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年产3000吨玄武岩纤维项目可行性研究报告

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'项目可行性分析报告项目名称:年产3000吨玄武岩纤维项目-30- 1、项目背景和发展概况2007年年初,国家商务部和国家税务总局联合发布了《中国鼓励引进技术目录》,其中,玄武岩纤维被列入鼓励类项目,编号:053114G;技术名称:年产1000吨以上连续玄武岩纤维生产技术。“十一”五规划中,玄武岩纤维(BF)与PAN-CF、芳纶Ⅱ、超强聚乙烯纤维(UHMWPE)等被列为国家高性能纤维,并制定了具体目标:到2010年,玄武岩纤维(CBF)预计产能达5000吨。国家科技部对玄武岩纤维项目也非常支持,认为“玄武岩连续纤维具有独特的综合性能和良好的性价比,是重要的基础材料,应尽快开发市场,实规模化生产。”玄武岩纤维的研制工作始于二十世纪六十年代的前苏联,玄武岩纤维在一些特性上超过当时的玻璃纤维,强度比钢材还高而且在700℃条件下强度不改变的特性引起了苏联军方的注意,苏联国防部下达该项目给乌克兰基辅材料问题研究院进行基础研究,在该院建成“绝热隔音材料科研生产联合体”。经过了近30年不断的实践,花费了上亿美元,苏联科学家才最终成功开发了玄武岩连续纤维的生产工艺和技术。我国在玄武岩纤维方面的研究起步较晚,但近几年来随着对其需求的加大,玄武岩纤维迎来了自己发展的黄金时代。20世纪90年代中期,南京玻璃纤维研究设计院最早在中国开始玄武岩纤维的研究共作,专注于适合充当隔热材料的超细玄武岩纤维,主要用于战斗机发动机外壳等军工用途,但目前仍停留在实验室阶段,产量很低。随着国家相关部门对玄武岩纤维的重视,玄武岩纤维是国际材料领域的新型绿色环保材料。目前,俄罗斯、乌克兰、美国、德国、加拿大、日本、奥地利、伊朗等国都先后进行玄武岩纤维的研发和生产,在高技术新材料领域开始了新的一轮竞争。且前苏联和西方国家已日渐广泛使用。我国高技术材料总体研发水平与其相比仍有较大的差距,在碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯高技术纤维等方面亦是如此,但综合性能优良、性价比高的玄武岩纤维仍在发展之中,而我国具备参与、竞争的一些条件,这就为我国在新材料领域的跨越提供了历史机遇,甚至有专家预测:玄武岩纤维“发源在苏联,发展在中国”。本项目也是国家重点支持的高新技术,符合环保和循环经济要求。从应用广度和性价比看来,该项目发展潜力巨大,将会发展成为一个较大规模的产业,给投资者以理想的回报。2、技术依托单位情况2.1公司基本情况XX实业有限公司是由中国X集团投资控股有限公司、深圳X创新研究院、-30- 新希望集团产业投资基金、哈尔滨工业大学深圳研究院及成都航天万欣科技有限公司共同投资2亿元(一期已投资7800万元)兴办的以研发、生产和销售高性能玄武岩纤维和纤维制品为主业的高新技术企业。企业自主研发的玄武岩连续纤维生产工艺和生产设备充分展示了校企联合的优势,在纤维生产工艺及设备运行稳定性、纤维性能、终端纤维制品的开发等方面已经达到国内外领先水平。目前,年生产能力达3000吨。公司依托中国航天和哈尔滨工业大学强大的科研技术实力及公司自有的研发技术实力,是“中国X集团工程纤维材料研制基地之一”,承担了航天领域、国防军事领域的多项科研项目,获得12项国家专利和一些专有KNOW-HOW技术。