中国玻纤技术发展回顾及展望

0 前言

玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，具有不燃、耐高温、电绝缘、化学稳定性好、强度模量高等优异性能，被广泛应用于航空航天、电子电气、交通运输、石油化工等领域［1］。自1958年上海耀华玻璃厂年产500 t无碱玻纤车间建成投产起，我国玻璃纤维工业体系开始正式建立。经过60年的发展，中国玻纤工业经历了从无到有、从小到大、从弱到强、从跟跑到并跑再到超越的过程，目前实现生产规模位居世界首位，池窑拉丝技术处于国际领先水平，产业结构逐渐完善，应用开发水平不断提升，行业盈利水平保持稳定增长的态势。

1 中国玻纤发展阶段

1.1 中国玻璃纤维工业化的3个发展阶段

1.1.1 第一阶段（1958～1988）

1958年，为配合国防军工的需求，中国玻璃纤维工业开始起航，实现了从无到有的过程。在这30年中，我国先后建立了以上海耀华、杭州玻璃总厂、常州二五三厂、陕西玻纤总厂、四川玻纤厂等16家大中型玻纤企业为骨干的完整的玻纤工业体系。这30年，中国的玻纤工艺技术主要以球法坩埚拉丝为主。

1.1.2 第二阶段（1989～2008）

我国从国外引进首条池窑拉丝生产线，并消化吸收、实现自主转化成国产池窑拉丝项目。在这20年中，中国的玻纤工业从坩埚进入到池窑时代，产量从4万t发展到160万t，成为全球玻纤产量、使用、出口第一大国，实现了从小到大的飞跃。

1.1.3 第三阶段（2008～2018）

2008年至今的10年，中国玻纤产量从160万t增长到408万t，占全球的占比达到了2/3，产业结构进行调整，池窑法生产占比逐年提高，达到94%～95%，实现了从大到强的过程。

企业在资金使用的过程中，需要进行严格的科学论证，不能盲目扩大规模，防止资金断流，让企业陷入经营困境。对于中小型餐饮企业而言，提升企业自身经营实力，发展品牌效益，是企业可持续发展的一个关键因素。

1.2 中国玻璃纤维工业化的关键节点

（10）2007年，我国玻璃纤维产量达到160万 t，跃居世界第一。2008年，中国玻璃纤维的使用量和出口量成为世界第一。至此，我国玻纤在世界舞台上彰显“中国实力”。

电阻率值为15.59～26.23 Ωm，声波时差为167.66～264.77 μs/m。砂岩视电阻率曲线多呈尖峰中低阻，自然电位曲线多呈宽浅凹形或“V”字型漏斗。

（3）1964年，我国成立玻璃纤维专业的科研设计机构，行业唯一的科研院所南京玻璃纤维研究设计院成立，负责我国玻璃纤维行业的科研、设计和生产，成为了我国玻璃纤维工业化的助推器和技术支撑。

（4）1989年，珠海玻纤首次引进年产4000 t无碱玻璃纤维池窑拉丝生产线全套技术和装备，开始了我国池窑法生产玻璃纤维的新征程，该项目获得了国家优秀设计银奖，标志着我国开启现代化的玻纤生产。

（5）1997年，国内首条万吨级无碱玻璃纤维池窑拉丝生产线在泰山玻璃纤维公司投产，该项目获得了国家优秀工程设计金奖，标志着我国池窑万吨级技术有了新的突破。我国实现了自主设计万吨池窑，打破了国外对中国玻纤池窑技术的垄断。

进来的人叫萧林松，她认得他，在这个村子里承包砖瓦厂。她惊魂未定，忙问他有什么事吗，他嘿嘿了两声，她让他出去，他嬉皮笑脸地说讨杯水喝不行么，她犹豫了一下，就给他倒了一杯水，他接过去一饮而尽。后来，他的目光一动不动地落在她敞开的上衣领口处，空气仿佛也凝结成了胶质状态。就像是一个梦，透明，深邃，美丽。他贪婪的目光就像一头饿狼盯着一只绵羊，她的胸腔里发出愤怒的呼呼声，他依然用布满血丝的眼睛斜睨着。她再次让他出去，他雷打不动地站在原地，没有从门口出去，倒也没有什么别的举动。没有任何一点引诱的动作，也没有一句挑逗的话语，她的脸上更是冷若冰霜，没有一丝笑容。

