年产3000吨玄武岩纤维可行性研究报告.doc

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1、项目可行性分析报告项目名称：年产 3000吨玄武岩纤维项目- 1 -1、项目背景和发展概况2007 年年初，国家商务部和国家税务总局联合发布了 中国鼓励引进技术目录 ，其中，玄武岩纤维被列入鼓励类项目，编号： 053114G；技术名称：年产 1000 吨以上连续玄武岩纤维生产技术。“十一”五规划中，玄武岩纤维（ BF）与 PAN-CF、芳纶、超强聚乙烯纤维（ UHMWP）E等被列为国家高性能纤维，并制定了具体目标：到 2010 年，玄武岩纤维（ CBF）预计产能达5000 吨。国家科技部对玄武岩纤维项目也非常支持，认为“玄武岩连续纤维具有独特的综合性能和良好的性价比，是重要的基础材料，应尽快开

2、发市场，实规模化生产。 ”玄武岩纤维的研制工作始于二十世纪六十年代的前苏联， 玄武岩纤维在一些特性上超过当时的玻璃纤维， 强度比钢材还高而且在 700 条件下强度不改变的特性引起了苏联军方的注意，苏联国防部下达该项目给乌克兰基辅材料问题研究院进行基础研究， 在该院建成 “绝热隔音材料科研生产联合体” 。经过了近 30 年不断的实践， 花费了上亿美元， 苏联科学家才最终成功开发了玄武岩连续纤维的生产工艺和技术。我国在玄武岩纤维方面的研究起步较晚， 但近几年来随着对其需求的加大， 玄武岩纤维迎来了自己发展的黄金时代。 20 世纪 90 年代中期，南京玻璃纤维研究设计院最早在中国开始玄武岩纤维的研究

3、共作， 专注于适合充当隔热材料的超细玄武岩纤维， 主要用于战斗机发动机外壳等军工用途， 但目前仍停留在实验室阶段， 产量很低。 随着国家相关部门对玄武岩纤维的重视，玄武岩纤维是国际材料领域的新型绿色环保材料。 目前， 俄罗斯、 乌克兰、 美国、 德国、加拿大、日本、奥地利、伊朗等国都先后进行玄武岩纤维的研发和生产，在高技术新材料领域开始了新的一轮竞争。 且前苏联和西方国家已日渐广泛使用。 我国高技术材料总体研发水平与其相比仍有较大的差距， 在碳纤维、 芳纶、 超高分子量聚乙烯高技术纤维等方面亦是如此，但综合性能优良、性价比高的玄武岩纤维仍在发展之中，而我国具备参与、竞争的一些条件，这就为我国在

4、新材料领域的跨越提供了历史机遇，甚至有专家预测：玄武岩纤维“发源在苏联， 发展在中国” 。本项目也是国家重点支持的高新技术， 符合环保和循环经济要求。从应用广度和性价比看来， 该项目发展潜力巨大， 将会发展成为一个较大规模的产业， 给投资者以理想的回报。2、技术依托单位情况2.1 公司基本情况四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司 是由中国航天科技集团投资控股有限公- 2 -司、深圳航天科技创新研究院、新希望集团产业投资基金、 哈尔滨工业大学深圳研究院及成都航天万欣科技有限公司共同投资 2亿元（一期已投资 7800万元）兴办的以研发、生产和销售高性能玄武岩纤维和纤维制品为主业的高新技术企业。企业自主研

5、发的玄武岩连续纤维生产工艺和生产设备充分展示了校企联合的优势， 在纤维生产工艺及设备运行稳定性、 纤维性能、 终端纤维制品的开发等方面已经达到国内外领先水平。目前，年生产能力达 3000吨。公司依托中国航天和哈尔滨工业大学强大的科研技术实力及公司自有的研发技术实力，是“中国航天科技集团工程纤维材料研制基地之一” ，承担了航天领域、国防军事领域的多项科研项目，获得 12项国家专利和一些专有 KNOW-HOW技术。公司非常重视标准化的建设和实施，除制定了严格的企业标准外，还参与制定了国家和行业标准， 其中包括国家标准 水泥混凝土和砂浆用短切玄武岩纤维、纤维增强复合材料工程应用技术规程 、玄武岩纤维

6、无捻粗纱 ；交通部标准公路工程 玄武岩纤维及其制品 和建设部标准 纤维增强复合材料格栅 和 结构加固修复玄武岩纤维片材 。公司于2005年在本行业领域中第一家通过了 ISO9001质量体系认证，拓鑫纤维产品通过了 CTS第三方公正检验产品认证，其性能、质量处于行业领先水平。公司现有员工 150 人，各类工程技术人员 42 人。其中博士资格 2 人，高级工程师 2人，硕士人员 8 人，大学本科毕业人员 30 人。2.2 项目基本情况玄武岩纤维的研制工作始于二十世纪六十年代的前苏联， 当时“乌克兰基辅材料问题研究院”应苏联军方要求建成了“绝热隔音材料科研生产联合体” ，进行玄武岩纤维的研究工作。经

