正确认识玄武岩纤维.pdf

更经济例如可以使用多通道，高孔数漏板的高效生产模式美国专利U,3 9 2 9 4 9 7 就报道了采用配合料制成类玄武岩成分的玻璃纤维，同时对其进行热处理，最后得到微晶化玻璃纤维，具有很好的耐温性能与抗碱能力又如国产高强玻璃纤维成分中虽然也有一定的含铁量，但是由于对原料成分进行了科学的筛选其全电熔的熔制工艺中对电极的侵蚀要比玄武岩熔体小得多，对铂铑合金漏板的磨损也要小有了优化的原料成分，在熔窑的加热方式选择上就更为灵活，可选用在我国更为经济的全电熔或部分电熔的加热方式因为在玄武岩所有成分中都是一些普通易得的低成本原料，这样就保证了所用配合料的原材料成本增加的不会太高，而上述得益完全可能补偿原材料成本的增加部分当然，用于配合料系统的一次性投资也会有一定增加《玻璃纤维》2 0 0 8 年 第3 期 3 60 概述近年来，国内似乎又形成了一股“玄武岩纤维热”，其“热”主要体现在两个方面，一方面有关玄武岩纤维方面的文章大量涌现，有的文章甚至把玄武岩纤维捧得似乎无所不能，另一方面国内有好收稿日期：2 0 0 7 - 0 7 - 2 0作者简介：李平，男，1 9 7 3 年生，胜利油田河口采油厂工程师。

几家企业上马玄武岩纤维生产线项目，尤其自从“玄武岩连续纤维及其复合材料”项目2 0 0 2 年被列入国家8 6 3 计划，人们对玄武岩纤维项目更是热情有加，似乎哪里有玄武岩资源，就有了上马玄武岩纤维项目的最大优势据了解目前至少已建成了两家玄武岩纤维生产厂，还有一些地方也在准备抓紧建造玄武岩纤维生产线从建成的生产线厂家来看，目前在市场的开拓方面也是不容太乐观有些厂家为了李平1，智欧2（1 . 胜利油田河口采油厂，东营 2 5 7 2 0 0 ；2 . 宜兴百泰绝热材料公司，宜兴 2 1 4 2 0 0 ）摘 要：介绍了玄武岩纤维发展历史及现状，通过分析和列举玄武岩纤维成分的波动，原料的料性，内部的微晶相结构差异，F e O / F e 2 O 3 的比例的波动，原料中高铁氧化物含量以及生产工艺情况，指出了玄武岩纤维的不足和目前生产工艺上的缺陷，并探讨了其在今后在我国发展方向关键词：玄武岩纤维；铂铑合金；漏板；高强纤维L I P i n g1，Z H I O u2（1 . H e k o u O i l E x t r a c t i o n P l a n t o f S h e n g l i O i l f i e l d ，D o n g y i n g 2 5 7 2 0 0 ;2 . Y i x i n g B a i t a i I n s u l a t i o n s C o . ，Y i x i n g 2 1 4 2 0 0 ）HAVING RIGHT KNOWLEDGE OF BASALT FIBER Abstract：The developing history and current state of basalt fiber are presented. Through the description on the variation of basalt fiber composition，the short range of fiberizing temperature of raw materials，the difference in internal microcrystalline structures，the fluctuation of FeO/Fe2O3 ratio，the iron oxide content in raw materials and the fiber production technology，this article points out the shortcomings of basalt fiber and the drawbacks in the current production process，and discusses its futural developing direction in China. Key words：basalt fiber；Pt/Rh alloy；bushing；high strength fiber综 述李平, 等: 正确认识玄武岩纤维正确认识玄武岩纤维《玻璃纤维》2 0 0 8 年 第3 期 3 5《玻璃纤维》2 0 0 8 年 第3 期 3 8降低成本，提高成纤率，在玄武岩原料中，掺入一些助熔剂，如萤石，碎玻璃等，这些助熔剂如果没有经过科学论证，将劣化玄武岩纤维原有的性能，并且也不再是严格意义上的玄武岩纤维了。

