《泰山玻纤:建设国内一流玻纤碳纤复合材料产业基地》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 冯瑞华
  • 发布时间:2019-03-22
  • 作为全球第三大、中国第二大玻璃纤维制造企业之一,2018年,泰山玻纤年产12万吨的无碱玻纤池窑拉丝生产线正式建成投入运营。凭借高生产效能、低能耗、环保等优势,该条生产线被列入山东省新旧动能转换重大项目库首批优选项目,泰山玻纤吹响了新材料领域新旧动能转换攻坚战的冲锋号。

    提到“窑炉”,很多人脑海中总会是浮现这样的场景:炉子中熊熊燃烧的烈火,炉旁繁忙的工人,以及四周闷热、脏乱的环境。但走入泰山玻纤第六条无碱玻纤池窑拉丝生产线,自动化的操作系统、数字化的监控室以及干净的工作环境让人耳目一新。“窑炉是我们整条生产线最重要的生产环节,它的主要功能是依靠纯氧天然气燃烧系统和电助熔两套加热系统,将窑炉温度加热到1600多度,从而实现矿石粉料熔化成玻璃液的过程。”泰山玻纤总经理助理杨浩介绍。作为新生产线的主要技术创新点,这一环节上采用了目前国际最先进的无硼无氟环保玻璃配方、高熔化率大型池窑及顶烧纯氧燃烧技术,综合技术水平达到国际领先水平。而氮氧化物的零排放,更是实现了整个生产线的环保要求。

    作为玻璃纤维成型的关键过程——拉丝工序完成了玻璃液由液体向纤维的转变。经窑炉熔化好的玻璃液处在1280℃—1300℃之间,这个温度区域最适合玻璃纤维成型。玻璃液从先进的多孔数拉丝漏板的漏嘴中流出,通过冷却片、喷雾水、空调风的冷却加速成型。刚成型的玻璃纤维再涂敷上一层浸润剂,从而能增加玻璃纤维的韧性和强度,有助于纤维的后续加工。玻璃纤维直径很小,是一根头发直径的1/8—1/20。“玻璃纤维漏板是由铂铑合金制成的,具有耐高温、耐腐蚀、抗蠕变等众多优点,目前,我公司的漏板研发技术已经走在同行业领先水平。”泰山玻纤漏板分厂厂长张健骄傲地说。

    若说泰山玻纤六号生产线的最大优势来自于关键环节生产工艺的改造提升,那整个生产线大量智能化技术的应用无疑是最大亮点。从窑炉、拉丝、烘干、物流、织物等等工序流程,采用了大量的智能化制造技术,将现场一些大量重复又不太复杂的操作全部用机器装置和机器人取代,形成从原材料、生产制造到仓储物流完整的自动化。穿梭在拉丝区和烘干区的AGV自动引导运输车,就是生产线智能化的一个集中体现:该车利用激光定位的原理,集自动扫描、自动定位、自动识别产品信息、自动分配、自动进炉等功能于一体,以每台AGV运输车替代4名人工的替代量,高效率完成两个区域的物流工作。

    六线无碱玻纤池窑拉丝生产线设计规模12万吨,实际产能突破14万吨,是全球产能最大的玻纤生产线之一。窑炉熔化率高,能耗低,与旧产能相比,生产效率提升105%,能耗降低38%,生产成本每吨降低650元,是目前国内生产效率最高的玻纤生产线。此外,六线集成众多目前国际最先进的核心技术及自动化质量检测系统,配置AGV自动引导车等智能装备,实现了“设备智能化、物流自动化、控制信息化”,是目前行业技术装备水平最高的生产线。

    正因为在生产工艺和科研开发上孜孜不倦的追求,成就了泰山玻纤六号线的“金字招牌”,其生产的连续性增强纤维、复合纤维及风电用纱等产品,凭借耐高温、耐腐蚀、强度大等多种优势,广泛应用于电子电气、汽车制造、风力发电等领域,产品利润比普通产品高30%以上,成为泰山玻纤在新材料市场上最具竞争力的“武器”。

    据了解,正在建设的泰山玻纤产业园由世界500强——中国建材集团投资兴建,计划总投资100亿元,占地2200亩,建设8条玻璃纤维生产线及上下游产品生产线。产业园自2012年4月开工建设,目前已建成6条生产线,玻纤制品年生产能力超过65万吨。目前,总投资30亿元的第七、第八条生产线,浸润剂原料及下游制品深加工项目正在全面建设中。产业园全部建成投产后,将成为投资过百亿元、产能过百万吨、销售收入过百亿元的“三百”级企业,安置就业5000余人,税收突破8亿元。

    “新旧动能转换过程中,新材料的发展必然是其中一个重要领域。泰山玻纤将继续坚持‘调整、提升、国际化’的发展战略,坚持玻纤主业发展不动摇,加强与泰安中研复合材料产业技术研究院的协同配合,向玻纤、碳纤复合材料产业延伸。”泰山玻纤董事长唐志尧对此充满信心。