7、过了近 30 年不断的实践，苏联科学家才最终成功开发了玄武岩连续纤维的生产工艺和技术。 20 世纪 90 年代前，因生产效率和投资能力方面的问题，玄武岩纤维主要为乌克兰、 俄罗斯的军品项目服务。 玄武岩纤维的开发初衷就是为了满足前苏军方的特殊使用要求， 当时主要是针对特殊飞行器用材料而进行开发的， 而且目前美国的玄武岩纤维制造商的产品全部提供给军方使用。随着社会经济的不断发展， 特种纤维已经越来越被人们所重视， 特种纤维的应用领域也不再仅仅局限于军事航天领域。玄武岩纤维具有优越的化学、- 3 -物理、机械力学和高温性能，目前已经被公认为继碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维之后的第四大高技术纤维

8、。目前，包括俄罗斯、美国、乌克兰、加拿大甚至是日本韩国在内的世界各国对连续玄武岩纤维的研究生产都产生了极大的兴趣。玄武岩连续纤维项目的技术成果， 主要来自企业自主研发。 经过 6 年的小试和中试以及小规模产业化生产，现已成功研制出性能稳定的 TX-1 型玄武岩纤维生产设备， 自主探索攻克各种技术难题， 实现了国际公认的大规模产业化生产方式 “气电结合方式”生产。 我公司于 2006 年11 月通过了由四川省科学技术厅组织、 四川大学涂铭旌院士为组长的专家组对“玄武岩连续纤维制造技术、成套设备及产品开发”项目的验收。专家组经过实地考察， 在听取公司专业人员的工作汇报后，结合查新资料，一致认为我公

9、司自行研制的 TX-1 型玄武岩连续纤维生产设备功能齐全，在炉温控制、炉膛火焰监控、漏板温度、断电和停气保护等方面实现了自动化； 纤维制造技术处于国内领先水平， 其中漏板温度均匀性控制技术和热换漏板技术已达到国际先进水平； 单台熔炉年产可达 100吨，并实现清洁化生产。通过工艺改进，攻克各项技术难关。目前，我公司已经开始使用 400 孔漏板，效果良好，将使单台熔炉原纱产量翻一番。2.3 技术实力公司目前已经完成了该项目的中试和小规模生产， 并在此过程中逐步开拓市场，目前该产品主要应用于建筑加固、交通建设领域、国防军工领域、滤料、复合材料等领域一系列后续产品。本项目已经完成 9 台熔炉建设，并已

10、投产， 实现年产纤维达 1000吨；追加投入的 16 台生产线将在于 2011年年底完成建设。在为期七年（ 2002-2009）的研究过程中，我们所取得的突破性的技术成果如下：1、自行摸索出了拉丝漏板的合理结构与几何参数，形成了 200 孔漏板的稳定生产，400 孔漏板的成功试生产。2、解决了在不停炉状态下更换拉丝漏板的技术难题3、在国内率先突破了池窑拉丝技术4、掌握了细直径（ 613m）玄武岩纤维的稳定生产技术5、矿石熔炉的温度控制精度高、工作安全可靠6、设备节能性好、自动化程度高- 4 -7、开发出了系列玄武岩连续纤维产品。能稳定生产玄武岩纤维初级产品：玄武岩复合筋、玄武岩纤维无捻粗纱、玄

11、武岩单向布、纺织用商品纱、短切纱等；建立健全了生产工艺规程，制定了相关企业标准， 参与了国家标准、 行业标准的制定。2.4 所处地位当今世界，能利用玄武岩连续纤维制成各种制品的只有俄罗斯、乌克兰、美国、中国、欧盟等少数国家中的十几个公司，并且整个行业尚处于起步阶段。而在成都经开区的四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司就是其中之一， 其开发出来的产品有部分处于全球领先水平。更可喜的是， 拓鑫公司经过多年努力， 在乌克兰专家的指导下，与哈工大合作， 已经完成了玄武岩连续纤维的生产小试、 中试工作，取得了可喜成绩。 公司在龙腾工业城中租用厂房进行工业化连续稳定生产已取得重大突破， 其产品在试用后用户反映很

12、好。 该公司是成都市重大产业化项目承担单位，已在成都经开区内计划投资 2 亿元，征地 111亩，建设生产、研发基地，目前基建工作已经完成，预计在 2011年年底可全面投产。3、项目生产工艺技术特点，与国内外相同产品生产技术相比有何优缺点3.1 生产工艺技术特点虽然玄武岩纤维的生产技术看似简单，但实际上颇为复杂，需要很多的技术诀窍。为实现高质量玄武岩的工业生产， 需要考虑各方面的技术复杂性和设计专用设备。图 1为目前典型的玄武岩纤维生产工艺流程： 首先要选用合适的玄武岩矿原料，经破碎，清洗后的玄武岩原料储存在料仓 1中待用， 经喂料器 2 用提升输送机 3 输送到定量下料器 4 喂入单元熔窑，玄