公司非常重视标准化的建设和实施,除制定了严格的企业标准外,还参与制定了国家和行业标准,其中包括国家标准《水泥混凝土和砂浆用短切玄武岩纤维》、《纤维增强复合材料工程应用技术规程》、《玄武岩纤维无捻粗纱》;交通部标准《公路工程玄武岩纤维及其制品》和建设部标准《纤维增强复合材料格栅》和《结构加固修复玄武岩纤维片材》。公司于2005年在本行业领域中第一家通过了ISO9001质量体系认证,拓鑫纤维产品通过了CTS第三方公正检验产品认证,其性能、质量处于行业领先水平。公司现有员工150人,各类工程技术人员42人。其中博士资格2人,高级工程师2人,硕士人员8人,大学本科毕业人员30人。2.2项目基本情况玄武岩纤维的研制工作始于二十世纪六十年代的前苏联,当时“乌克兰基辅材料问题研究院”应苏联军方要求建成了“绝热隔音材料科研生产联合体”-30- ,进行玄武岩纤维的研究工作。经过了近30年不断的实践,苏联科学家才最终成功开发了玄武岩连续纤维的生产工艺和技术。20世纪90年代前,因生产效率和投资能力方面的问题,玄武岩纤维主要为乌克兰、俄罗斯的军品项目服务。玄武岩纤维的开发初衷就是为了满足前苏军方的特殊使用要求,当时主要是针对特殊飞行器用材料而进行开发的,而且目前美国的玄武岩纤维制造商的产品全部提供给军方使用。随着社会经济的不断发展,特种纤维已经越来越被人们所重视,特种纤维的应用领域也不再仅仅局限于军事航天领域。玄武岩纤维具有优越的化学、物理、机械力学和高温性能,目前已经被公认为继碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维之后的第四大高技术纤维。目前,包括俄罗斯、美国、乌克兰、加拿大甚至是日本韩国在内的世界各国对连续玄武岩纤维的研究生产都产生了极大的兴趣。玄武岩连续纤维项目的技术成果,主要来自企业自主研发。经过6年的小试和中试以及小规模产业化生产,现已成功研制出性能稳定的TX-1型玄武岩纤维生产设备,自主探索攻克各种技术难题,实现了国际公认的大规模产业化生产方式——“气电结合方式”生产。我公司于2006年11月通过了由X省科学技术厅组织、X大学涂铭旌院士为组长的专家组对“玄武岩连续纤维制造技术、成套设备及产品开发”项目的验收。专家组经过实地考察,在听取公司专业人员的工作汇报后,结合查新资料,一致认为我公司自行研制的TX-1型玄武岩连续纤维生产设备功能齐全,在炉温控制、炉膛火焰监控、漏板温度、断电和停气保护等方面实现了自动化;纤维制造技术处于国内领先水平,其中漏板温度均匀性控制技术和热换漏板技术已达到国际先进水平;单台熔炉年产可达100吨,并实现清洁化生产。通过工艺改进,攻克各项技术难关。目前,我公司已经开始使用400孔漏板,效果良好,将使单台熔炉原纱产量翻一番。2.3技术实力公司目前已经完成了该项目的中试和小规模生产,并在此过程中逐步开拓市场,目前该产品主要应用于建筑加固、交通建设领域、国防军工领域、滤料、复合材料等领域一系列后续产品。本项目已经完成9台熔炉建设,并已投产,实现年产纤维达1000吨;追加投入的16台生产线将在于2011年年底完成建设。在为期七年(2002-2009)的研究过程中,我们所取得的突破性的技术成果如下:1、自行摸索出了拉丝漏板的合理结构与几何参数,形成了200孔漏板的稳定生产,400孔漏板的成功试生产。