)纖維產(chǎn)業(yè)相比沒(méi)有國(guó)外技術(shù)的借鑒性。第二,以純天然火山巖為唯一工業(yè)原料進(jìn)行生產(chǎn),并采用低碳技術(shù),其難度是具有革命性和世界先進(jìn)性的。第三、CBF產(chǎn)業(yè)方興未艾,許多技術(shù)需要系統(tǒng)創(chuàng)新。

因此,從技術(shù)創(chuàng)新的廣度和深度上說(shuō),CBF產(chǎn)業(yè)技術(shù)是一座研發(fā)的“富礦”,要研究的課題很多,難度也很大。目前,技術(shù)的高難性主要集中在如下幾個(gè)方面:一是玄武巖熔體固有的特性調(diào)控難度大。玄武巖熔體具有“熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱性差、易析晶、粘度窄、料性短”等一系列特性。其熔化溫度高達(dá)15001600℃,成纖溫度為1360左右,且熔體溫度控制不好一旦進(jìn)入析晶區(qū)域,析晶的速率是玻璃熔體的幾十倍我國(guó)雖然已經(jīng)成為玻璃纖維的大國(guó),但是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)玻璃纖維的“巨頭”們即便是要開(kāi)發(fā)CBF,也同樣要面對(duì)這一些高難度問(wèn)題。二是玄武巖的成分如何均勻受控難度大。玄武巖是由火山爆發(fā)時(shí)巖漿沖出氣球表面冷凝而成的火成巖,其氧化物陶瓷的多種化學(xué)成分是自然配制而成的,且不同地區(qū)的玄武巖化學(xué)成分和礦物相都不同,盡管通過(guò)選礦,可以將每一種化學(xué)成分配比篩選控制在一定的區(qū)域值內(nèi),但是每一批玄武巖礦石的差異值是客觀存在的,其差異值越大,纖維性能的離散度(CV值)也越大。三是CBF產(chǎn)業(yè)原始創(chuàng)新課題多。國(guó)外可供借鑒的成熟技術(shù)很少,因而也談不上國(guó)外技術(shù)的引進(jìn)。這一點(diǎn)與我國(guó)玻璃纖維的發(fā)展歷史有很大的不同。我國(guó)玻璃纖維產(chǎn)業(yè)的池窯技術(shù)首先是于90年代初通過(guò)引進(jìn)日東紡池窯技術(shù)后,才有了國(guó)內(nèi)玻璃纖維行業(yè)在引進(jìn)消化吸收基礎(chǔ)上的一系列創(chuàng)新。目前,國(guó)內(nèi)外CBF的產(chǎn)業(yè)尚處于初級(jí)階段,無(wú)論是基礎(chǔ)研究、還是市場(chǎng)的應(yīng)用研究,或是規(guī)模生產(chǎn)的工藝技術(shù)及裝備等方面都有很多的技術(shù)瓶頸需要攻克。因此,對(duì)我國(guó)CBF產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō),技術(shù)創(chuàng)新任重而道遠(yuǎn)。