（2）1958年，上海耀华玻璃厂年产500 t无碱玻纤车间建成投产，标志着我国玻璃纤维工业体系建设开始。

（6）1998年，我国第一条完全国产化技术与装备的7500 t池窑生产线在杭州新兴玻璃纤维有限公司建设投产，标志着我国全面掌握全套生产技术与装备，为我国玻纤工业发展奠定了基础。此项目荣获国家科技进步一等奖。

（7）2004年，巨石集团建设国内第一条6万 t池窑拉丝生产线，开启玻璃纤维大规模生产形式。此生产线效率提高显著、能耗降低明显，标志着我国开始规模化池窑拉丝。2007年，巨石集团年产12万 t池窑拉丝生产线点火，成为当时世界上单线规模最大的池窑生产线。以上两个项目为中国玻纤池窑大型化起到了非常好的示范引领作用。

（8）2006年，江苏九鼎新材料年产1.4万t/a全电熔玻璃纤维生产线投产，这也是全球首条万吨级的全电熔玻纤池窑拉丝生产线实现工业化生产，标志着我国在玻璃纤维电熔池窑生产法上取得突破。

玻纤深加工制品的发展速度相对落后于玻纤产能的释放。制品应用开发的步调基本仍跟随国外的步伐，并仍存在较大的差距，行业同质化竞争现象严重。

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（1）1948年，中国玻璃纤维工业社拉制出1 kg玻璃纤维丝；同年，上海斯美玻璃纤维厂成立，标志着玻璃纤维在我国诞生。

（11）2011年，为应对海外市场遭遇的贸易壁垒，CPIC作为国内首家迈出了海外投资步伐的企业，标志着中国“走出去”战略真正实施。随后巨石集团成功建设了埃及年产20万 t的玻纤生产企业，巨石还将玻纤池窑建在了印度和全球玻纤的发源地美国。日前，中国玻纤企业海外总产能超过60万 t。

（12）2015年，泰山玻璃纤维有限公司建立了“玻璃纤维智能工厂试点示范”项目，这是玻纤行业唯一首批入选“工信部智能制造试点示范”的项目，此举标志着我国玻璃纤维生产在智能控制、自动化和信息化方面达到国际先进水平。

2 中国玻纤近10年的技术发展

中国玻璃纤维行业在经过1989年开始的20年的学习、跟跑、攻关，逐步形成了中国特色的玻璃纤维生产技术特点，建立了完整的原料、制造、装备等配套体系。通过近十年的提高与创新，形成了具有中国特色的玻璃纤维生产方式。中国玻纤工业现已站立在世界玻纤工业的前列，成为世界玻璃纤维制造行业的领头羊和发动机，尤其是近些年多项技术达到国际先进、部分领先的水平。具体表现在如下的方面：

2.1 生产规模大型低成本化

通过探索研究和近年的技术发展，我国池窑生产线的工艺、装备、控制、自动化技术和装备水平得到了提高。在2004年掌握年产6万t增强玻璃纤维和3万t电子纱池窑生产线的技术基础之上，发展到现今单线产能15万t增强玻璃纤维和5万t电子级玻璃纤维池窑生产线。由此带来质量提升、能源消耗和生产成本大大降低，生产规模大型化成为中国大陆玻纤企业主流技术及必须采用的生产模式和必走之路。由于向大规模高效率生产方式的转变，带来了生产管理与设备、自动化、仓储等方面技术水平全面提升。