13、武岩原料在 1500左右的高温初级熔化带 5下熔化，目前玄武岩熔制窑炉均是采用顶部的天然气喷嘴 6的燃烧加热。熔化后的玄武岩熔体流入拉丝前炉 7，为了确保玄武岩熔体充分熔化，其化学成分得到充分的均化以及熔体内部的气泡充分的挥发， 一般需要适当提高拉丝前炉中的熔制温度，同时还要确保熔体在前炉中的较长停留时间。最后， 玄武岩熔体进入两个温控区，将熔体温度调至约 1350左右的拉丝成型温度，初始温控带- 5 -用于“粗”调熔体温度，成型区温控带用于“精”调熔体温度。来自成型区的合格玄武岩熔体经 200 孔的铂铑合金漏板 8 拉制成纤维，拉制成的玄武岩纤维在施加合适浸润剂 9 后经集束器 10及纤维张

14、紧器 11，最后至自动绕丝机 12 9 。1- 料仓；2- 喂料器；3-提升输送机； 4-定量下料器； 5-原料初级熔化带； 6-天然气喷嘴；7- 二级熔制带（前炉）； 8- 铂铑合金漏板； 9-施加浸润剂； 10-集束器；11-纤维张紧器；12-自动卷丝机图1 玄武岩纤维生 产工艺流程2.5 与国内外工艺技术相比优缺点目前，国外生产玄武岩纤维的制造商均采用“气 - 电”结合的熔炉工艺制备技术（如上图所示）， 其优点是：生产成本低；可实现多漏板、多漏孔、多通路成丝；可实现大规模作业的瓷窑成丝；降低投资成本等。缺点是：技术要求高、生产 6 微米以下的纤维效率较低、成本较高。国内生产厂家中，除四川

15、航天拓鑫玄武岩实业有限公司采用“气 - 电”结合的熔炉工艺制备技术外，其他厂家均采用“电拉丝”单熔炉工艺制备技术生产。该制备工艺技术的 优点：生产 6 微米以下的纤维稳定性好。缺点： 成本高；设备- 6 -使用寿命短；工艺制备技术上升空间小；不能实现大规模作业的池窑成丝；投资成本大。4、工厂技术方案2.6 产品方案及建设规模2.7 项目组成原料制备、矿石熔化、原丝成形、产品制造、检验包装。2.8 生产技术方案43.1 产品标准产品名称 线密度（ tex ） 含水率 断裂强度 浸润剂玄武岩无捻粗纱 5% 不大于 0.2% 不小于 0.45N/tex 根据用户要求3.2 生产方法和工艺流程4.3.

16、2.1 工艺说明（1）原料玄武岩矿石的好坏是玄武岩纤维拉制过程中的重要条件， 玄武岩矿石的化学成分决定了玄武岩纤维的物理性能。 由于各矿源矿石化学成分的不同， 它的工艺性和生产出的原丝性能各有不同，因此选择好矿源，并严格控制矿石的粉碎、清洗和挑选的加工过程，是保证拉丝工艺性和产品质量的重要环节， 为此本设计配备了一台矿石清洗机和原料矿石的挑选台。 为了掌握矿石原料的化学成分的变化， 本设计设臵了原料化学成分化学分析设备一套， 每天对原料进行一次化验分析报告，以便了解原料化学成分的变化，正确指导生产。经生产实践，下列化学成分的矿石生产工艺性较好。Sio2 Al2O3 Fe2O3 FeO CaO

17、MgO TiO2 Na2O K2O48.39 14.35 6.17 6.66 9.75 4.20 3.74 2.5 1.2为了满足原料熔化的要求，必须对矿石进行粉碎，清洗和挑选，去掉杂质和泥土，干燥后装袋，每袋 50 公斤，粒度控制在 515mm，整齐存放、妥善保管。（2）工艺过程说明购进的矿石原料，需经再次清洗、挑选，以除去运输过程中的污染物，干燥后进行称量，并记录原料重量，经上料机送至料仓，再由加料机将原料加到熔炉内熔化，熔化好的料液经过流液口进入漏板， 料液从漏板的漏嘴中吐出料滴， 再经引丝冷却成形， 引下的原丝经涂油器进行浸润剂涂覆， 由集束器集束后绕在拉丝机机头上进行拉丝， 原丝通过