1.5替代的差異性

    CBF由于性價(jià)比較高、綜合性能好、對(duì)傳統(tǒng)材料的替代性很強(qiáng)、替代的范圍也很廣。盡管如此,哪一種纖維也不能包打天下,都必須從細(xì)分市場(chǎng)入手,實(shí)施差異性的營(yíng)銷(xiāo)策略。材料科學(xué)是應(yīng)用科學(xué)。從我國(guó)近10年來(lái)的CBF的應(yīng)用實(shí)踐看,CBF產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景看好。在所有的高技術(shù)纖維中它有一系列“與眾不同”獨(dú)特性能,今后的市場(chǎng)容量如同玻璃纖維一樣龐大。CBF的生產(chǎn)和營(yíng)銷(xiāo)企業(yè)必將從CBF自身性能的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)出發(fā),實(shí)施差異性的營(yíng)銷(xiāo)策略,尋找量大面廣的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行市場(chǎng)切入和突破,市場(chǎng)導(dǎo)入產(chǎn)品先易后難,首先會(huì)由低端、中端產(chǎn)品開(kāi)始,然后逐步向高端產(chǎn)品市場(chǎng)推廣。目前,該產(chǎn)業(yè)首先在交通基礎(chǔ)設(shè)施用的路用纖維、建材領(lǐng)域首先開(kāi)展推廣應(yīng)用,然后再通過(guò)CBF纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基的耐高溫復(fù)合材料向汽車(chē)船舶制造、電力電纜、消防、國(guó)防軍工領(lǐng)域等領(lǐng)域推進(jìn)就基本遵循了這一發(fā)展規(guī)律。需要特別指出的是:CBF發(fā)展歷史較短,產(chǎn)業(yè)尚屬于初級(jí)階段,技術(shù)研發(fā)、市場(chǎng)應(yīng)用研究的成果還不多,CBF的許多特性和更多的應(yīng)用領(lǐng)域尚待進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)。因此,與在國(guó)外發(fā)展歷史較長(zhǎng)的碳纖維、芳綸等高技術(shù)纖維產(chǎn)業(yè)相比,由于CBF太新、發(fā)展歷史太短,產(chǎn)業(yè)推進(jìn)速度太慢,CBF市場(chǎng)應(yīng)用研究的任務(wù)更重。CBF要進(jìn)入任何一個(gè)市場(chǎng)領(lǐng)域都要有一個(gè)較長(zhǎng)的應(yīng)用研究過(guò)程和市場(chǎng)的檢驗(yàn)過(guò)程,這從客觀上延長(zhǎng)了這一新材料替代傳統(tǒng)材料的周期。從這個(gè)角度上講,CBF產(chǎn)業(yè)是一個(gè)典型的技術(shù)研發(fā)投資大、周期長(zhǎng)、見(jiàn)效慢的新材料產(chǎn)業(yè)。從事CBF產(chǎn)業(yè)的投資者對(duì)其投資的風(fēng)險(xiǎn)性要有足夠的認(rèn)識(shí)。

1.6環(huán)境的友好性

    CBF產(chǎn)業(yè)是綠色產(chǎn)業(yè)。CBF是典型的純天然火山巖纖維,原料取自于天然的玄武巖礦石,其環(huán)境的友好性是不言而喻的。而生產(chǎn)玻璃纖維的主要原料是:石英砂、氧化鋁和葉蠟石、石灰石、白云石、硼酸、純堿、芒硝、螢石等,這些原料熔融時(shí)有多相反應(yīng)過(guò)程,因此,玻璃纖維生產(chǎn)的污染比較大。浙江石金玄武巖纖維有限公司采用了世界上獨(dú)特的全電熔爐技術(shù),熔化玄武巖礦石時(shí)不燒天然氣,碳排放為零,進(jìn)一步推動(dòng)了CBF的清潔生產(chǎn)技術(shù)。世界汽車(chē)等領(lǐng)域的制造,已經(jīng)將廢舊材料回收的環(huán)保性和是否可循環(huán)利用當(dāng)作材料先進(jìn)性的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。這也是CBF產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)發(fā)展?jié)摿Υ蟮闹饕碛芍弧?/span>

1.7產(chǎn)權(quán)的自主性

    由于前蘇聯(lián)在研究開(kāi)發(fā)CBF中已經(jīng)發(fā)表了很多研究論文,因此,CBF熔融拉絲技術(shù)方面的發(fā)明zhuanli很少,許多生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)失去了新穎性和創(chuàng)新性。有關(guān)CBF產(chǎn)業(yè)的發(fā)明zhuanli,大多集中在生產(chǎn)裝備和產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)方面。我國(guó)從2002年開(kāi)始將“玄武巖連續(xù)纖維及其復(fù)合材料”列入國(guó)家863計(jì)劃,2005年7月通過(guò)該課題研究成果的驗(yàn)收?!笆晃濉薄ⅰ笆濉眹?guó)家發(fā)改委、國(guó)家科技部、國(guó)防科工局、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)等國(guó)家有關(guān)部門(mén)都曾下達(dá)了多個(gè)產(chǎn)業(yè)化計(jì)劃和科研計(jì)劃。例如:“十一五”期間國(guó)家發(fā)改委下達(dá)多個(gè)玄武巖纖維及其復(fù)合材料的產(chǎn)業(yè)化計(jì)劃;我國(guó)頒布和實(shí)施了多個(gè)有關(guān)CBF的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);“十二五”期間科技部又下達(dá)了CBF產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究的國(guó)家支撐課題。因此,我國(guó)從國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略出發(fā),對(duì)CBF產(chǎn)業(yè)予以了高度的重視,有利地推動(dòng)了我國(guó)CBF產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新。近10年來(lái)我國(guó)CBF產(chǎn)業(yè)積累了很多自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),初步構(gòu)成了支撐我國(guó)CBF產(chǎn)業(yè)發(fā)展的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基本框架。