    下一步,泰山玻纤将在新规划3平方公里的新材料产业园内,集成投资350亿元,建设国内一流的玻纤碳纤复合材料产业基地,经过5到8年努力,把以泰山玻纤为依托的新材料产业园打造成500亿级骨干企业,推动泰安市新型复合材料产业发展,为全山东省新旧动能转换作出更大贡献。

  • 原文来源:http://www.xincailiao.com/news/news_detail.aspx?id=455560
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美国的经济增长是通过基础设施投资实现的,但资金缺口已经形成,威胁到未来的增长和增长速度。在未来10年里,美国土木工程师学会(ASCE)预计收入和需求之间的资金缺口将达1.4万亿美元,如果不能大幅缩小资金缺口,将导致美国国内生产总值(GDP)损失3.9万亿美元,就业机会减少250万人;由于基础设施薄弱,每家每年将花费3400美元。 纤维增强聚合物复合材料产品和相关系统可以有效地修复或改造美国正在使用的基础设施,而更换成本仅为原成本的一小部分。特别是在高腐蚀地区,与传统建筑材料相比,它们可以带来更经济的替换。 碳纤维生产的行业能力正在收紧。工业铭牌容量(额定产能)可能为14万公吨,但考虑到生产产品的组合和品种以及工艺固有的击倒效应,有效工业净容量仅为10万公吨左右。因此,我们目前看到,无论是长期生产商还是新进入场的参与者,都有几家新工厂和产能扩张正在进行。 中国是新进的参与者,占世界碳纤维需求的20%到25%,而且中国也有追赶的能力和空间:中国生产商拥有世界铭牌产能的12%到15%,但生产的碳纤维不到世界碳纤维的5%。中国公司有充分的资源来实现更多的自我发展目标。预计2019-2020年碳纤维需求将突破10万吨,且预计产能还将增加。 在任何应用中,对碳纤维增强塑料CFRP的接受与否将取决于技术条件和经济效益。在大多数应用中,碳纤维的主要技术优势来自于材料的高强度重量性能,从而降低了重量结构。 所有最终用途的细分市场都显示出巨大的增长潜力。航空航天、风电叶片、体育用品和模塑料都是很好的最终用途,随着越来越多的项目被设计成使用碳纤维复合材料,它们将继续保持增长。压力容器(用于压缩天然气、液化石油气、氢气等)以及建筑和基础设施应用是较新的最终用途,随着其效益和施工方法的进一步开拓,增长潜力巨大。 汽车应用具有最高的市场潜力。由于大规模生产应用的采用和自动化程度的提高,碳纤维的成本和碳纤维增强塑料零部件的制造成本预计都将下降,因此碳纤维在汽车应用中的机会几乎是不可想象的。大批量生产将导致更低的成本和更大的接受度。 美国的经济增长是通过基础设施投资实现的,但资金缺口已经形成,威胁到未来的增长和增长速度。在未来10年里,美国土木工程师学会(ASCE)预计收入和需求之间的资金缺口将达1.4万亿美元,如果不能大幅缩小资金缺口,将导致美国国内生产总值(GDP)损失3.9万亿美元,就业机会减少250万人;由于基础设施薄弱,每家每年将花费3400美元。 纤维增强聚合物复合材料产品和相关系统可以有效地修复或改造美国正在使用的基础设施,而更换成本仅为原成本的一小部分。特别是在高腐蚀地区,与传统建筑材料相比,它们可以带来更经济的替换。 汽车新技术的出现也将影响到该行业未来对复合材料的需求。目前,电动动力总成和自动驾驶汽车对汽车材料的影响目前是争论的焦点。电动车辆具有必须封闭的大型电池,以提供对环境和路面的保护。无人驾驶汽车将改变人们与汽车互动的方式,并为车的内部功能创造新的需求和愿望。对于复合材料而言,这些技术变化的时间和规模,将决定它们是短期还是长期具有吸引力的机会。 复合材料在汽车行业的市场份额仍有很大的提升空间。在短期内,对轻量级结构的需求将推动复合材料的新应用,以帮助满足日益增长的监管障碍。 欧洲的复合材料工业连续第六年增长,与前一年相比增长了2%,估计总产量为114万公吨。同过去几年一样,欧洲生产的玻璃钢数量反映了在各个市场部门观察到的趋势。主要用于汽车工业的热塑性塑料的生产,总体上仍比大多数热固性材料的生产增长更为强劲。 尽管欧洲的玻璃钢产量持续增长,但其产量仍落后于全球平均的市场趋势。特别是在亚洲和美国,近年来的产量一直在以超过2%的速度增长。 