2、解决了在不停炉状态下更换拉丝漏板的技术难题3、在国内率先突破了池窑拉丝技术4、掌握了细直径(ф6~13μm)玄武岩纤维的稳定生产技术5、矿石熔炉的温度控制精度高、工作安全可靠6、设备节能性好、自动化程度高-30- 1、开发出了系列玄武岩连续纤维产品。能稳定生产玄武岩纤维初级产品:玄武岩复合筋、玄武岩纤维无捻粗纱、玄武岩单向布、纺织用商品纱、短切纱等;建立健全了生产工艺规程,制定了相关企业标准,参与了国家标准、行业标准的制定。2.4所处地位当今世界,能利用玄武岩连续纤维制成各种制品的只有俄罗斯、乌克兰、美国、中国、欧盟等少数国家中的十几个公司,并且整个行业尚处于起步阶段。而在成都经开区的XX实业有限公司就是其中之一,其开发出来的产品有部分处于全球领先水平。更可喜的是,拓鑫公司经过多年努力,在乌克兰专家的指导下,与哈工大合作,已经完成了玄武岩连续纤维的生产小试、中试工作,取得了可喜成绩。公司在龙腾工业城中租用厂房进行工业化连续稳定生产已取得重大突破,其产品在试用后用户反映很好。该公司是成都市重大产业化项目承担单位,已在成都经开区内计划投资2亿元,征地111亩,建设生产、研发基地,目前基建工作已经完成,预计在2011年年底可全面投产。3、项目生产工艺技术特点,与国内外相同产品生产技术相比有何优缺点3.1生产工艺技术特点虽然玄武岩纤维的生产技术看似简单,但实际上颇为复杂,需要很多的技术诀窍。为实现高质量玄武岩的工业生产,需要考虑各方面的技术复杂性和设计专用设备。  图1为目前典型的玄武岩纤维生产工艺流程:首先要选用合适的玄武岩矿原料,经破碎,清洗后的玄武岩原料储存在料仓1中待用,经喂料器2用提升输送机3输送到定量下料器4喂入单元熔窑,玄武岩原料在1500℃左右的高温初级熔化带5下熔化,目前玄武岩熔制窑炉均是采用顶部的天然气喷嘴6的燃烧加热。熔化后的玄武岩熔体流入拉丝前炉7,为了确保玄武岩熔体充分熔化,其化学成分得到充分的均化以及熔体内部的气泡充分的挥发,一般需要适当提高拉丝前炉中的熔制温度,同时还要确保熔体在前炉中的较长停留时间。最后,玄武岩熔体进入两个温控区,将熔体温度调至约1350℃-30- 左右的拉丝成型温度,初始温控带用于“粗”调熔体温度,成型区温控带用于“精”调熔体温度。来自成型区的合格玄武岩熔体经200孔的铂铑合金漏板8拉制成纤维,拉制成的玄武岩纤维在施加合适浸润剂9后经集束器10及纤维张紧器11,最后至自动绕丝机12[9]。1-料仓;2-喂料器;3-提升输送机;4-定量下料器;5-原料初级熔化带;6-天然气喷嘴;7-二级熔制带(前炉);8-铂铑合金漏板;9-施加浸润剂;10-集束器;11-纤维张紧器;12-自动卷丝机 图1 玄武岩纤维生产工艺流程3.2与国内外工艺技术相比优缺点目前,国外生产玄武岩纤维的制造商均采用“气-电”结合的熔炉工艺制备技术(如上图所示),其优点是:生产成本低;可实现多漏板、多漏孔、多通路成丝;可实现大规模作业的瓷窑成丝;降低投资成本等。缺点是:技术要求高、生产6微米以下的纤维效率较低、成本较高。国内生产厂家中,除XX实业有限公司采用“气-电”结合的熔炉工艺制备技术外,其他厂家均采用“电拉丝”单熔炉工艺制备技术生产。该制备工艺技术的-30- 优点:生产6微米以下的纤维稳定性好。缺点:成本高;设备使用寿命短;工艺制备技术上升空间小;不能实现大规模作业的池窑成丝;投资成本大。4、工厂技术方案4.1产品方案及建设规模4.2项目组成原料制备、矿石熔化、原丝成形、产品制造、检验包装。