18、排线器整齐的排列到绕丝筒上，拉好的原丝筒，根据用户需要和浸润剂类别的不同，有的需要烘干，烘干后再经无捻粗纱机打成无捻粗纱纱团，经检验、称重、包装后入库。短切纱烘干后，由短- 7 -切机切成用户要求的尺寸，经检验、称重、包装后入库。拉丝过程中，产生的手拉粗丝，经清洗切断由废丝加料机重新加入熔炉内进行熔化再拉丝， 这样即可减少环境污染又可降低生产成本。络纱过程中产生的细废丝经梳棉机梳成玄武岩棉做保温、隔热制品出售。（3）工艺流程图矿石开采、挑选粉碎筛选清洗运输清洗挑选干燥拉丝集束涂油丝根冷却漏板漏丝溢流熔化加料 废丝清洗切断废丝加料机原丝烘干络纱检验称重包装入库原丝烘干短切检验称重包装入库2.9

19、主要工艺设备选择主要生产工艺设施 :序号 设备名称 数量 单位1 破碎机 5 台2 粉碎机 5 台3 筛选机 5 台4 清洗机 5 台5 挑选台 7 台6 熔化炉 76 台7 熔炉燃烧系统 76 套8 机组平台 7 套9 上料机 38 台10 加料机 76 台11 漏板变压器 76 台12 漏板供电铜排 76 付13 漏板夹头 76 付14 连接铜排 76 付15 漏板温控仪表 76 台16 涂油器 76 台17 拉丝机 76 台18 烘干炉 4 台19 无捻粗纱机 35 台20 捻线机 40 台21 整经机 6 台22 织布机 35 台23 验布机 6 台24 浸润剂配制设备 4 套25 浸

20、润剂输送设备 16 套26 检验设备 3 套- 8 -27 包装设备 4 套28 空压机 6 台29 机修设备 4 套30 叉车 5 辆31 原丝运输车 228 辆32 各种运输车 1833 地秤 3 台34 台秤 8 台35 柴油发电机 250KW 1 台柴油发电机 250KW 1 台36 铂铑合金漏板 80 块2.10 厂房土建拉丝车间： 5000 平方米罗纱车间： 2800 平方米辅助车间： 2000 平方米办公室： 1200 平方米合 计： 11000 平方米按 1000元/ 平方米， 土建需投资 1100 万元。3.3 1 配套辅助设施供配电工程： 50 万元给排水工程： 40 万元

21、天然气设施费： 60.00 万元供水及污水处理： 100.00 万元4.3.2.2 2 项目装机容量以 200 孔成丝漏板单台熔炉工艺制备技术为基础核定：单台熔炉年生产能力： 39.6 吨主要原材料、燃料、动力消耗指标主要原材料玄武岩矿石消耗： 1.20 吨/ 吨纱燃料天然气消耗： 1600 米3/ 吨纱电力消耗： 2100KWH吨/ 纱- 9 -2.11 3 本项目生产用水多少3.4 立方米 / 吨4.3.2.3 项目建设期从基建到设备安装、调试、熔炉点火整个周期为 6 个月即可。5、产品技术指标玄武岩纤维无捻粗纱单位断裂强度（ N/tex ） 0.45湿度（ %） 0.2%线密度（ tex

22、 ） 5%纤维直径（m） 7-216、产品质量标准目前， 玄武岩纤维无捻粗纱、玄武岩纤维短切纱 的国家已颁布实施，其它制品部颁标准已正式颁布了5 个，每个企业均编制有自己的企标。7、市场分析与建设规模48.40 市场调查我们可将玄武岩纤维（以下简称CBF）的应用初步锁定在民用的建筑增强领域、防火消防领域、过滤环保领域、绝缘电子领域、石油化工领域、体育用品领域、汽车船舶等领域。美国德州的 CBF工业联盟指出：“CBF是碳纤维的低价替代品，具有一系列优异性能，尤为重要的是， 由于它取自天然矿石而无任何添加剂， 是目前为止唯一的无环境污染的不致癌的绿色健康玻璃质纤维产品。 美国作为世界保护环境的倡导

23、者， 将全力发展无污染的绿色工业材料， 所以 CBF在复合材料的增强材料领域的应用， 已引起广泛的重视并将快速发展”。高技术纤维是国防军工建设和支撑高科技产业发展的重要基础材料， 它直接关系到国防科技工业的建设和国民经济支柱产业的升级。 CBF就是继碳纤维、芳纶、超高相对分子质量聚乙烯纤维之后的第四大高技术纤维。它是 21 世纪在国防军工领域有着非常重要应用的一种高技术纤维，是体现国防科技战略布局的一种新材料。以 CBF为增强体可制成各种性能优异的复合材料，在航空航天、火箭、导弹、战斗机、核潜艇等军舰、 坦克等武器装备的国防军工领域有广泛的应用。 它可以促进军队武器装备的- 10 -升级换代，