1.8發(fā)展的持續(xù)性

    綜上所述的產(chǎn)業(yè)特征,CBF產(chǎn)業(yè)是代表綠色發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),它順應(yīng)了“低碳、綠色、可持續(xù)發(fā)展”的世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的潮流,符合世界新技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命的方向。我國(guó)面臨資源環(huán)境的嚴(yán)重約束,發(fā)展CBF綠色產(chǎn)業(yè)完全符合中國(guó)的國(guó)情,并可以彰顯我國(guó)為人類作出綠色貢獻(xiàn)的大國(guó)責(zé)任。

 

  表1:CBF與其它纖維力學(xué)指標(biāo)的對(duì)比

纖維類型

密 度

(g/cm3)

抗拉強(qiáng)度

(MPa)

彈性模量

(GPa)

斷后伸長(zhǎng)率

(%)

最高工作

溫度(℃)

CBF

2.63

3800~4840

91~110

3.1

-269~650

E-玻璃纖維

2.54

3100~3800

72.5~75.5

4.7

380

S-玻璃纖維

2.57

4020~4650

83~86

5.3

300

碳纖維

1.78

3500~6000

230~600

1.5~2.0

500

芳綸

1.45

2900~3400

70~140

2.8~3.6

250

 

二、        CBF產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸

制約CBF產(chǎn)業(yè)發(fā)展最主要的是技術(shù)瓶頸。從玻璃纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷史看,能否采用池

窯化技術(shù)是判斷其產(chǎn)業(yè)能否大規(guī)??焖侔l(fā)展的重要標(biāo)志,CBF產(chǎn)業(yè)亦然。多孔拉絲漏板技術(shù)、自動(dòng)化穩(wěn)定生產(chǎn)工藝控制技術(shù)、浸潤(rùn)劑多樣化技術(shù)都是與池窯化技術(shù)相配套的。經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展,我國(guó)已經(jīng)成為世界玻璃纖維的生產(chǎn)大國(guó)。2011年全國(guó)玻璃纖維的產(chǎn)量為279萬(wàn)噸,其中池窯生產(chǎn)的玻璃纖維總量為270萬(wàn)噸,占總產(chǎn)量的96.78 %。目前,我國(guó)玻璃纖維產(chǎn)業(yè)已經(jīng)擁有了年產(chǎn)16萬(wàn)噸玻璃纖維的池窯技術(shù)和6000孔拉絲漏板技術(shù),多樣化的浸潤(rùn)劑技術(shù)?,F(xiàn)階段CBF產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)與玻璃纖維產(chǎn)業(yè)相形見(jiàn)絀,“短板”很多,主要有如下技術(shù)瓶頸:

2.1拉絲漏板技術(shù)瓶頸

目前,我國(guó)CBF產(chǎn)業(yè)用于成熟穩(wěn)定生產(chǎn)的最大拉絲漏板是由浙江石金玄武巖纖維有限公司研發(fā)成功的800孔漏板技術(shù)。該公司計(jì)劃將于2013年至2014年完成1200孔和1600孔漏板技術(shù)的研發(fā),并將開(kāi)展直接無(wú)捻粗紗的生產(chǎn)。拉絲漏板技術(shù)的研發(fā)要重點(diǎn)攻克高溫作業(yè)下漏板容易變形的問(wèn)題。

2.2池窯化技術(shù)瓶頸

我國(guó)目前CBF產(chǎn)業(yè)主要有兩大類爐型:一是全電熔爐。以浙江石金玄武巖纖維有限公司(簡(jiǎn)稱GBF)為代表,現(xiàn)在采用的是單模塊漏板的電熔爐技術(shù);2013年至2014年計(jì)劃完成“一個(gè)熔爐帶四塊和六塊漏板”的組合爐小池窯技術(shù);該技術(shù)為世界首創(chuàng)。二是火焰爐。以四川航天拓鑫玄武巖實(shí)業(yè)有限公司為代表,采用的是“一個(gè)熔爐帶兩塊漏板”的小組合爐技術(shù);俄羅斯Kameny Vek公司目前已經(jīng)采用了“一個(gè)熔爐帶十塊漏板”的小池窯技術(shù)。說(shuō)明我國(guó)CBF產(chǎn)業(yè)的池窯化技術(shù)還相當(dāng)落后,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。嚴(yán)重影響了纖維產(chǎn)品質(zhì)量的提高和單位生產(chǎn)成本的下降。因此,我國(guó)CBF產(chǎn)業(yè)要高性能、低成本的玄武巖纖維,就必須根據(jù)玄武巖熔體的特點(diǎn)和難點(diǎn)大力開(kāi)展池窯化技術(shù)的研發(fā)。池窯化技術(shù)研發(fā)成功之日,便是CBF產(chǎn)業(yè)振興之時(shí)。否則,CBF產(chǎn)業(yè)將難以擺脫“低水平、欠穩(wěn)定、高成本”生產(chǎn)的窘境和長(zhǎng)期在低水平徘徊的局面。

