我国和世界矿物棉产业的发展概况


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    一、矿物棉材料发展简史
  岩棉、矿渣棉、硅酸铝棉及其制品,具有体积密度小,导热系数低,吸声性能好,不燃、耐热、抗冻、耐腐蚀、不怕虫蛀、良好的化学稳定性等特性被广泛地用于建筑和工业装备、管道、窑炉的绝热、防火、吸声方面。

 
  最早的矿物棉以石棉形式天然存在,古代巴比伦人和中国人很早就曾开发和利用过。现代意义上的矿物棉制品发展则起源于19世纪中期,1840年英国开始将熔化矿渣喷吹成纤生产矿渣棉,1880年通过对矿渣棉产品性质和用途的研究,德国和美国开始岩棉、矿渣棉的研制,尔后其他国家相继推广和使用岩棉和矿渣棉。

 
  二十世纪三十年代至五十年代,岩棉、矿渣棉进入大规模的生产与应用阶段。60年以后因为玻璃棉,泡沫塑料等新型保温材料的出现,国际岩棉、矿渣棉产量处于平稳发展时期,虽然产量增幅不大,但在单线生产规模和产品深加工方面技术进步明显。
 

  自十九世纪九十年代开始,美国就用玻璃制取玻璃棉,玻璃棉一问世,因其性能优异,各国竟相研制。第一次世界大战期间,德国用于绝热隔音的石棉进口渠道因遭封锁中断,转而生产玻璃棉。二十世纪四十年代,美国欧文斯科宁公司(OCF)成功研制出蒸汽喷吹工艺,并于1949年获得专利,可以生产直径3~5um甚至更细的玻璃棉。1956年法国圣哥班公司研制成功离心喷吹工艺(Tel法),并向十几个国家进行推广,这些技术极大地普及了玻璃棉的应用。
 

  硅酸铝棉最早出现于1941年,美国巴布考克维而考克斯公司将天然高岭土经电弧炉熔融后喷吹成纤来制造硅酸铝棉。四十年代后期,两家生产硅酸铝棉的美国公司立即将其应用于航空工业。五十年代硅酸铝棉投入工业化生产,六十年代研制出许多新产品,主要用于工业绝热。
 

  二、我国矿物棉材料的发展历程
 

  我国岩棉、矿渣棉生产开始于二十世纪五十年代,先后在太原、北京、内蒙古、上海等地引进国外生产线和全套生产技术,在较短时间内缩短了与发达国家的差距。1980年至1990年,我国岩棉、矿渣棉工业发展迅速,在消化吸收几条进口生产线的技术后创新研制了5000吨/年、3000吨/年的生产线,这些生产线投资少,建设周期短,适合当时的国情,为我国电力、石油、化工工业的高速发展提供了大量优质廉价的绝热材料。
 

  我国玻璃棉工业也起始于二十世纪五十年代。当时采用火焰喷吹工艺,生产规模小、质量差(渣球含量高)、效率低。1987年上海平板玻璃厂率先从国内外引起技术成熟的离心玻璃棉生产线。1994年到1996年,因对高质量离心工艺棉产品需求的增长,国内许多企业开始全套引进或翻版建设离心法玻璃棉生产线,国内离心玻璃棉产量猛增,火焰喷吹工艺除用于玻璃微纤维外,几乎全遭淘汰。
 

  我国硅酸铝棉生产开始于二十世纪七十年代,八十年代中期首钢耐火材料厂,贵阳耐火材料厂,河南陕县电器厂、广东南海恒泰厂先后引进干法针刺毡生产线,标志着我国耐火材料的生产技术显著提高。在吸收国外先进技术的基础上我国创新研制出30余条规模不等的生产线,主要用于生产普通硅酸铝棉,高纯硅酸铝棉和含锆硅酸铝棉,这些产品为我国二十世纪飞速发展的石油化工、冶金、电力工业的绝热作出了重要贡献。九十年代以来我国硅酸铝棉产品的质量、品种和市场推广应用均有长足进步,年产量超过3万吨。
 

  三、世界矿物棉工业的发展现状
 

  1. 矿物棉材料的需求仍在增长
  随着人们节能、环境保护意识的提高,矿物棉材料仍有很大发展空间。发达国家加大了矿物棉材料在房屋的节能改造中的应用,以零能耗建筑为奋斗目标。为此各国均增大了保温层厚度并且相继修订了相关的保温标准和规范。如日本、美国、法国、英国二十世纪八十年代较七十年代保温层厚度增加了近50%,设备保温投入由总投资的2%增加到4%到8%,矿物棉材料的使用量相应得到增加。在发展中国家,矿物棉材料的需求也在稳步上升。地处热带、温带的国家由于空调的大量使用开始越来越重视建筑物的节能设计和节能改造。矿物棉材料用量随之变大。现在工业生产\"三废\"中不少成份可以利用作为生产矿物棉的原料,对环保的重视,也促使了矿物棉材料的生产。
 

  2.矿物棉的生产日趋规模化、自动化
  人们环保意识的增强对矿物棉的生产提出了更高的要求。要求矿物棉在生产过程中对操作人员无伤害,对生态环境无破坏。这些要求使得矿物棉生产日趋规模化、自动化。例如美国塞汀梯公司玻璃棉生产线的单线产量已达2.5万吨/年,西斯尔(广州)岩棉制品有限公司的生产线的产量达2.0万吨/年。
 