2.2 技术创新使用多种窑炉形式制造玻璃纤维

单元窑、马蹄焰窑、全电窑三种窑炉形式生产玻璃纤维技术得到成功创新使用［2，3］。采用单元窑炉的生产线产能达到12～15万 t，采用发生炉煤气的马蹄焰窑的生产线产能达到4万 t，采用全电熔窑达到1.4万 t。在世界上实现多种能源、多种窑炉形式规模生产玻璃纤维，采用多种加热手段使得生产玻璃纤维的使用能源条件范围扩大，建厂的建设条件范围更广。

2.3 原料加工与成分技术得到长足发展

随着国内环保要求的日益提高，玻璃纤维原料矿石开采在某些区域受到限制。企业开始自建原料加工厂，原料实现自主加工，采用低品位矿石复配加工和高质量均化技术，生产出质量稳定的原料，降低了原料成本。

多个玻璃纤维企业研发出具有特色的无硼无氟玻璃成分［4，5］。纤维强度、模量等指标达到国际先进水平。增强用玻璃纤维生产全部采用低成本的无硼无氟成分，电绝缘领域依然采用传统的E玻璃纤维成分。

步骤2：如果发送器通过1跳触发目的地，然后将数据包发送到目的地，Relayhop，id=Destinationid和Transmitterid=Relayhop，id，否则，如果发射机在交叉路口，那么输入交点模式，根据上述的公式计算连接段的权重，选择权重最小的片段.

2.4 多种单元窑技术开始广泛应用［6-8］

采用下沉式流液洞、砖缝冷却、顶部保温等窑炉结构技术，减少了玻璃液对耐火材料的局部过量侵蚀，延长了窑炉寿命，最大窑炉寿命达到13年。大功率电助熔和顶烧、侧烧及顶烧+侧烧的立体纯氧燃烧方式提高了热效利用率和窑炉熔化率，减少了热损失。电助熔的使用功率增高，布置方式由原来的局部分区底插布置，逐步改进到整个窑炉池底底插布置，使用电熔玻璃的能量达到30%，大型单元池窑使用后节能效果明显，较国内80年代的第一座池窑能耗相比，窑炉熔化玻璃生产能耗仅为原来的25%左右，节能效果明显。高强纤维、耐碱纤维、低介电等成分的特种玻璃纤维生产全部采用池窑技术生产，国内特种纤维生产开始告别坩埚法的生产技术，产品质量稳定提高。

2.5 自动化与智能化设备大量开始使用

2000年开始，几大玻璃纤维生产企业紧跟技术前沿，开始采用输送带、轨道车、机械手码垛替代人工操作。专为玻璃纤维生产使用的自动化专业设备开发日益增多。直接纱拉丝、丝饼下纱专用机械手、AGV自动运输车、轨道运输设备、络纱纱架丝筒机械手、自动绕膜包装机、自动码垛、自动栈板、托盘包装输送线、立体货架式仓库、浸润剂自动配置等装备和手段陆续开始研制并采用。玻璃纤维生产过程的自动化基本实现，玻璃纤维设备技术水平升级换代，多分拉拉丝机、大卷装、各类宽幅高速的制品加工各类设备普遍采用［9］，设备体系逐步完善，智能化和多种管理系统开始采用。玻璃纤维工厂内简单可重复劳动用自动设备替代率达到 50 %以上，大大节约用工人数和降低工人劳动强度，同等产能规模的用人量可减少60%以上。

对排名前3位作者的情况作简要总结:王成山,天津大学,主要研究方向为城市电网规划、分布式发电技术及微网、电力系统安全性分析等;李鹏,华北电力大学,主要研究方向为分布式电源并网发电与微网技术、电能质量分析、柔性配电技术、电力电子技术在智能电网中的应用等;赵波,浙江省电力公司,主要研究方向为分布式发电以及微网方向的技术等。

2.6 节约能源的多项技术得到普及并广泛应用

节水、节电、节能的多种技术如低蒸发量冷却系统、中水回用再处理工艺、纯氧燃烧、大功率电助熔、空调风利用废热预热、烟气和设备废热回收利用等有效的节能技术成为工厂使用技术主流。

