中國玻璃纖維技術60年的發展回顧
2018年是我國改革開放40周年，也是中國玻纖工業誕生60周年。經過60年的發展，我國玻纖工業的產能產量位居世界首位，產業結構日趨完善、下游應用不斷拓寬，特別是近幾年全行業主營收入及利潤水平保持高位運行，這離不開整個行業技術的研發與進步，尤其是池窯拉絲生產技術的突破讓我國玻纖工業有了極大的飛躍。
在5月29日召開的全國玻璃纖維專業情報信息網第39屆年會上，南京玻璃纖維研究設計院有限公司副總經理兼總工于守富做了題為《中國玻纖技術60年的發展》的報告，內容可以說是相當硬核了！情報君將該報告的內容整理給小伙伴們，讓我們一起來回顧一下中國玻纖工業60年的歷史變遷和技術發展吧！
一60年回顧
中國玻纖工業經過60年的發展，目前生產規模位居世界首位，池窯拉絲技術處于國際先進部分領先水平，產業結構逐漸完善，行業盈利水平保持穩定增長。
中國玻纖工業化可以分為三個發展階段：
1958 ~ 1988
第一階段
1958年，中國玻纖工業開始起航，為配合國防軍工的需求，在這30年中，先后建立了以上海耀華、杭州玻璃總廠、陜西玻纖總廠、四川玻纖廠、常州天馬二五三廠等16家大中型玻纖企業為骨干的完整的玻纖工業體系。這30年，中國的玻纖工藝技術以球法坩堝拉絲為主。中國玻纖工業實現了從無到有的過程。
1989~2008
第二階段
這20年，以引進首條池窯拉絲生產線為標志，中國玻纖工業從坩堝進入到池窯時代，產量從4萬噸發展到160萬噸，中國成為全球玻纖產量、使用、出口第一大國，實現了從小到大的飛躍。
2008~2018
第三階段
十年的時間，中國玻纖產量從160萬噸增長到408萬噸，全球的占比達到了2/3，產業結構進行調整，池窯法生產占比逐年提高，達到94%~95%，實現了從大到強的過程。
關鍵節點回顧
1、國外玻纖工業
1930年代，美國發明玻璃纖維坩堝拉絲生產技術
1938年，歐文斯科寧開始使用全鉑的坩堝
1945年以后，成立法國圣戈班、英國特納石棉、日本東洋紡織株式會社等玻纖企業
1958~1959年，美國歐文斯科寧和PPG相繼建成玻璃纖維池窯拉絲生產線
2、中國玻纖工業
1948年，中國誕生玻纖生產
中國玻璃纖維工業社拉制出1kg玻璃纖維絲；同年，上海斯美玻璃纖維廠成立，標志著我國玻璃纖維的誕生。
1958年，工業化體系的建設
上海耀華玻璃廠年產500噸無堿玻纖車間建成投產，標志著我國玻璃纖維工業體系建設開始。
1964年，成立玻纖專業科研設計機構
我國成立玻璃纖維行業唯一的科研院所南京玻璃纖維研究設計院，負責我國玻纖行業的科研、設計和生產，成為了我國玻璃纖維工業化的助推器和技術支撐。
1988年，開始玻纖池窯生產
珠海玻纖首次引進年產4000噸無堿玻璃纖維池窯拉絲生產線全套技術和裝備，開始了我國池窯法生產玻璃纖維的新征程，該項目獲得了國家優秀設計銀獎，標志著我國開啟現代化的玻纖生產。
1997年，自主設計萬噸池窯
國內首條萬噸級無堿玻璃纖維池窯拉絲生產線在泰山玻璃纖維公司投產，該項目獲得了國家優秀工程設計金獎，標志著我國池窯萬噸級技術有了新的突破，打破了國外對中國玻纖池窯技術的壟斷。
1998年，全國產化池窯拉絲
我國第一條完全國產化技術與裝備的7500噸池窯生產線在杭州新興玻璃纖維有限公司建設投產，標志著我國全面掌握全套生產技術與裝備，為我國玻纖工業發展奠定了基礎。此項目榮獲國家科技進步一等獎。
2004年，規模化池窯拉絲
巨石集團建設國內第一條6萬噸池窯拉絲生產線，開啟大規模生產形式。效率提高顯著、能耗降低明顯。
2007年，單線規模最大池窯線
巨石集團年產12萬池窯拉絲生產線點火，成為當時世界上單線規模最大的生產線。以上兩個項目為中國玻纖池窯大型化起到了非常好的示范作用。
2006年全電熔池窯實現工業化生產
江蘇九鼎新材料年產1.4萬噸/年全電熔玻璃纖維生產線投產，這也是全球首條萬噸級的全電熔玻纖池窯拉絲生產線，標志著我國在電熔池窯玻璃纖維生產法上取得突破。
2007年，中堿池窯拉絲實現工業化生產
江西大華玻璃纖維有限公司年產3萬噸中堿玻纖馬蹄焰池窯生產線投產。標志著我國在中堿池窯化生產技術取得突破。