  3. 矿物棉产品日益通用化、系列化和多样化
  矿物棉产品的发展和工业绝热工程的发展联系在一起,已经新、形成一个比较完善的产品体系。产品种类有毡、板、管壳、块;产品密度从10kg/m3到250 kg/m3;使用温度从常温到1400摄氏度的高温,在相关国家标准的约束下矿物棉产品已经通用化、系列化,在一些特殊使用场合,如船舶、核反应堆、混响室中呈现出多样化,例如憎水型、防辐照型矿物棉产品和矿物棉吸声尖劈等。
 

  4.矿物棉产品的应用领域不断扩大
  矿物棉最初主要用于工业绝热,但现在更多的矿物棉产品应用于各种建筑物中。矿物棉新型制品,新型应用技术不断发展。岩棉、矿渣棉、玻璃棉与石膏板、GRC板等制成轻型墙板,直接进入工厂制成没有接缝的墙体、隔板和异型件。硅酸铝棉结合喷涂技术可以方便、高效地做成各类窑炉的绝热内衬。近年特别是玻璃棉毡由于其具有良好的绝热隔音、防火性能特别是非常方便的施工性能,在建筑物钢结构中得到了快速的应用,短期内造成产品的供不应求。
 

  5.特种矿物棉产品不断涌现
  美国OCF公司双组分、无需黏结剂和固化程序的新型玻璃棉(Miraflex)具有好的耐高温性能,可以在较高的温度下长期地使用。高纯硅酸铝棉可以在1200摄氏度下使用,含锆硅酸铝棉甚至可以在1400摄氏度的高温下长期使用。
 

  四、世界矿物棉行业发展预测
 

  据美国和欧洲专家的预测,今后几年世界绝热隔音材料的需求量将持续增加,全球2002~2005年的增长率将达3%,以销售金额计算,全世界今后几年绝热和隔音材料的销售金额每年增长率在4%以上,2004年可达180亿美元。不论产量的年增加率还是销售金额的年增长率,都超过世界经济和人均收入的增加水平。
 

  按地区划分,北美和欧洲工业国家今后仍是对绝热隔音材料用量最大地区,但亚太地区、非洲、中东和拉丁美洲市场的增长速度将超过欧洲、北美。国外专家认为,由于中国制造业快速发展,以及对建筑绝热隔音材料要求提高,将成为需求增长最快地区年增长率将达7%以上。
 

  就绝热材料应用部门而言,建筑业会成为主要部门,因为世界各国都在提高建筑物节能能力,这必然会使绝热材料需求增加。这种趋势在发达国家主要体现为改进现有建筑的保温绝热效果(如进行外墙保温),而在发展中国家,则主要表现制定或提高建筑物的节能标准,推广节能住宅等,其目的都是降低建筑物能耗。
 

  按此预测至2004年,世界矿物棉市场将达100亿美元~120亿美元规模,其中美国和西欧、日本仍是使用矿物棉最多地区,中国占据比例上升。世界玻璃棉、岩矿棉总产量在2006年左右可达1100万吨以上(其中玻璃棉330~380万吨,岩矿棉750~800万吨)中国产量可望接近世界总产量的10%,突破100万吨,产值达10亿美元,实现具有历史性的飞跃,但绝对产量和人均用量与先进国家仍有较大差距,我国矿物棉产业还有很大发展空间。
 

  五、我国矿物棉工业的发展现状
 

  1. 先进工艺和落后工艺共存
  我国矿物棉产业中先进工艺和落后工艺共存。有独资企业全套引进生产线也有个体土法上马的生产线。如在岩棉、矿渣棉生产中有摆锤法和手工平铺法;玻璃棉生产中离心法和火焰喷吹法;硅酸铝棉生产中电阻炉熔融双面针刺法和电弧炉熔融火焰喷吹法。
 

  2.产品质量参差不齐
  不同的生产工艺决定了不同的产品质量。一般来说独资企业,国有大型企业的产品比小型企业的质量要好,手工作坊式的产品质量最差。
 

  3.技术改造和新建先进生产线同时进行
  目前我国矿产物棉产业将继续保持发展的态势。玻璃棉方面在2002年即有江苏启东、南京康美达、河南离心法玻璃棉生产线的投产,全年玻璃棉的产量年达7~7.5万吨;岩棉、矿渣棉方面有苏州3万吨粒状棉生产线投产,南京岩棉厂万吨摆锤法生产线的改造投产,华北一批中小岩矿棉生产线和吸声板生产线投产,使岩棉、矿渣棉产量达45万吨左右;硅酸铝棉产品保持比较平稳的增长。
 

  六、我国矿物棉工业的发展前景和趋势
 

  我国矿物棉产业,正面临巨大发展机遇,现在我国人平均年矿物棉拥有量绝对量都仅为发达国家的几分之一到几十分之一。而在相当长的一段时期内,我国工业以热效率低、污染较重的煤炭为燃料的现状不会根本改变,我国城市较世界同样纬度主要城市冬季平均气温低2~3℃,夏季气候高5~15℃。有更多理由需要保温节能。随着我国国民经济持续发展,向中等发达国家过渡,对节能、环境保护的日益重视,对舒适、健康、低能耗建筑的不断追求,作为主要绝热吸音材料之一的矿物棉材料,必将迎来高速发展时期。
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