2.7 应用领域的扩大促进技术水平提升

国民经济的持续增长带动了玻璃纤维行业长达30年的快速发展，下游复合材料用量增加，从技术、产量、应用等各个方面提升了水平。在增强用玻璃纤维领域，用于热固性和热塑性两大类复合材料的产品浸润剂配方更加丰富、热塑品种增长量更加迅速［10］，占比已达40%以上；在电子用玻璃纤维领域，随着手机、电视、汽车电子、自动化设备、可穿戴设备的普及以及PCB产品多层电路技术的发展，对5µm及更小纤维直径的纱线需求提高，通过采用十分拉等拉丝技术来提高了小号数原丝的生产技术水平。

（3）海量数据支撑。依据数据挖掘和建模技术，智慧校园可以在“海量”校园数据的基础上构建模型，建立预测方法，对新到的信息进行趋势分析、展望和预测；同时智慧校园可综合各方面的数据、信息、规则等内容，通过智能推理，做出快速反应、主动应对，更多地体现智能、聪慧的特点。

表1给出了我国和国外池窑生产技术的对比情况。

表1 中外技术进步对比表（增强玻璃纤维池窑生产线）

名称 中国池窑生产线 欧美池窑生产线 对比情况 备注单条生产线产能/万t 10～15 6～8 高出50%熔化率 /t·m-2 2.5～3.4 2.5～3.4 相同单块漏板产量（4000孔）/t·d-1 3.5 3.5 相同能耗/kcal·kg-1玻璃 960～1000 960～1000 相同燃烧方式 纯氧立体燃烧+电助熔 纯氧燃烧+电助熔 更优化自动化水平 全线自动化 全线自动化 自动化与智能化更好 国产化率80%，投资低人均劳动生产率/t产品·人-1 250～300 250～280 用人少

3 中国玻纤工业发展建议和展望

我国玻纤虽然处于快速发展阶段，但仍存在着诸多的问题，需要全行业清醒认识并引起重视，共同提升生产水平、强化应用研究、丰富产品品种，以满足各类复合材料日益提高的性能要求。

3.1 我国玻纤工业存在问题

3.1.1 高附加值产品欠缺

从表2给出的2017年我国玻璃纤维进出口数据分析，我国进口的产品单位价格相比出口的产品高，说明我国玻纤高档产品的产能还相对欠缺。

表2 2017年我国玻纤进出口数据分析

2017年 进口产品 出口产品数量/万t 19.8 144.6商品金额/万美元 92000 206000单位价格/美元 4646 1425

3.2.3 抓质量

从产量结果可以看出，影响两季直播水稻总产量的关键因素取决于头季稻的产量；各品种之间再生季产量差异要比头季稻明显，证明不同的品种之间再生能力存在较大差异。

（9）2007年，江西大华玻璃纤维有限公司年产3万 t中碱玻纤马蹄焰池窑生产线投产，我国中碱玻纤池窑拉丝实现工业化生产，标志着我国在中碱池窑化生产技术上取得突破。

3.1.3 高档装备不足

专业的玻纤用自动化、智能化专业设备还需研究开发与应用研究。如全自动卸筒、智能设备的开发等。

3.2 我国玻纤工业发展建议

3.2.1 扩新品

信息服务中心主要包括对车辆进行智能引导的系统、车辆停车服务系统以及车载导航系统等，数据和信息可以在这些系统中进行发布和共享，使系统的管理人员和车辆驾驶员可以及时了解车辆运行信息和道路的基本状况[3]。

在传统玻纤产品的基础上，开发性能更优异的玻纤，如耐碱性好、耐热性好、介电系数低的纤维；增加玻纤纱种类以支撑玻纤增强领域的延伸；为配合成型工艺要求的变化，开发相应混杂纤维及多结构复合的增强织物。