24、增强军队的战斗力；可在某些领域替代碳纤维，节约相关武器装备的制造成本；可形成新的军民两用技术。于军于民， CBF将有力地推动我国未来这一重大高科技产业的形成。因此，开展 CBF在国防军工领域的应用研究有着十分重要的战略意义和现实意义。CBF 是由前苏联国防部下令开发的。从 20 世纪 60 年代开始，经过近 30 多年的努力，在前苏联解体前终于成功开发出了 CBF。并首先将其应用于国防军工。其中一个著名的事例是： 1975 年 7 月 17 日与苏联“联盟 -19”号宇宙飞船第一次完成对接的美国“阿波罗”号宇宙飞船的结构材料上，就应用了前苏联生产的 CBF。前苏联的解体，客观上影响了 CBF的

25、推广应用，但是，由于 CBF具有有别于碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维的一系列优异性能，而且性价比好，近几年来引起了美国、欧盟等国防军工领域的高度重视。 2003 年美国军方甚至收购了其国内一个创办不久的 CBF生产工厂， 现在这个工厂就设立在美国南部阿拉巴马州的军事基地，产品 100%用于国防军工，其 CBF的具体应用至今对外秘而不宣。显然，这些年来，美国军方在 CBF的应用研究中又发现了许多新的价值！2.12 利用 CBF的耐高温特性，可以在消防、环保及军工领域发挥重要的作用CBF用于防火服正处于起步阶段，由于其本身的特殊性能，用于防火服领域有较大的优势。 CBF是无机纤维，具有不燃性、

26、耐温性（ -260 650）、无有毒气体排出、绝热性好、无熔融或滴落、强度高、无热收缩现象等优点。缺点是密度较芳纶大，穿着的舒适感不如芳纶防火服。 如果 CBF与其它纤维混纺可制成阻燃面料， 用于部队的相关装备显然是有明显优势的。超高分子量聚乙烯纤维被用作柔性防弹材料的首选原材料， 但是用它制成无纬布作柔性防弹材料时发现外表面几层明显有弹头击穿的熔灼现象， 因为超高相对分子质量聚乙烯纤维的主要缺点是耐热性能低，熔点在 144152，强度和模量随温度升高而下降。抗蠕变性能也较差，达到 70时性能急剧下降。于是许多防弹材料专家把关注的目光转向有耐高温特性的 CBF，目前正在开展相关的比较检测和应用

27、研究。可以预见， CBF用作坦克、装甲车、防爆车、防爆毯、炮弹箱、军事工事的坑道门等，有着较高的应用价值和广阔的发展前景。CBF 的高温使用性能虽然低于氧化铝纤维和碳化硅纤维， 但是高于所有的有机纤维， 而且其超低温使用性能是比较好的。再从性价比看， CBF的价格是所有高性能纤维中最低的。国外一直将杜邦的 Kavlar （凯夫拉尔纤维） 、Nomex（诺梅克斯芳香族聚酰胺） 、Teflon （特氟隆聚四氟乙烯） 作为防火面料的首选， 虽然具有抗高温和抗化学反应的性能， 但是都会在370以上的高温下被碳化和分解。虽然 CBF用于防火服正处于起步阶段，但如上所述由于其本身的特殊性能，用于防火服领域

28、有较大的优势。显而易见，纤维直径较细（如 7m左右）的 CBF，其良好的性价比和优异的抗高温性能，有可能成为替代杜邦 Kavlar 、Nomex、- 11 -Teflon 等防火面料的有力竞争产品，也是其它高性能纤维低成本、高性价比的替代品。CBF是可填补我国空白的优良的高温过滤材料，其性能可与耐高温的陶瓷纤维相媲美，具有结构强度高、耐高温、耐久性好、耐腐蚀（既耐酸又耐碱） 、不吸水、过滤效率高等特点。它可主要用于高温（ 200350）和超高温（ 500以上）的过滤材料。目前过滤材料主要有天然纤维、 各种合成纤维、 各种无机纤维和金属纤维。 由于应用市场对材料的耐高温性能提出了更高的要求，目前

29、使用的芳纶（如 Nomex、法国的克密尔聚酰胺纤 (Kermel) 、聚苯硫醚纤维（ PPS）、奥地利的聚酰亚胺纤维 (P84) 、聚四氟乙烯纤维（ PTFE）等过滤材料，都不能解决过滤高温介质的问题，而 CBF可以在 -260 650的范围内长期使用，它的耐高温性能是其它材料所无法比拟的。加拿大亚伯力（ Albarrie ）公司是一家有 30 多年历史的环保工业用集尘滤料的专业公司。他们将 CBF用作过滤针刺毡的支基布已经有 10 多年的历史了。 目前该公司非常看好我国过滤环保领域的市场， 欲占到一定的市场份额。 这一长期的成功的应用案例和市场动态应该非常值得我国过滤环保领域的关注。 因此，