4.3生产技术方案4.3.1产品标准产品名称线密度(tex)含水率断裂强度浸润剂玄武岩无捻粗纱±5%不大于0.2%不小于0.45N/tex根据用户要求4.3.2生产方法和工艺流程4.3.2.1工艺说明(1)原料玄武岩矿石的好坏是玄武岩纤维拉制过程中的重要条件,玄武岩矿石的化学成分决定了玄武岩纤维的物理性能。由于各矿源矿石化学成分的不同,它的工艺性和生产出的原丝性能各有不同,因此选择好矿源,并严格控制矿石的粉碎、清洗和挑选的加工过程,是保证拉丝工艺性和产品质量的重要环节,为此本设计配备了一台矿石清洗机和原料矿石的挑选台。为了掌握矿石原料的化学成分的变化,本设计设置了原料化学成分化学分析设备一套,每天对原料进行一次化验分析报告,以便了解原料化学成分的变化,正确指导生产。经生产实践,下列化学成分的矿石生产工艺性较好。Sio2Al2O3Fe2O3FeOCaOMgOTiO2Na2OK2O48.3914.356.176.669.754.203.742.51.2为了满足原料熔化的要求,必须对矿石进行粉碎,清洗和挑选,去掉杂质和泥土,干燥后装袋,每袋50公斤,粒度控制在5~15mm,整齐存放、妥善保管。(2)工艺过程说明-30- 购进的矿石原料,需经再次清洗、挑选,以除去运输过程中的污染物,干燥后进行称量,并记录原料重量,经上料机送至料仓,再由加料机将原料加到熔炉内熔化,熔化好的料液经过流液口进入漏板,料液从漏板的漏嘴中吐出料滴,再经引丝冷却成形,引下的原丝经涂油器进行浸润剂涂覆,由集束器集束后绕在拉丝机机头上进行拉丝,原丝通过排线器整齐的排列到绕丝筒上,拉好的原丝筒,根据用户需要和浸润剂类别的不同,有的需要烘干,烘干后再经无捻粗纱机打成无捻粗纱纱团,经检验、称重、包装后入库。短切纱烘干后,由短切机切成用户要求的尺寸,经检验、称重、包装后入库。拉丝过程中,产生的手拉粗丝,经清洗切断由废丝加料机重新加入熔炉内进行熔化再拉丝,这样即可减少环境污染又可降低生产成本。络纱过程中产生的细废丝经梳棉机梳成玄武岩棉做保温、隔热制品出售。(3)工艺流程图矿石开采、挑选→粉碎→筛选清洗→运输→清洗→挑选→干燥拉丝←集束←涂油←丝根冷却←漏板漏丝←溢流←熔化←加料←废丝清洗→切断→废丝加料机→原丝→烘干→络纱→检验→称重→包装→入库→原丝→烘干→短切→检验→称重→包装→入库4.3.2.2主要工艺设备选择主要生产工艺设施:序号设备名称数量单位1破碎机5台2粉碎机5台3筛选机5台4清洗机5台5挑选台7台6熔化炉76台7熔炉燃烧系统76套8机组平台7套9上料机38台10加料机76台11漏板变压器76台12漏板供电铜排76付13漏板夹头76付14连接铜排76付15漏板温控仪表76台16涂油器76台-30- 17拉丝机76台18烘干炉4台19无捻粗纱机35台20捻线机40台21整经机6台22织布机35台23验布机6台24浸润剂配制设备4套25浸润剂输送设备16套26检验设备3套27包装设备4套28空压机6台29机修设备4套30叉车5辆31原丝运输车228辆32各种运输车1833地秤3台34台秤8台35柴油发电机250KW1台柴油发电机250KW1台36铂铑合金漏板80块4.4厂房土建拉丝车间:5000平方米罗纱车间:2800平方米辅助车间:2000平方米办公室:1200平方米合计:11000平方米按1000元/平方米,土建需投资1100万元。