3.2.2 提水平

完善质量控制体系；提高产品标准，开展创品牌活动；提高三废利用，做好环境治理和绿色生产。

推广自动化、智能化生产线的效果，提高新的功能性纤维的规模化生产水平；开发相应的生产装备，以保障各类增强织物的加速开发；通过实现自动化、智能化制品水平来提高生产效率。

3.1.2 应用开发能力有待加强

譬如有专家说，多喝牛奶对人体有益，日本有“一瓶牛奶救活一个民族”的说法（指战后日本政府，每天在课间免费为中小学生提供一瓶牛奶）。因此，现在日本的年轻人，普遍比他们的父辈长得高大。

3.3 我国玻纤工业发展展望

3.3.1 发展智能生产

加快自动化生产装备的制造和应用，将信息化管理从管理层贯穿到企业整个生产、管理、资金、物流、服务环节，最终全行业实现智能生产、智能工厂。

3.3.2 走国际化的道路

随着我国“走出去”战略和“一带一路”构想的稳步推进，我国玻纤企业海外总产能将超65万 t。面对全球玻纤市场的大舞台，中国玻纤企业国际化的步伐将越走越稳健。

3.3.3 实现绿色环保

基于以上在实际教学中遇到的问题，教师可利用自然博物馆的教育资源，设计与学科教学内容相结合的科学活动方案。既能丰富学生的学习体验，又能增加学生在“生物进化”方面的学习经历，初步学会科学研究的基本方法。

在环境问题日益突出、绿色环保理念深入人心的当下，玻纤工业不仅是一个“绿色环保”的产业，而且更需要玻纤制品在“绿色环保”中发挥重要的作用。

3.3.4 规划产业园区

第1组的问题危机等级高于第2组，进而在信息熵的表达上第1组大于第2组（3.054>2.614），说明第1组的团队复杂程度高于第2组，需要引起导师和团队成员的重视与关注．

我国玻纤产业要充分发挥集聚区领军企业的示范带头作用，在我国打造一批纤维复材、微纤维玻纤及纤维电子等领域的产业园区，为疏通产业链、规范地方产业发展发挥重要作用。

4、绩效支出与间接费用的管理。间接费用是指依托单位在直接费用中难以列支的相关费用，主要包括提供的仪器设备、空间占地、资源消耗、补助的管理费用以及绩效支出等。绩效支出是指依托单位提升绩效的支出。

4 结束语

中国玻纤工业经过60年的发展，生产产量超过世界产量的60%以上，技术能力处于领先水平，是世界上掌握单元窑、马蹄焰窑、全电熔窑生产玻璃纤维技术唯一的国家，同时也掌握了E、无硼无氟、C、S、AR成分的玻璃纤维熔制技术，全部实现池窑化生产。

让全行业继续努力，探讨未来行业发展方向，使我国玻纤工业在“创新 协同 绿色 转型”的大环境下，超越引领，真正成为世界玻纤强国。

参考文献：

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［2］杨国云，张聪，刘海深.电熔窑生产高性能无碱玻璃纤维的研究［J］.玻璃纤维，2014（02）:23-27+47.

［3］马翠华，卞从文，韩韬.全氧燃烧玻璃纤维窑炉火焰空间的数值模拟［J］.玻璃纤维，2013（06）:24-28+32.

［4］葛敦世.谈谈我国玻璃纤维成分研究的特点［A］.全国玻璃纤维专业情报信息网第三十二次年会暨中国硅酸盐学会玻纤分会会议论文集［C］.全国玻璃纤维专业情报信息网、中国硅酸盐学会玻璃纤维分会:中国硅酸盐学会，2011:45.

［5］徐兴军.无硼无氟玻璃纤维组成与性能的研究［D］.济南大学，2011.

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［8］王翔.玻璃纤维窑炉控制系统的研究［J］.玻璃纤维，2002（03）:3-7.

［9］徐艳春，孙晓红，刘宪琪.玻璃纤维无捻粗纱布大卷径卷取技术研究［J］.玻璃纤维，2014（05）:29-34.

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