2.3浸潤(rùn)劑技術(shù)瓶頸

   浸潤(rùn)劑的技術(shù)是最能體現(xiàn)CBF生產(chǎn)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的核心技術(shù)。目前,CBF產(chǎn)業(yè)用于纖維表面處理的浸潤(rùn)劑品種比較單調(diào),僅有幾十種,大多還是借用了玻璃纖維的浸潤(rùn)劑技術(shù),遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求,而且,CBF生產(chǎn)企業(yè)普遍缺乏獨(dú)立研發(fā)浸潤(rùn)劑的研究機(jī)構(gòu)和人才隊(duì)伍?,F(xiàn)階段,我國(guó)CBF產(chǎn)業(yè)要重點(diǎn)開(kāi)展在交通基礎(chǔ)設(shè)施和建筑領(lǐng)域應(yīng)用的增強(qiáng)型浸潤(rùn)劑的研發(fā),以及CBF在耐高溫?zé)峁绦詷?shù)脂基復(fù)合材料和熱塑性樹(shù)脂基復(fù)合材料中應(yīng)用的增強(qiáng)型和紡織增強(qiáng)型浸潤(rùn)劑的研發(fā)。

2.4原料均化技術(shù)瓶頸

玄武巖原料的均化技術(shù)是CBF產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中永恒的創(chuàng)新課題。它將貫穿于CBF產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程的始終。目前,在CBF產(chǎn)業(yè)界以純天然玄武巖礦石是否摻雜改性和配料均化為分界線,大致可分為三大派別:一是“純天然派”,認(rèn)為純天然是CBF最具本質(zhì)魅力的特征;二是“人工配料派”,認(rèn)為純天然玄武巖礦石化學(xué)成分波動(dòng)大,應(yīng)按照玻璃纖維人工配料的原理和方法,實(shí)施人工配料,將每批生產(chǎn)原料的成分應(yīng)精確控制在千分之三以內(nèi);三是“摻雜改性派”,認(rèn)為以純天然玄武巖礦石原料為主,根據(jù)CBF性能的擇優(yōu)取向,進(jìn)行摻雜改性。    

筆者的觀點(diǎn)是不能一概而論或一刀切,應(yīng)分類分別對(duì)待之。一是“純天然法”;即對(duì)于以短切玄武巖纖維為產(chǎn)品形態(tài)的低端產(chǎn)品,宜用純天然玄武巖礦石的粒料直接熔融拉絲生產(chǎn)即可,我們可以將其簡(jiǎn)潔明了的生產(chǎn)方式概括為“純天然法”。不過(guò),采用“純天然法”生產(chǎn)關(guān)鍵在于選礦,即要根據(jù)產(chǎn)品性能的需要優(yōu)化篩選相應(yīng)的玄武巖礦石。二是“摻雜法”;即對(duì)于纖維性能需要擇優(yōu)取向的,譬如對(duì)于耐堿CBF、耐高溫CBF、高強(qiáng)高模CBF的,選用相應(yīng)的單組分礦物料或擇優(yōu)取向的玄武巖礦石對(duì)純玄武巖原料進(jìn)行適量的摻雜改性。采用“摻雜法”要注意少量摻雜和用粉料均化。三是“配料法”;即借鑒玻璃纖維人工配料的原理,將不同類CBF的原料成分標(biāo)準(zhǔn)化,按標(biāo)準(zhǔn)值調(diào)配,可選用多種擇優(yōu)取向的純天然玄武巖,依照標(biāo)準(zhǔn)值“少啥加啥”和“以純對(duì)純”調(diào)制;當(dāng)然也可選用單組分礦物料調(diào)配,但是筆者不傾向用大量的其它礦物料配料,因?yàn)檫@會(huì)讓CBF東效施顰變得“不倫不類”,導(dǎo)致其性能與相應(yīng)的玻璃纖維比較沒(méi)有多大差異性而毫無(wú)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。今后的CBF會(huì)按B1、B2、B3、B4、B5代碼分類出多品種的CBF。

 