此外，有些文章也过分渲染了玄武岩纤维在美国及其他西方发达国家的生产及应用事实例如，宣扬美国建了几条玄武岩纤维生产线，采用8 0 0 孔漏板拉丝，加拿大、德国又有几条玄武岩纤维生产线等等事实上，过分夸大对玄武岩纤维的宣传，只能给我国的玄武岩纤维发展带来消极影响1 玄武岩纤维的发展与现状玄武岩纤维是指用天然玄武岩作为唯一原料生产的连续纤维材料玄武岩纤维所用的原料是自然界中分布最广的玄武岩目前，玄武岩主要用作一些低附加值的建筑及道路用的填料石子，也可用作一些较高附加值的矿物棉原料，另外，也有少量用于制造铸石最早的玄武岩连续纤维制造技术，出现在1 9 2 2年的美国专利（U S 1 4 3 8 4 2 8 ）上，是由法国人P a u l 提出的但后来并没有实质性的工业化生产到了6 0年代初，为了满足军事工业发展的需要，特别是先进导弹的开发，急需高强度玻璃纤维美国的某些玻纤公司，如O w e n s C o r n i n g 等公司都对玄武岩纤维进行了独立的研发工作，由此也产生了一些有关玄武岩纤维的专利可是到了7 0 年代，在寻找到了性能更为稳定的高强玻璃纤维后，这些美国公司基本都放弃了玄武岩纤维开发项目，其中以O w e n s C o r n i n g 公司开发的高强玻纤S - 2 最具代表性。

此外，唯一带有政府色彩的玄武岩纤维研发工作是由华盛顿州立大学的S u b r a m a n i a n 教授领导的课题组主持的，该课题组从玄武岩纤维的成分到玄武岩熔制与纤维成形再到玄武岩纤维的物理化学特性做了2 0 多年的系统研究工作例如，玄武岩纤维中铁氧化物中F e O / F e2O3的比例对玄武岩纤维抗拉强度的影响就是他们取得重要发现之一当时我们也与S u b r a m a n i a n 等专家有过通信交流，那时美国国内仅有的两条玄武岩纤维试验生产线由于种种原因也已被拆除自1 9 9 7 年S u b r a m a n i a n 离开华盛顿州立大学后，该大学在玄武岩纤维方面的研发工作也随之终止据S u b r a m a n i a n 所说，尽管当时他已退休，但有不少做玄武岩纤维市场的公司经常向他咨询纤维应用问题今年年初偶然看到国内不少文章，介绍美国已有两家公司建成了玄武岩纤维生产线，并且已用8 0 0 孔的漏板拉丝，惊讶于美国这几年的变化，并向以前的美国玄武岩方面的专家进行了咨询专家之一，就是玄武岩特种制品公司（原名玄武岩纤维公司，有文章将之列入美国玄武岩纤维的生产商之一）的总裁A n t h o n y , F a n a l e 先生，他也是美国玄武岩纤维市场开发的元老，从事玄武岩纤维的市场开发工作已达1 8 年之久。

他明确表示，目前为止美国市场上的玄武岩纤维均是从俄罗斯或乌克兰进口的，美国目前为止仍然没有玄武岩生产线，更谈不上用什么8 0 0 孔漏板生产玄武岩纤维玄武岩特种制品公司去年从乌克兰与俄罗斯进口8 0,t 左右的玄武岩纤维，据估测，目前美国每年进口的玄武岩纤维充其量不会超过6 6 0,t 不过他仍然对玄武岩纤维在美国今后的市场增长比较乐观从笔者了解的情况来看，有文章统计的另两条在加拿大、德国及比利时的连续玄武岩纤维生产线也是子虚乌有，他们基本上是进口贸易商，充其量用进口的玄武岩纤维做一些简单的深加工产品但是，目前也有一家西欧公司在与乌克兰人商谈有关建立生产线事宜，美国也有公司有意与俄罗斯人或乌克兰人合作筹建玄武岩纤维生产线但目前为止，由于资金等问题还都没有达成协议A n t h o n y 的公司本来最有希望成为美国在本土上第一家生产玄武岩纤维的公司2 0 0 2 年在纳斯达克O T C B B 版上市的一家在得州的名为E m p y r e a n 通讯公司在寻找新项目过程中看好玄武岩纤维在美国的发展前景，于是终止了原先的宽带业务，收购了A n t h o n y 的两家经营玄武岩纤维的公司，准备在这一新领域大干一番，遗憾的是经过种种周折，由于资金及市场等多方原因，最后筹建玄武岩纤维生产线的项目也于2 0 0 5 年完全终止，其在田纳西州购置4,6 0 0,m2厂房的计划也只能放弃。