30、利用 CBF的耐温特性，是用于高温过滤材料（如除尘袋、汽车消音器滤芯） 、避火消防服阻燃隔热面料、防火卷帘、过冷防护服、防弹服、热防护服、军用帐篷、坦克发动机绝热隔音罩、核潜艇等军舰内装饰、火箭燃烧喉管等军工武器装备领域优选的新材料。美国、加拿大、日本、韩国和欧洲许多国家的业内人士十分看好 CBF 优异的耐温性能，许多应用领域正在不断拓宽。CBF 非织造材料在汽车内饰中的应用潜力巨大。 汽车工业是纤维材料的一个巨大的潜在市场。现在在汽车中应用的基于非织造材料的零件已经超过 40 种，从空气、油过滤介质到2内饰材料等，其中包括声、热绝缘材料，结构件以及装饰件。一辆轿车大约需要 20m的非织造材料

31、 （折合质量 1520 ）。虽然现在汽车非织造材料主要使用聚酯纤维、 聚丙烯纤维、玻璃纤维、碳纤维和天然纤维等，但是 CBF的绝热、隔音，尤其是其优良的过滤性能和阻燃性能是其它纤维所不能比拟的。2.13 CBF 将带来建筑材料业的一场革命随着我国 CBF批量生产的开始， CBF增强硅酸盐水泥的技术方案再次被业界重视，尤其是我国一些原来用聚丙烯纤维增强水泥混凝土的化学建材企业， 积极采用 CBF增强硅酸盐水泥及其混凝土； 另一些建筑加固企业采用 CBF片材替代碳纤维用于建筑桥梁的加固、 补强和修复，也取得了较好的效果。用硅酸盐类天然火山喷出岩为原料生产的 CBF，预示着建筑材料业的一场革命正在来

32、临。它的应用主要表现在以下几个方面：（1）在混凝土增强领域的应用。从强度方面看 CBF占有绝对的优势，它的抗拉强度都高于部分碳纤、玻纤、芳纶等已有的增强材料，增强效果最好。从耐碱性方面看， CBF略逊于碳纤维和对位芳纶，但好于玻璃纤维和钢纤维。从与混凝土的相容性上看， CBF与混凝土有- 12 -着基本相同的成分， 密度也较接近， 所以 CBF的相容性和分散性好于其它增强纤维。 例如用CBF增强铁路水泥枕木可解决其耐久性，尤其适合在青藏高原等气候多变地区的使用。（2）在建筑修复、加固和更新领域的应用。碳纤维加固补强织物是一种高科技含量和高成本的产品。 目前使用的补强材料是碳纤维和芳纶， 主要是

33、利用材料的强度和弹性模量。 从强度方面， CBF的强度并不逊于部分碳纤维，且比芳纶高，虽然弹性模量不如部分碳纤维，但是与树脂的亲合性上， CBF大大好于部分碳纤维和芳纶，有效的提高了补强效果和补强材料的使用寿命。 尤其是 CBF用于桥梁和立柱缠绕加固， 其效果与部分碳纤维没有差异。 从性价比看， CBF的价格大大低于碳纤维和芳纶，所以 CBF有极大的竞争优势，是碳纤维和芳纶加固抗震补强材料的首选替代产品。它可广泛用于梁、柱、板、墙等结构的补强，也可用于桥梁、隧道、水坝等其它土木工程的加固，尤其是抗震加固。 CBF与粘钢和碳纤维加固具有如下不同的特点：不导电；性价比好；抗剪切强度高；延性好、抗震

34、能力强；与混凝土热膨胀系数一致；抗老化、耐高温、抗冻融；与混凝土和树脂的结合力强；耐酸碱，对各种环境的适应性强；受力后变形协调而碳纤维加固后的破坏常态是脆性的。以建筑加固补强为例，碳纤维和芳纶是目前世界上所采用的主要的加固补强用的新型材料。初步的研究结果表明：与碳纤维和芳纶相比， CBF在保持较高的抗拉、抗剪切和抗冲击强度以及抗热振稳定性优异的基础上，具有更高的性价比。因此，在桥梁、隧道、房屋等结构抗震加固补强方面具有极为广阔的应用前景。此外，初步的应用研究证明， CBFRP（连续玄武岩纤维复合材料）的筋又是一种替代碳纤维、芳纶等连续纤维复合材料筋的新型建筑材料， 可主要用于代替钢筋， 用于环

35、境条件严酷的混凝土中，根本解决钢筋锈蚀问题，提高混凝土结构的耐久性。（3）在道路施工领域的应用。采用土工格栅对路面进行加盘处理，已经成为道路建设的一个研究方向。土工格栅的主要作用是抗疲劳开裂、耐高温车辙、抗低温缩裂、延缓反射裂缝等。 所以在高等级公路、 大桥桥面、 市政道路及机场路面等要求较高的道路工程广泛应用。目前，土工格栅材料主要是玻璃纤维和塑料两大类。 CBF及其土工材料的各方面性能均好于以上两种材料，主要优点是：抗拉强度高、延伸率好；无长期蠕变；热稳定性好；与沥青混合料的相容性强；理化稳定性好；耐低温性好等。2.14 CBF 增强树脂基复合材料有广泛的应用CBF 具有良好的技术特性：低