4.4.1配套辅助设施供配电工程:50万元给排水工程:40万元天然气设施费:60.00万元供水及污水处理:100.00万元4.4.2项目装机容量以200孔成丝漏板单台熔炉工艺制备技术为基础核定:-30- 单台熔炉年生产能力:39.6吨主要原材料、燃料、动力消耗指标主要原材料玄武岩矿石消耗:1.20吨/吨纱燃料天然气消耗:1600米3/吨纱电力消耗:2100KWH/吨纱4.4.3本项目生产用水多少0.3立方米/吨4.4.4项目建设期从基建到设备安装、调试、熔炉点火整个周期为6个月即可。5、产品技术指标玄武岩纤维无捻粗纱单位断裂强度(N/tex)≥0.45湿度(%)<0.2%线密度(tex)±5%纤维直径(μm)7-216、产品质量标准目前,玄武岩纤维无捻粗纱、玄武岩纤维短切纱的国家已颁布实施,其它制品部颁标准已正式颁布了5个,每个企业均编制有自己的企标。7、市场分析与建设规模7.1市场调查我们可将玄武岩纤维(以下简称CBF)的应用初步锁定在民用的建筑增强领域、防火消防领域、过滤环保领域、绝缘电子领域、石油化工领域、体育用品领域、汽车船舶等领域。美国德州的CBF工业联盟指出:“CBF是碳纤维的低价替代品,具有一系列优异性能,尤为重要的是,由于它取自天然矿石而无任何添加剂,是目前为止唯一的无环境污染的不致癌的绿色健康玻璃质纤维产品。美国作为世界保护环境的倡导者,将全力发展无污染的绿色工业材料,所以CBF在复合材料的增强材料领域的应用,已引起广泛的重视并将快速发展”。-30-     高技术纤维是国防军工建设和支撑高科技产业发展的重要基础材料,它直接关系到国防科技工业的建设和国民经济支柱产业的升级。CBF就是继碳纤维、芳纶、超高相对分子质量聚乙烯纤维之后的第四大高技术纤维。它是21世纪在国防军工领域有着非常重要应用的一种高技术纤维,是体现国防科技战略布局的一种新材料。    以CBF为增强体可制成各种性能优异的复合材料,在航空航天、火箭、导弹、战斗机、核潜艇等军舰、坦克等武器装备的国防军工领域有广泛的应用。它可以促进军队武器装备的升级换代,增强军队的战斗力;可在某些领域替代碳纤维,节约相关武器装备的制造成本;可形成新的军民两用技术。于军于民,CBF将有力地推动我国未来这一重大高科技产业的形成。因此,开展CBF在国防军工领域的应用研究有着十分重要的战略意义和现实意义。    CBF是由前苏联国防部下令开发的。从20世纪60年代开始,经过近30多年的努力,在前苏联解体前终于成功开发出了CBF。并首先将其应用于国防军工。其中一个著名的事例是:1975年7月17日与苏联“联盟-19”号宇宙飞船第一次完成对接的美国“阿波罗”号宇宙飞船的结构材料上,就应用了前苏联生产的CBF。前苏联的解体,客观上影响了CBF的推广应用,但是,由于CBF具有有别于碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维的一系列优异性能,而且性价比好,近几年来引起了美国、欧盟等国防军工领域的高度重视。2003年美国军方甚至收购了其国内一个创办不久的CBF生产工厂,现在这个工厂就设立在美国南部阿拉巴马州的军事基地,产品100%用于国防军工,其CBF的具体应用至今对外秘而不宣。显然,这些年来,美国军方在CBF的应用研究中又发现了许多新的价值!1.利用CBF的耐高温特性,可以在消防、环保及军工领域发挥重要的作用    CBF用于防火服正处于起步阶段,由于其本身的特殊性能,用于防火服领域有较大的优势。CBF是无机纤维,具有不燃性、耐温性(-260~650℃)、无有毒气体排出、绝热性好、无熔融或滴落、强度高、无热收缩现象等优点。缺点是密度较芳纶大,穿着的舒适感不如芳纶防火服。如果CBF与其它纤维混纺可制成阻燃面料,用于部队的相关装备显然是有明显优势的。    