尽管这几年经受了如此大的挫折，今天的A n t h o n y 仍然看好玄武岩纤维在美国的市场，孜孜不倦地做着玄武岩纤维的市场开发工作还有一家美国新泽西州的名为W o o d i n g,T e c h n o l o g i e s 的公司，据称该公司总裁W o o d i n g 拥有8 0 多项专利，并拥有专利化玄武岩纤维生产工艺1 9 9 9 年曾宣称开始生产玄武岩纤维，不过没过多久，就草草收场2 0 0 5 年7 月W o o d i n g T e c h n o l o g i e s 公司新成立的全资子公司——E c o m e l t公司又另辟蹊径计划在美国缅因州的华盛顿县投资2 5 0 万美元建立玄武岩纤维生产厂，据说当时该公司还握有来自本田、丰田及通用电气等大公司的订单但至今为止资金仍没有落实，未能有实质性的进展目前一些老牌的玻纤公司，如，O w e n s C o r n i n g ，P P G 及S a i n t - G o b a i n 等并未见有迹象介入玄武岩纤维的生产由此可见，尽管经过长期的市场开发，玄武岩纤维在今天的美国市场占有率还有限，其几百吨的年用量根本不能与其他玻璃纤维市场及碳纤维市场同日而语。

在上世纪7 0 年代初，前苏联在玄武岩纤维方面的一些科研论文与成果开始陆续出现在某些出版物上，再一次引起其他一些国家的关注，如美国和我国的一些玻璃纤维科研人员均开展了一些研发工作，当时，美国的一位学者R a f f 还发表了一篇名为“玄事实上，在科技高度发达的今天，高科技纤维在原材料的选择与配比都要进行一系列严格的科学设计与筛选，并可通过对其化学结构的设计，实现对其性能的预期例如，原材料的配合料的选择不仅要考虑到最终产品的性能特点还应兼顾到材料的熔制与成形温度，以及料性的长短，还包括应考虑原材料与最终产品对人体与环境的相容性目前，具有武岩纤维——美国潜在的新产业”的文章，遗憾的是他的这一预言至今为止并没有成为现实上世纪7 0 年代，在前苏联国防部的主持下，玄武岩纤维作为国家级的军工项目也实现了工业化的生产事实上，当时前苏联不仅开发了连续玄武岩纤维，而且也开发了由连续玄武岩一次初丝，采用火焰喷吹技术生产的玄武岩超细纤维棉，该材料主要用于高端的隔热应用前苏联的玄武岩纤维项目的主要研发及生产基地在乌克兰的基辅1 9 9 1 年前苏联解体，玄武岩纤维项目开始公开，并用于民用项目目前玄武岩纤维的生产厂基本上集中在俄罗斯及乌克兰两个国家。

2 玄武岩纤维的先天不足2 . 1 玄武岩的成分波动大由于玄武岩是由地球熔岩形成的，因此造成它的先天不足，就是其成分的波动，不仅不同矿床成分波动较大，就是同一矿点化学成分也有一定的波动范围表1 为天然玄武岩矿石的化学成分范围另外，有些成分的价态及晶相结构不同矿点也会有波动，如玄武岩中铁的价态也有不同，F e3 +/ F e2 +的比例在不同矿点都有差别。