三、        CBF產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展

3.1我國(guó)CBF產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨戰(zhàn)略機(jī)遇期

首先,發(fā)展CBF產(chǎn)業(yè)就是發(fā)展新資源經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),具有重要的戰(zhàn)略意義。

從資源角度看,我國(guó)可以用于拉制CBF的火山巖儲(chǔ)量極其豐富。CBF產(chǎn)業(yè)是綠色資源、高端創(chuàng)新的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),代表著新資源經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方向。我國(guó)人均資源貧乏,低于世界平均水平,又是溫室氣體排放的制造大國(guó),經(jīng)濟(jì)發(fā)展面臨資源與環(huán)境的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此,開(kāi)發(fā)利用環(huán)境友好的新資源無(wú)疑是十分必要且迫切的。CBF是典型的綠色新材料,順應(yīng)了“綠色、低碳,可持續(xù)發(fā)展”的世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的潮流,符合全球新技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命的方向,我國(guó)應(yīng)成為世界綠色產(chǎn)業(yè)的引領(lǐng)者。從材料作用看, CBF是關(guān)乎國(guó)家安全戰(zhàn)略和促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)相關(guān)領(lǐng)域升級(jí)換代的重要的基礎(chǔ)材料。

   其次,CBF是戰(zhàn)略性的創(chuàng)新材料。所謂戰(zhàn)略性:戰(zhàn)略性是指涉及國(guó)家全局的、舉足輕重的,不是局部的,也不是地區(qū)性的,更不是少數(shù)企業(yè)的事情。戰(zhàn)略性創(chuàng)新材料必須具備的五個(gè)特征:一是關(guān)乎國(guó)家安全戰(zhàn)略和國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略,對(duì)國(guó)防建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要支撐及促進(jìn)作用的新材料;二是制造該新材料的技術(shù)自主可控;三是該新材料的創(chuàng)新代表世界技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命的方向;四是符合綠色低碳可持續(xù)發(fā)展的要求;五是原料來(lái)源于本國(guó)自給且充沛不受外國(guó)控制。因此,CBF無(wú)疑是戰(zhàn)略性的創(chuàng)新材料。

   再是,我國(guó)可搶占CBF產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)高地。從競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)上看,CBF是我國(guó)處于世界先進(jìn)水平的且可以做大做強(qiáng)的新型高技術(shù)纖維,可以預(yù)見(jiàn)C, BF將是所有新型高技術(shù)纖維中發(fā)展量最大的纖維品種。這是由CBF的性價(jià)比較高,它屬于基礎(chǔ)材料決定的。CBF的中、低、高端產(chǎn)品都可分別尋找到龐大的市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域。由于CBF技術(shù)的發(fā)源國(guó)烏克蘭、俄羅斯受經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的影響, CBF技術(shù)的研發(fā)力度太小,CBF產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常緩慢。因此,這給我國(guó)CBF產(chǎn)業(yè)趕超國(guó)外提供了極好的戰(zhàn)略機(jī)遇和發(fā)展空間。需要特別指出的是:日本、韓國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、奧地利、比利時(shí)等亞洲、美洲、歐洲一些經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)達(dá)的國(guó)家正在掀起對(duì)CBF產(chǎn)業(yè)的熱潮。盡管我國(guó)CBF產(chǎn)業(yè)尚處于初級(jí)階段,但是,目前,許多技術(shù)領(lǐng)先于國(guó)外,只要戰(zhàn)略規(guī)劃和實(shí)施重點(diǎn)得當(dāng),我國(guó)完全有可能成為CBF產(chǎn)業(yè)的大國(guó)和強(qiáng)國(guó)。隨著CBF產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,CBF對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全的促進(jìn)作用將日益顯示出來(lái)。

 

3.2發(fā)揮國(guó)家在高技術(shù)纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的引導(dǎo)作用

政府是國(guó)家創(chuàng)新體系的重要組成部分,應(yīng)明確政府與市場(chǎng)的分工,更有效地發(fā)揮政府在創(chuàng)新體系中的作用。在科學(xué)研究和突破戰(zhàn)略性技術(shù)方面,政府責(zé)無(wú)旁貸[1] 。我國(guó)要成為創(chuàng)新型國(guó)家。國(guó)家有關(guān)政府職能部門(mén)在高技術(shù)纖維產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系的建設(shè)中扮演著十分重要的領(lǐng)導(dǎo)和引導(dǎo)角色。