超高分子量聚乙烯纤维被用作柔性防弹材料的首选原材料,但是用它制成无纬布作柔性防弹材料时发现外表面几层明显有弹头击穿的熔灼现象,因为超高相对分子质量聚乙烯纤维的主要缺点是耐热性能低,熔点在144℃~152℃,强度和模量随温度升高而下降。抗蠕变性能也较差,达到70℃时性能急剧下降。于是许多防弹材料专家把关注的目光转向有耐高温特性的CBF,目前正在开展相关的比较检测和应用研究。可以预见,CBF用作坦克、装甲车、防爆车、防爆毯、炮弹箱、军事工事的坑道门等,有着较高的应用价值和广阔的发展前景。 -30- CBF的高温使用性能虽然低于氧化铝纤维和碳化硅纤维,但是高于所有的有机纤维,而且其超低温使用性能是比较好的。再从性价比看,CBF的价格是所有高性能纤维中最低的。国外一直将杜邦的Kavlar(凯夫拉尔纤维)、Nomex(诺梅克斯芳香族聚酰胺)、Teflon(特氟隆聚四氟乙烯)作为防火面料的首选,虽然具有抗高温和抗化学反应的性能,但是都会在370℃以上的高温下被碳化和分解。虽然CBF用于防火服正处于起步阶段,但如上所述由于其本身的特殊性能,用于防火服领域有较大的优势。显而易见,纤维直径较细(如7μm左右)的CBF,其良好的性价比和优异的抗高温性能,有可能成为替代杜邦Kavlar、Nomex、Teflon等防火面料的有力竞争产品,也是其它高性能纤维低成本、高性价比的替代品。    CBF是可填补我国空白的优良的高温过滤材料,其性能可与耐高温的陶瓷纤维相媲美,具有结构强度高、耐高温、耐久性好、耐腐蚀(既耐酸又耐碱)、不吸水、过滤效率高等特点。它可主要用于高温(200~350℃)和超高温(500℃以上)的过滤材料。目前过滤材料主要有天然纤维、各种合成纤维、各种无机纤维和金属纤维。由于应用市场对材料的耐高温性能提出了更高的要求,目前使用的芳纶(如Nomex、法国的克密尔聚酰胺纤(Kermel)、聚苯硫醚纤维(PPS)、奥地利的聚酰亚胺纤维(P84)、聚四氟乙烯纤维(PTFE)等过滤材料,都不能解决过滤高温介质的问题,而CBF可以在-260~650℃的范围内长期使用,它的耐高温性能是其它材料所无法比拟的。加拿大亚伯力(Albarrie)公司是一家有30多年历史的环保工业用集尘滤料的专业公司。他们将CBF用作过滤针刺毡的支基布已经有10多年的历史了。目前该公司非常看好我国过滤环保领域的市场,欲占到一定的市场份额。这一长期的成功的应用案例和市场动态应该非常值得我国过滤环保领域的关注。    因此,利用CBF的耐温特性,是用于高温过滤材料(如除尘袋、汽车消音器滤芯)、避火消防服阻燃隔热面料、防火卷帘、过冷防护服、防弹服、热防护服、军用帐篷、坦克发动机绝热隔音罩、核潜艇等军舰内装饰、火箭燃烧喉管等军工武器装备领域优选的新材料。美国、加拿大、日本、韩国和欧洲许多国家的业内人士十分看好CBF优异的耐温性能,许多应用领域正在不断拓宽。CBF非织造材料在汽车内饰中的应用潜力巨大。汽车工业是纤维材料的一个巨大的潜在市场。现在在汽车中应用的基于非织造材料的零件已经超过40种,从空气、油过滤介质到内饰材料等,其中包括声、热绝缘材料,结构件以及装饰件。一辆轿车大约需要20m2的非织造材料(折合质量15~20㎏)。虽然现在汽车非织造材料主要使用聚酯纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维、碳纤维和天然纤维等,但是CBF的绝热、隔音,尤其是其优良的过滤性能和阻燃性能是其它纤维所不能比拟的。