2007年，中國玻纖產量世界第一
我國玻璃纖維產量達到160萬噸，躍居世界第一。2008年中國玻璃纖維的使用量和出口量成為世界第一。
2011年，海外建廠
為應對海外市場遭遇的貿易壁壘，CPIC作為國內首家企業，邁出了海外投資的步伐，標志著中國“走出去”戰略真正實施。隨后巨石集團成功建設了埃及年產25萬噸的玻纖生產企業，目前巨石也將玻纖池窯建在了全球玻纖的發源地美國。另外，泰山玻纖、四川威玻也參與到了全球化的進程中。
2015年，智能制造
泰山玻璃纖維有限公司建立了“玻璃纖維智能工廠試點示范”項目，這是全國首批入選項目，也是玻纖行業唯一首批入選的示范項目。標志著玻璃纖維生產在智能控制、自動化和信息化方面達到國際先進水平。
機器人替代人的趨勢日益顯現。工人人均勞動生產率大幅提高，自動下紗、自動搬運、自動碼垛、自動倉儲技術開始普遍采用。
中國成為掌握單元池窯、馬蹄焰池窯、全電熔池窯生產玻璃纖維技術唯一的國家；
中國成為掌握燃燒重油、天然氣、液化石油氣、發生爐煤氣以及全電熔制技術的國家；
中國成為全球玻纖第一生產大國、使用大國、出口大國。
世界玻纖格局
2017年全球玻纖總產量約620萬噸，其中我國玻璃纖維產量400多萬噸，主營收入1673.6億元，利總136.7億。
全球玻纖生產的格局正在悄然發生著變化：原世界玻纖三大公司中的二強歐洲圣戈班與美國PPG公司現已逐步退出玻纖產業。中國的巨石、泰山、重慶三大玻纖公司已成為前五強，巨石已穩坐老大的位置。玻纖三分天下中國有其二。
中國玻纖發展60年，實現從無到有、從小到大、從弱到強、從跟跑到并跑、到超越。
二近十年的技術進步
中國玻纖工業從1988年開始了現代化的生產。30年的高速發展，中國玻纖企業已站立在世界玻纖工業的前列，成為領頭羊和發動機，尤其是近10年各項技術達到國際先進、部分領先的水平。
1、國內外玻纖池窯技術指標對比
2、玻纖池窯單線產能的對比
從我國玻纖池窯規模和平均單線產能看，近10年我國玻纖工業池窯技術來得到了快速的發展。平均單線產能由3.12萬噸提到4.84萬噸，最高單線產能達到了12萬噸。
3、玻纖性能指標進一步提高
成分由E玻纖自主研發提升，實現了無硼無氟配方ECR成分(各廠成分名稱不同)。強度、模量與耐腐蝕性能較E玻纖更優異。
原料成本降低40%以上。由此促進了行業的成本與性能的競爭力。
4、原料綜合利用
隨著礦山資源貧瘠，玻璃原料成分穩定性要求提高。各企業紛紛建立粉料加工廠，通過精密配料，實現低品位礦石的綜合利用。葉蠟石從含氧化鋁21%以上到目前可使用15%的貧礦。
5、窯爐規模化成套技術
規模：窯爐熔制大型化粗紗窯8萬噸是個起點，目前10~12萬噸正在成為主流，最大的窯爐15萬噸。細紗窯達到6萬噸。規模化即可帶來低成本。
熔化：熔化率1.4發展到3.5t/m2能耗960大卡/kg玻璃液電助熔成主流發展。
窯齡：窯爐壽命達到10年以上，窯爐材料質量提高，窯爐結構優化，磚縫冷卻和流液洞下沉式結構等。
窯爐燃燒：普遍采用純氧燃燒的方法，也提出了立體燃燒的概念，氧氣技術預熱開始出現。
通路燃燒：由空氣變為純氧燃燒，通路結構形式多樣化(H、雙H、雙豐、圭型結構)
電助熔：電輔助熔化達30~50%
特種玻纖：特種纖維實現池窯化生產
計算機模擬為優化窯爐大型化設計方案提供依據。
純氧立體燃燒和大功率電助熔技術的廣泛使用，熱利用率進一步提高。
6、纖維成型
精確控制漏板冷卻、工藝風、操作環境風雙風空調系統，滿足產品質量提升的要求，漏板單個生產線數量達300塊，5200H短切、6000H直接紗開始多個工廠使用，單位產量粗紗≥3噸，細紗≥1.2噸拉絲，2分拉----4 6 8 10分拉。
在纖維成形的工藝區域，提出了裝修式設計的概念，意味著節能效率良好，保冷保熱措施齊全，整個工藝環境較好，對產品質量有所提升。
7、浸潤劑配制技術
輸出流程圖(左)|全自動配制系統(右)
8、智能化控制
DCS控制范圍擴展到全廠，結合生產信息與管理ERP的自動化制造，智能管理和云計算和存儲開始采用。專家系統開始應用。
設備自動化水平提高，下紗、搬運、碼垛、倉儲都實現自動化。機器人替代人的趨勢日益顯現。工人勞動生產率大大提高，噸紗人工工資降低50~100元/噸。