新材料是技術(shù)創(chuàng)新的先導(dǎo)、基礎(chǔ)和支撐,也體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的綜合實(shí)力。每一個(gè)科技經(jīng)濟(jì)實(shí)力發(fā)達(dá)的國(guó)家對(duì)新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都是不遺余力的。高技術(shù)纖維是新材料的“皇冠”。由于材料形態(tài)纖細(xì)、性能優(yōu)異、要求離散度小,產(chǎn)品多樣,應(yīng)用面廣、產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)。因此,每一種高技術(shù)纖維都是一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新的系統(tǒng)工程,都是鑲嵌在新材料皇冠上的“明珠”,她是絢麗的,“高貴”的、需要精雕細(xì)琢的。簡(jiǎn)而言之,高技術(shù)纖維是一個(gè)“燒錢(qián)”的事業(yè),是要長(zhǎng)期(10年以上,乃至數(shù)十年)用錢(qián)燒出來(lái)的。

鑒于高新技術(shù)纖維在新材料產(chǎn)業(yè)中創(chuàng)新難度大、研發(fā)資金投入多、對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防安全作用貢獻(xiàn)大的特點(diǎn),政府應(yīng)對(duì)高技術(shù)纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展發(fā)揮引導(dǎo)作用,現(xiàn)階段建議政府在以下幾個(gè)方面著重發(fā)揮引領(lǐng)作用:

一是對(duì)CBF產(chǎn)業(yè)予以重點(diǎn)規(guī)劃和支持。我國(guó)要對(duì)代表新資源綠色經(jīng)濟(jì)的連續(xù)玄武巖纖維予以重點(diǎn)規(guī)劃和傾斜支持,促進(jìn)其不斷做大做強(qiáng)。要將CBF產(chǎn)業(yè)上升到國(guó)家發(fā)展新資源經(jīng)濟(jì)和新型高技術(shù)纖維的戰(zhàn)略高度,制訂前瞻性的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃,并予以重點(diǎn)布局和支持,使我國(guó)的CBF產(chǎn)業(yè)真正成為引領(lǐng)世界新資源經(jīng)濟(jì)發(fā)展的21世紀(jì)高新技術(shù)纖維的代表性產(chǎn)業(yè)。

二是設(shè)立專項(xiàng)、持續(xù)扶持。建議國(guó)家發(fā)改委、科技部、工信部等部門(mén)牽頭單獨(dú)設(shè)立高新技術(shù)纖維產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)、科研專項(xiàng)及技改專項(xiàng)和新材料推廣專項(xiàng)。選擇纖維及其復(fù)合材料行業(yè)內(nèi)的龍頭企業(yè)和重點(diǎn)企業(yè),分階段有重點(diǎn)地進(jìn)行專項(xiàng)支持,并建立嚴(yán)格的評(píng)估驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及機(jī)制,以引導(dǎo)高新技術(shù)纖維產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。這種專項(xiàng)的支持方式,只要連續(xù)堅(jiān)持幾個(gè)五年計(jì)劃,必有成效。

三是制訂和落實(shí)有關(guān)重點(diǎn)政策。我國(guó)要有重點(diǎn)地制訂和落實(shí)鼓勵(lì)高新技術(shù)纖維企業(yè)創(chuàng)新投入的有關(guān)政策,千方百計(jì)降低企業(yè)創(chuàng)新成本和風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)高新技術(shù)纖維企業(yè)提高研究開(kāi)發(fā)費(fèi)用稅前加計(jì)扣除的比例。對(duì)應(yīng)用節(jié)能減排等社會(huì)效益明顯的創(chuàng)新產(chǎn)品和技術(shù),給予適當(dāng)補(bǔ)貼和減免稅[2]。對(duì)經(jīng)過(guò)應(yīng)用研究和試驗(yàn)證明,確實(shí)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有關(guān)領(lǐng)域和節(jié)能減排有顯著推動(dòng)和促進(jìn)作用,并帶來(lái)顯著社會(huì)效益的高技術(shù)纖維材料,實(shí)施政府財(cái)政補(bǔ)貼。例如對(duì)玄武巖纖維保溫板這樣填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外空白的既保溫節(jié)能又防火阻燃的綠色建材等產(chǎn)品,按每平方米直接對(duì)用戶予以財(cái)政補(bǔ)貼,以鼓勵(lì)新材料加快推廣應(yīng)用。

四是設(shè)立行業(yè)準(zhǔn)入規(guī)則。對(duì)高新技術(shù)纖維投資項(xiàng)目設(shè)立行業(yè)準(zhǔn)入規(guī)則,避免低水平項(xiàng)目的重復(fù)上馬和盲目投資,造成“不合格產(chǎn)品”的產(chǎn)能過(guò)剩。