2.CBF将带来建筑材料业的一场革命    -30- 随着我国CBF批量生产的开始,CBF增强硅酸盐水泥的技术方案再次被业界重视,尤其是我国一些原来用聚丙烯纤维增强水泥混凝土的化学建材企业,积极采用CBF增强硅酸盐水泥及其混凝土;另一些建筑加固企业采用CBF片材替代碳纤维用于建筑桥梁的加固、补强和修复,也取得了较好的效果。用硅酸盐类天然火山喷出岩为原料生产的CBF,预示着建筑材料业的一场革命正在来临。它的应用主要表现在以下几个方面:    (1)在混凝土增强领域的应用。从强度方面看CBF占有绝对的优势,它的抗拉强度都高于部分碳纤、玻纤、芳纶等已有的增强材料,增强效果最好。从耐碱性方面看,CBF略逊于碳纤维和对位芳纶,但好于玻璃纤维和钢纤维。从与混凝土的相容性上看,CBF与混凝土有着基本相同的成分,密度也较接近,所以CBF的相容性和分散性好于其它增强纤维。例如用CBF增强铁路水泥枕木可解决其耐久性,尤其适合在青藏高原等气候多变地区的使用。    (2)在建筑修复、加固和更新领域的应用。碳纤维加固补强织物是一种高科技含量和高成本的产品。目前使用的补强材料是碳纤维和芳纶,主要是利用材料的强度和弹性模量。从强度方面,CBF的强度并不逊于部分碳纤维,且比芳纶高,虽然弹性模量不如部分碳纤维,但是与树脂的亲合性上,CBF大大好于部分碳纤维和芳纶,有效的提高了补强效果和补强材料的使用寿命。尤其是CBF用于桥梁和立柱缠绕加固,其效果与部分碳纤维没有差异。从性价比看,CBF的价格大大低于碳纤维和芳纶,所以CBF有极大的竞争优势,是碳纤维和芳纶加固抗震补强材料的首选替代产品。它可广泛用于梁、柱、板、墙等结构的补强,也可用于桥梁、隧道、水坝等其它土木工程的加固,尤其是抗震加固。CBF与粘钢和碳纤维加固具有如下不同的特点:不导电;性价比好;抗剪切强度高;延性好、抗震能力强;与混凝土热膨胀系数一致;抗老化、耐高温、抗冻融;与混凝土和树脂的结合力强;耐酸碱,对各种环境的适应性强;受力后变形协调而碳纤维加固后的破坏常态是脆性的。以建筑加固补强为例,碳纤维和芳纶是目前世界上所采用的主要的加固补强用的新型材料。初步的研究结果表明:与碳纤维和芳纶相比,CBF在保持较高的抗拉、抗剪切和抗冲击强度以及抗热振稳定性优异的基础上,具有更高的性价比。因此,在桥梁、隧道、房屋等结构抗震加固补强方面具有极为广阔的应用前景。此外,初步的应用研究证明,CBFRP(连续玄武岩纤维复合材料)的筋又是一种替代碳纤维、芳纶等连续纤维复合材料筋的新型建筑材料,可主要用于代替钢筋,用于环境条件严酷的混凝土中,根本解决钢筋锈蚀问题,提高混凝土结构的耐久性。    (3)在道路施工领域的应用。采用土工格栅对路面进行加盘处理,已经成为道路建设的一个研究方向。土工格栅的主要作用是抗疲劳开裂、耐高温车辙、抗低温缩裂、延缓反射裂缝等。所以在高等级公路、大桥桥面、市政道路及机场路面等要求较高的道路工程广泛应用。目前,土工格栅材料主要是玻璃纤维和塑料两大类。CBF及其土工材料的各方面性能均好于以上两种材料,主要优点是:抗拉强度高、延伸率好;无长期蠕变;热稳定性好;与沥青混合料的相容性强;理化稳定性好;耐低温性好等。3.CBF增强树脂基复合材料有广泛的应用-30-     CBF具有良好的技术特性:低容重,低热导率,低吸湿率和对腐蚀介质的化学稳定性,能够降低结构质量,形成新型结构材料。利用这些特性,在军品和民品领域有广泛的应用。①CBF增强树脂基复合材料是制造坦克装甲车辆的车身材料,可减轻其重量;也可用于制造火炮材料。