9、清潔生產、節能技術的發展
廢絲：回窯或再利用。
廢氣：脫硫+SNCR脫銷+電除塵，對環境影響大大降低(SiO?≤200mg/m3;NOx≤200 mg/m3;塵≤20 mg/m3）低于國家和行業標準。
廢水：采用物理+生化+膜濾技術，廢水的回用率提高。
節能：工廠設備發熱冷卻、廢氣余熱回收、空調、冷凍水保冷措施、建筑物節能保溫的采用，節約了能源，降低能耗。
10、快速增長的玻纖制品
電子紗、電子布：在10年過程中我國的電子紗從25萬t/年擴產到50萬t/年，質量不斷提高，促進了我國成為CCL第一生產大國。
經編織物：我國經編織物在10年的過程中從4萬t/年擴產到26萬t/年，使我國成為風電新增裝機容量第一大國。
增強熱塑產品：我國在10年的過程中將增強熱塑用紗從12萬t/年擴產至55萬t/年，較好的滿足了電器和汽車等領域的需求。
網布等涂層產業織物：在10年的發展過程中，我國建筑網布等產業織物從24萬t/年擴產至50萬t/年，很好地滿足了我國建筑節能和裝飾的需求。
短切氈、薄氈無紡織物：在10年的發展過程中，我國短切氈和薄氈從16.3萬t/年擴產至50萬t/年，滿足了我國復合材料，尤其是復材板瓦和瀝青瓦的需求。
三問題及展望
中國玻纖的發展仍存在諸多問題，需要全行業清醒認識、引起重視，共同提升生產水平，強化應用研究，豐富產品品種，以滿足各類復合材料日益提高的性能要求。
1、我國玻纖工業目前存在問題
⑴、高附加值產品欠缺
從進出口數據看，我國進口的產品單位價格相比出口的產品高，說明我國玻纖高檔產品的產能還相對欠缺。
⑵、應用開發能力有待加強
玻纖的深加工制品的發展速度相對落后于玻纖產能的釋放。制品應用開發的步調基本仍跟隨國外的步伐，并仍存在較大的差距。行業同質化現象嚴重。
⑶、高檔裝備不足
專業的玻纖用自動化、智能化專業設備還需研究開發與應用研究。如全自動卸筒、智能設備、管理系統連接、可靠性等。
⑷、產業技能工人的培訓
目前玻纖行業的技能工人相對難招。一方面需要行業的引導，加強對技能工人的培訓，另一方面提升產業自動化水平。
⑸、產業集聚區加強引導
我國玻纖產業集聚區有河北任丘、江西上猶、安徽旌德、山東單縣和四川宣漢等地區。地方政府對產業的支持、管理和引導對玻纖產業集聚區的發展取了相當大的作用。
2、我國玻纖工業發展建議
玻纖生產持續提升生產水平，強化應用研究，豐富產品品種，滿足各類復合材料日益提高的性能要求。
總體要求
擴新品：在傳統玻纖產品的基礎上，開發性能更優異的玻纖，如耐堿性好、耐熱性好、介電系數低的纖維；增加玻纖紗種類支撐玻纖增強領域的延伸；為配合成型工藝要求的變化，開發相應混雜纖維及多結構復合的增強織物。
提水平：推廣自動化、智能化生產線的效果，提高新的功能性纖維的規模化生產水平；開發相應的生產裝備，以保障各類增強織物的加速開發，通過實現自動化、智能化制品水平來提高生產效率。
抓質量：完善質量控制體系；提高產品標準，開展創品牌活動；提高三廢利用，做好環境治理和綠色生產。
具體建議
智能生產：加快自動化生產裝備的制造和應用，將信息化管理從管理層貫穿到企業整個生產、管理、資金、物流、服務環節，最終全行業實現智能生產、智能工廠。
國際化：隨著我國“走出去”戰略和“一帶一路”構想的穩步推進，我國玻纖企業海外總產能將超65萬噸。面對全球玻纖市場的大舞臺，中國玻纖企業國際化的步伐將越走越穩健。
綠色環保：在環境問題日益突出、綠色環保理念深入人心的當下，玻纖生產不僅要做到綠色環保，而且需要玻纖制品在“綠色環保”中發揮重要的作用。
產業園區：充分發揮當地領軍企業的示范帶頭作用，在我國打造一批纖維復材、微纖維玻纖及纖維電子等領域的產業園區，為疏通產業鏈、規范地方產業發展發揮重要作用。
中國玻纖工業經過60年的發展，生產產量超過世界產量的60%以上，技術能力處于領先水平。讓我們繼續努力，探討未來行業發展方向，使我國玻纖工業在“創新協同綠色轉型”的大環境下，超越引領，真正成為世界玻纖強國。
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