五是鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新。加強(qiáng)高新技術(shù)纖維行業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)力度,調(diào)動(dòng)和保護(hù)企業(yè)創(chuàng)新的積極性;要加快對(duì)高新技術(shù)纖維發(fā)明zhuanli申請(qǐng)的審查速度;加大對(duì)侵權(quán)違法活動(dòng)的打擊力度;加強(qiáng)對(duì)高新技術(shù)纖維標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作;在中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)下設(shè)立各個(gè)高新技術(shù)纖維的分會(huì),加強(qiáng)高技術(shù)纖維行業(yè)的自律,提高協(xié)會(huì)自主管理、自我監(jiān)督的能力。

 

3.3CBF產(chǎn)業(yè)的發(fā)展關(guān)鍵要靠企業(yè)的自主創(chuàng)新

CBF產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)有著完全不同的產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律。CBF是綠色資源、高端創(chuàng)新的嶄新產(chǎn)業(yè),由于國(guó)內(nèi)外均處于初級(jí)發(fā)展階段,國(guó)外幾乎沒(méi)有現(xiàn)成的成熟的技術(shù)可供我們借鑒和引進(jìn),其技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用研究的研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入大、周期長(zhǎng)、見(jiàn)效慢,構(gòu)成了該產(chǎn)業(yè)投資的高風(fēng)險(xiǎn)。因此,我國(guó)CBF產(chǎn)業(yè)的發(fā)展關(guān)鍵要靠企業(yè)的自主創(chuàng)新。

首先,要立足于自主技術(shù)創(chuàng)新。制約CBF產(chǎn)業(yè)的瓶頸和困惑很多,關(guān)鍵是要從技術(shù)創(chuàng)新

上突破,要圍繞CBF產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標(biāo),著力發(fā)展“電熔爐”和“火焰爐”兩大類爐型技術(shù),針對(duì)制約產(chǎn)業(yè)上規(guī)模的技術(shù)瓶頸,有系統(tǒng)、有計(jì)劃、有步驟地開(kāi)展技術(shù)攻關(guān),將技術(shù)創(chuàng)新的目標(biāo)直接指向“提高產(chǎn)品質(zhì)量、擴(kuò)大規(guī)模生產(chǎn)、降低單位生產(chǎn)成本”的池窯技術(shù)開(kāi)發(fā),特別是要不斷降低CBF的離散度。

其次,要通過(guò)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合“聯(lián)動(dòng)”的方式加強(qiáng)應(yīng)用研究。要充分發(fā)揮大學(xué)和科研院所在

應(yīng)用研究的先導(dǎo)作用。首先從CBF自身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)出發(fā),尋找量大面廣的應(yīng)用領(lǐng)域有重點(diǎn)地進(jìn)行突破,引導(dǎo)并通過(guò)市場(chǎng)需求,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)上規(guī)模。在開(kāi)展應(yīng)用研究中各個(gè)企業(yè)要有所分工和有所側(cè)重,努力在較短的時(shí)間內(nèi),產(chǎn)品導(dǎo)入市場(chǎng)后“多點(diǎn)開(kāi)花”。

再是,要積極延伸產(chǎn)業(yè)鏈,提高CBF產(chǎn)品的附加值。CBF產(chǎn)業(yè)與其他高科技產(chǎn)業(yè)一樣,“干小了等于白干、干慢了等于自殺”。  只有在超越傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)中殺出“紅海”的重圍,實(shí)施可實(shí)現(xiàn)價(jià)值創(chuàng)新的“藍(lán)海戰(zhàn)略”,才會(huì)有CBF產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速增長(zhǎng)和持續(xù)贏利的“春天”。

3.4對(duì)我國(guó)后十二五CBF產(chǎn)業(yè)發(fā)展綱要的建議

    后十二五CBF產(chǎn)業(yè)的指導(dǎo)思想應(yīng)是:以“前瞻規(guī)劃、重點(diǎn)支持,自主創(chuàng)新、引領(lǐng)發(fā)展”為產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)方針,實(shí)施“六個(gè)堅(jiān)持”,爭(zhēng)做CBF產(chǎn)業(yè)的大國(guó)。