36、容重，低热导率，低吸湿率和对腐蚀介质的化学稳定性，能够降低结构质量，形成新型结构材料。利用这些特性，在军品和民品领域有广泛的应用。CBF增强树脂基复合材料是制造坦克装甲车辆的车身材料，可减轻其重量；也可用于制造火炮材料。 CBF在船舶工业中可大量用于船壳体、机舱绝热隔音和上层建筑。用 CBF蜂窝板可制成火车车厢板， 既减轻了车厢的重量， 又是一种良好的阻燃材料。 据悉美国通过福- 13 -特、通用等汽车制造公司正在着手起草制订采用 CBF替代碳纤维作增强材料的工业标准。 用 CBF缠绕环氧树脂的管材，可用于输送石油、天然气、冷热水、化学腐蚀液体、散料、电缆管道、 低压和高压钢瓶等。 由于碳纤维

37、的严重短缺， 受冲击或者说影响最大的是一大批休闲体育用品的制造商，因此， CBF在休闲体育用品中的应用也凸现出来了。2.15 CBF 可用作热振环境下的特殊材料例如采用 CBF/648 环氧树脂用于复合材料结构的军用飞机进气道外侧壁， 其下部是火炮出口，振动冲击力很大，要求复合材料有很好的韧性，使用纯碳纤维有它的不足，由于 CBF的断后伸长率大大高于碳纤维， 且可充分利用 CBF的抗热振稳定性。 在民品的机电工业， CBF聚合物基复合材料是优良的绝缘材料， 用它制造仪器仪表、 电动机及各种电器中的附件 （如齿轮、轴承、密封件等） ，不仅可以减轻自身质量和提高其可靠性，而且可以延长其使用寿命。此

38、外， CBF具有显著的耐高温性能和极好的力学性能，它可以用作石棉与昂贵碳纤维的替代品，适用于高温衬垫、大型船只绝热、车辆制动器摩擦衬片。2.16 CBF 是良好的介电材料CBF 还具有良好的介电性能。它的体积电阻率比 E 玻璃纤维高一个数量级；如前所述，玄武岩中质量分数不到 0.2 的导电氧化物， 利用 CBF的这一介电特性、 吸湿率低和耐温的特性，可以制成高质量的多层印刷电路板的覆箔板。 因为无线电通讯传输技术和大型电子计算机信息处理技术的高速化， 不但要求在高频带工作的基板要有较小的介电常数与介质损耗因数，而且要求高频带的介电性能对温度的变化率和频率的变化率要很小， 基板的玻璃化温度、耐热

39、性（希望先进的线路板耐热高达 270左右）、可靠性、厚度的均匀性要高，热膨胀系数、吸水率要低，以满足当代印刷电路板对覆箔板在特性阻抗高精度控制性、高频特性、高可靠性、高稳定性和绿色环保特性等性能的要求。而 CBF的耐高温性和电绝缘性都非常好，其抗热绝缘纸可以提供电气绝缘更严密的保护。此外， CBF还具有防辐射功能。在核电站建设和军工、民用等防辐射领域有很大应用。总之，随着生产 CBF技术瓶颈的不断打开和规模化生产所带来的单位成本降低，它的应用领域将不断扩大，势必形成一个新兴的高新技术产业群，将改变世界先进材料的格局3.5 产品生产能力调查及同类厂家调查目前国内外已能生产 7 微米以上各种规格的

40、无捻粗纱、单相布、平纹布、斜纹布、针刺毡、绝热阻燃材料等。国外厂家：乌克兰有 4 家，分别在乌克兰的基辅乌日（ TOYOT）A 合资企业、乌克兰别列切绝缘材料厂， Technobasalt （特克巴索特）公司，还有一家是俄罗斯SUDAGLASS苏( 达格拉斯 ) 和乌克兰 Khmelnitsky reg （克米尔里特斯基 . 雷格）的合资企业；俄罗斯有 4 家，分别是俄罗斯 SUDAGLAS（S苏达格拉斯）公司、 IVOTGLAS（S 伊沃特格拉斯）股份有限公司和另一国家级研究院内部设立的工厂； 美国有 1 家，新泽西州的玄武岩纤维公司（产品几乎 100%供给美国军方，后被美国军方最大的一个用

41、户收购）。此外，格鲁吉亚- 14 -有 1 家；德国有 DBW公司 1 家（直接生产短切玄武岩纤维） , 其总产量不足 8000 吨。国内厂家：横店集团上海俄金玄武纤维有限公司 10 台炉，年产量 800 吨；四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司 9 台炉，年产量 800 吨；牡丹江金石有限公司 6 台炉，年产量 400 吨。2.17 1 产品价格调查及预测国外采用先进的生产技术和经验， 生产厂家的规模化， 以及产品多元化的应用领域， 并且 95%都应用于军工领域 , 所以产品价格十分稳定。国内的售价情况，由于各公司都为了尽可能的扩大市场的占有份额， 特别是小型生产厂家， 在生产产品质量相对较低的情