一项按国家分类的分析突出了欧洲内部的各种趋势。区域市场之间存在着很大的差异,需要进行单独的分析。例如,德国的玻璃钢加工十分注重运输部门和电子/电子工业。相比之下,土耳其的基础设施市场正在蓬勃发展,而挪威和瑞典的石油和天然气行业则表现强劲。 从积极的方面看,所审查的任何欧洲区域的生产都没有下降。西班牙、葡萄牙、法国和意大利等南欧国家今年的经济增长率均高于平均水平。2012年以来,西班牙、葡萄牙产量明显稳定,近期呈上升趋势。德国仍是欧洲复合材料的领导者,2018年的总产量为22.9万吨。 东欧国家的市场增长率高于平均水平2.5%。在比荷卢三国(比利时、荷兰和卢森堡)、斯堪的纳维亚、奥地利和瑞士,报告的水平保持不变,因此低于平均水平。英国和爱尔兰的产量仅增长了1.3%。 除了用于系列生产的既定材料(如SMC/BMC和热塑性塑料)外,既定的连续工艺(如拉挤)也再次成为人们关注的焦点。 不同的细分市场也为提高玻璃钢产量带来了希望。GFRP在天线结构和建筑覆层中具有较大的应用潜力。复合材料已经在日益增长的航空航天领域的轻质建筑概念中发挥了关键作用。能源部门也在扩张,近年来变得越来越重要。这一趋势将持续多年。 由于GFRP和其他复合材料的通用性和与其他材料结合的非凡适用性,它们在许多应用中具有突出的潜力。然而,对这些材料的认识仍然十分有限,决策者无法广泛考虑这些材料。这种情况必须改变,因为组合通常是一种很好的选择,如果不是更好的话。如果客户能够重新评估这些材料和复合材料是否符合标准/规范,那么未来几年欧洲市场的增长速度将比以往更快。 中国占全球建筑总量的一半以上,这是复合材料的主要推动力。过去10年,快速增长的汽车、铁路、建筑和风能行业对先进材料的巨大需求,彻底改变了中国复合材料行业。在原材料、夹层芯材及辅助材料、制造工艺、模具、设计技术及应用等方面取得了显著进展。 中国的玻璃钢工业直到1995年左右才开始起步,而美国的复合材料工业早在二十世纪70年代初就已全面发展起来。在过去20年的快速发展中,中国已成为世界上最大的玻璃纤维生产国和供应国。今天,中国玻璃纤维复合材料行业的市场规模是美国的两倍。中国利用玻璃钢的主要垂直领域包括电力、交通、建筑、水处理、风能和化工。 玻璃纤维产能已达385万吨,其中中国巨石、泰山玻纤、重庆国际复合材料占60%以上。中国有近5000家复合材料生产企业,玻璃纤维复合材料年出货量462万吨。 中国工业对碳纤维的研究、开发和商业化落后工业化国家约35年,市场仍处于起步阶段。2000年,中国政府和行业开始投资碳纤维的生产。在2017年,只有7家公司能够每年生产1000吨以上的碳纤维来满足中国国内市场的需求。中国碳纤维工业在数量、质量、性能、应用等方面与工业化国家还存在较大差距。目前,中国的CFRP复合材料在体育休闲产品和一般工业(如风能、汽车、交通和建筑)上的消耗量几乎相当。 尽管市场起步较晚,但2017年中国碳纤维产量与进口碳纤维一起达到了5700吨的出货量,能够满足国内23487吨的市场需求。未来看上去很光明,中国拥有最大的聚丙烯腈(PAN)纤维的生产量,这将使聚丙烯腈基碳纤维及复合材料行业在未来十年继续扩大。 中国复合材料行业的发展,市场渗透率的显著提高,为海外企业提供了巨大的机遇。以中国风能市场为例:在过去10年里,中国风电行业以平均每年41%的速度增长,到2017年,风电装机容量将达到1.88亿千瓦。该行业的目标是到2020年总装机容量达到2亿千瓦,其中海上装机容量为3000万千瓦。所有主要的风能公司在中国都有业务,包括维斯塔斯、通用电气、西门子Gamesa和LM风电。 中国复合材料行业预计两年后将迎来一个转折点,届时国内碳纤维产量将超过进口数量。多家公司将拥有高性能级碳纤维(T700/T800/T1000)生产线,并计划应对技术挑战,确保国内产品与进口产品竞争。 为促进复合材料的广泛应用,中国复合材料产业正在研究低成本设计制造技术、结构多功能集成技术、环保材料、修复改造技术、循环利用技术。随着复合材料的优势得到更广泛的传播,特别是在下游终端用户中,该行业也将从中受益。此外,自动化生产、现代化管理和规模化生产,加上严格的质量保证和质量控制,以及各种市场的不断扩大,必将使中国复合材料工业在未来十年以每年两位数的速度增长。