要堅(jiān)持以清潔生產(chǎn)技術(shù)為重點(diǎn),繼續(xù)規(guī)模發(fā)展純天然CBF和重點(diǎn)支持我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的全電熔爐技術(shù);堅(jiān)持以純天然玄武巖原料為主、摻雜改性為輔,鼓勵(lì)發(fā)展中、高端CBF產(chǎn)品;堅(jiān)持自主技術(shù)創(chuàng)新,攻克并應(yīng)用池窯技術(shù)和大漏板拉絲技術(shù);堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新戰(zhàn)略,牽頭制訂玄武巖纖維及其復(fù)合材料的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn);堅(jiān)持產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合,繼續(xù)加強(qiáng)應(yīng)用研究,開(kāi)發(fā)適銷(xiāo)對(duì)路的高附加值新產(chǎn)品;堅(jiān)持綠色資源、高端創(chuàng)新,致力于發(fā)展綠色新材料產(chǎn)業(yè),為我國(guó)國(guó)防建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供綠色的新型高技術(shù)纖維,為我國(guó)成為世界CBF產(chǎn)業(yè)的大國(guó)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

后十二五CBF產(chǎn)業(yè)的發(fā)展應(yīng)遵循五個(gè)原則:一是國(guó)家戰(zhàn)略規(guī)劃、重點(diǎn)支持的原則;二是自主技術(shù)創(chuàng)新、引導(dǎo)需求的原則;三是企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合的原則;四是開(kāi)發(fā)新資源、延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的原則;五是堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新、引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)的原則。

后十二五CBF產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)應(yīng)該是:到2020年末,我國(guó)連續(xù)玄武巖纖維的產(chǎn)量達(dá)到3萬(wàn)噸以上;CBF增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料達(dá)到3萬(wàn)噸以上;CBF增強(qiáng)混凝土基復(fù)合材料達(dá)到250萬(wàn)方以上;實(shí)現(xiàn)部分替代金屬材料和石油衍生品,為我國(guó)減少溫室氣體的排放和節(jié)能減排提高產(chǎn)業(yè)的貢獻(xiàn)度;原始創(chuàng)新能力顯著提高,池窯技術(shù)取得實(shí)質(zhì)性突破,電熔爐技術(shù)引領(lǐng)世界CBF產(chǎn)業(yè),單池窯年產(chǎn)能達(dá)到3000噸以上,拉絲漏板孔數(shù)達(dá)到2000孔以上;我國(guó)CBF應(yīng)用領(lǐng)域創(chuàng)新成果進(jìn)入世界前列;我國(guó)成為世界CBF產(chǎn)業(yè)的第一大國(guó)。

 

 

 

 

參考文獻(xiàn):

[1] 、[2] 呂薇,田杰棠 營(yíng)造良好制度環(huán)境推動(dòng)企業(yè)成為技術(shù)創(chuàng)新主體 人民日?qǐng)?bào) 2012年8月31日第18版

 

 

作者簡(jiǎn)介:

 胡顯奇,男、1957年12月出生,浙江省蘭溪人,現(xiàn)任浙江石金玄武巖纖維有限公司董事、總經(jīng)理。曾擔(dān)任“十五”期間國(guó)家863計(jì)劃課題“玄武巖連續(xù)纖維及其復(fù)合材料”(2002AA334110)的課題組組長(zhǎng);“十一五”期間負(fù)責(zé)承擔(dān)2個(gè)國(guó)家發(fā)改委的CBF產(chǎn)業(yè)化計(jì)劃,并參與了2個(gè)國(guó)防基礎(chǔ)課題的研發(fā);“十二五”期間負(fù)責(zé)承擔(dān)了國(guó)家科技部支撐課題“玄武巖纖維規(guī)?;a(chǎn)技術(shù)及工藝優(yōu)化關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”,并承擔(dān)和參與了2個(gè)國(guó)防應(yīng)用課題的研究,是我國(guó)連續(xù)玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)不可或缺的代表人物。

About the author:

Xianqi Hu, male, born on December, 1957 in Lanxi, Zhejiang province; is the director and general manager of Zhejiang GBF Basalt Fiber Co., LTD. Mr. Hu undertook and participated in many national programs, such as the National 863 project of “ Continuous basalt fiber and composite” 2002AA334110during the tenth “Five-year” plan; two CBF industrial programs of National Development and Reform Commission and two basic research projects of State Commission of Science andTechnology for National Defense Industry during the eleventh “Five-year”plan. He is taking charge of state science and technology support program of “The key technology and demonstration of scale produce technology and process optimization of basalt fiber ” and two national defense application project during the twelfth “Five-year” plan. Mr. Hu is a representative personage of continuous basalt fiber in China.


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