42、况下， 采用低价倾销的手段，售价较低。质量高，产品技术相对成熟，产品多元化的生产厂家，在占有一定市场份额的情况下 , 售价相对稳定。我国的玄武岩厂家应该借鉴国外的先进技术，提高自身生产能力， 产品品质， 使我国的玄武岩市场日益走向成熟， 让玄武岩纤维工业在中国得到发展。现在国内玄武岩纤维相关产品市场价格如下 :无捻粗纱以 13m为例： 2.5-3.5 万元/T无捻粗纱以 7m为例： 5.5-7 万元/T单向布： 5-10 万元 /T短切纱以 17m为例： 2.5 万-3.5 万元/T复合筋 : 6-8 万元/T滤料以 6m为例： 12 万元/T随着玄武岩纤维的不断发展， 技术难点不断攻破， 产

43、品的生产成本必将减低， 玄武岩纤维相关产品的价格也许会走向滑坡趋势，但是相应他所占据的市场份额也会不断增加，总体利润仍然可观。73 产品国外市场、国内市场情况由于玄武岩纤维是一种新型、低碳、环保的功能性基础材料，基于它通过后续开发可以广泛应用各个领域。 建筑加固材料 ：仅在建筑、桥梁修复、加固和更新领域的应用，年需玄武岩纤维在 4000吨左右； T300碳纤维的低价部分替代品 ：碳纤维 2009 年全世界产量为 30000 吨/年，价格 200元/kg-800 元/kg ，我们还买不到该产品。 玻璃纤维产品的升级换代产品 ：中国 2009年玻璃纤维的产量 160万吨。 耐高温高强度复合材料 F

44、RP：可部分替代碳纤维、芳纶、 PBO、E玻纤。- 15 - 单向布、机织布、防火门、层压板、拉挤型材、缝编织物、 3D织物。 高强度、耐高温、燃烧时无毒气、释放时无烟的一种 防火材料 。如高速火车车箱内地板、墙板、隔板或消防系统的各种防火材料、电缆通道等。 动力技术领域：用在核电站、热电站、涡轮、热力厂、蒸汽锅炉、热力管道上；还用于热力装臵的隔热和消音。 陶瓷、瓷器、建筑材料生产业：在生产陶瓷制品和瓷器制品（器皿、花瓶、卫生洁具用品等）时，能起到炉子和设备的隔热作用，还用于砖厂炉窑、陶瓷板厂炉窑的隔热。 机械制造业：用作热力设备、加热炉、淬火炉、热管道的隔热材料。 航空工业：用作隔热吸音布、

45、发动机和机身的隔热吸音防潮蒙皮布。在联盟号宇宙飞船上也使用了玄武岩超细纤维。实践证明这种材料有效。 船舶工业：用无机粘合剂粘接的隔热板，用于船上装臵、设备、船体、舱壁的隔热隔音。 汽车制造业：用作汽车消音器、隔热板、隔热屏蔽板、塑料、复合材料的隔热吸音材料。 低温冷冻技术和设备领域：用作生产液化气体、液态氧等产品时的保温材料。 冶金工业：用作各种炉子、热力设备、交流换热器、回热装臵、管道与管线的隔热材料。 化学工业和石油化学工业：用作热力设备、加热炉、干燥舱、蒸汽锅炉、蒸汽管道、热力管道的隔热；还用作设施和设备消防用的不可燃耐火材料。 建筑材料制造业：用作组装式房屋和结构、楼板的防寒加热板；用

46、作房屋吊顶、防火隔板、防火墙、防火门，还可用作建筑塑料。 过滤器：玄武岩纤维广泛用于制造过滤材料和过滤制品，空气净化过滤器和液体净化过滤器，以及高温过滤器。 道路、桥梁、基础建设及土木工程理想建筑材料。 体育休闲用品。74 国外市场情况2.18 前苏联原苏联是世界上研究玄武岩纤维最早也最成熟的国家， 但遗憾的是由于苏联- 16 -解体，经济不景气，未能有效地推动玄武岩纤维的产业化。乌克兰是原苏联唯一能工业化生产玄武岩连续纤维的国家，令人扼腕的是，这个世界上唯一能够生产连续纤维的工厂却是日本人投资的（ 2000 年），方式为乌日合资，乌方提供技术，日方提供资金，产品 100%由日本人购买，用于丰田LEXUS（雷克萨斯）轿车消音器的绝热隔音毡。乌克兰为了保密技术，从未向世界各地的参观者介绍其技术与产品。 即使与日方合资， 也不允许日方派技术人员进厂，也不同意在日本或世界其它地方设厂，更不卖设