②CBF在船舶工业中可大量用于船壳体、机舱绝热隔音和上层建筑。③用CBF蜂窝板可制成火车车厢板,既减轻了车厢的重量,又是一种良好的阻燃材料。据悉美国通过福特、通用等汽车制造公司正在着手起草制订采用CBF替代碳纤维作增强材料的工业标准。④用CBF缠绕环氧树脂的管材,可用于输送石油、天然气、冷热水、化学腐蚀液体、散料、电缆管道、低压和高压钢瓶等。⑤由于碳纤维的严重短缺,受冲击或者说影响最大的是一大批休闲体育用品的制造商,因此,CBF在休闲体育用品中的应用也凸现出来了。4.CBF可用作热振环境下的特殊材料    例如采用CBF/648环氧树脂用于复合材料结构的军用飞机进气道外侧壁,其下部是火炮出口,振动冲击力很大,要求复合材料有很好的韧性,使用纯碳纤维有它的不足,由于CBF的断后伸长率大大高于碳纤维,且可充分利用CBF的抗热振稳定性。在民品的机电工业,CBF聚合物基复合材料是优良的绝缘材料,用它制造仪器仪表、电动机及各种电器中的附件(如齿轮、轴承、密封件等),不仅可以减轻自身质量和提高其可靠性,而且可以延长其使用寿命。此外,CBF具有显著的耐高温性能和极好的力学性能,它可以用作石棉与昂贵碳纤维的替代品,适用于高温衬垫、大型船只绝热、车辆制动器摩擦衬片。5.CBF是良好的介电材料    CBF还具有良好的介电性能。它的体积电阻率比E玻璃纤维高一个数量级;如前所述,玄武岩中质量分数不到0.2的导电氧化物,利用CBF的这一介电特性、吸湿率低和耐温的特性,可以制成高质量的多层印刷电路板的覆箔板。因为无线电通讯传输技术和大型电子计算机信息处理技术的高速化,不但要求在高频带工作的基板要有较小的介电常数与介质损耗因数,而且要求高频带的介电性能对温度的变化率和频率的变化率要很小,基板的玻璃化温度、耐热性(希望先进的线路板耐热高达270℃左右)、可靠性、厚度的均匀性要高,热膨胀系数、吸水率要低,以满足当代印刷电路板对覆箔板在特性阻抗高精度控制性、高频特性、高可靠性、高稳定性和绿色环保特性等性能的要求。而CBF的耐高温性和电绝缘性都非常好,其抗热绝缘纸可以提供电气绝缘更严密的保护。此外,CBF还具有防辐射功能。在核电站建设和军工、民用等防辐射领域有很大应用。   总之,随着生产CBF技术瓶颈的不断打开和规模化生产所带来的单位成本降低,它的应用领域将不断扩大,势必形成一个新兴的高新技术产业群,将改变世界先进材料的格局7.2产品生产能力调查及同类厂家调查-30- 目前国内外已能生产7微米以上各种规格的无捻粗纱、单相布、平纹布、斜纹布、针刺毡、绝热阻燃材料等。国外厂家:乌克兰有4家,分别在乌克兰的基辅乌日(TOYOTA)合资企业、乌克兰别列切绝缘材料厂,Technobasalt(特克巴索特)公司,还有一家是俄罗斯SUDAGLASS(苏达格拉斯)和乌克兰Khmelnitskyreg(克米尔里特斯基.雷格)的合资企业;俄罗斯有4家,分别是俄罗斯SUDAGLASS(苏达格拉斯)公司、IVOTGLASS(伊沃特格拉斯)股份有限公司和另一国家级研究院内部设立的工厂;美国有1家,新泽西州的玄武岩纤维公司(产品几乎100%供给美国军方,后被美国军方最大的一个用户收购)。此外,格鲁吉亚有1家;德国有DBW公司1家(直接生产短切玄武岩纤维),其总产量不足8000吨。国内厂家:横店集团上海俄金玄武纤维有限公司10台炉,年产量800吨;XX实业有限公司9台炉,年产量800吨;牡丹江金石有限公司6台炉,年产量400吨。7.2.1产品价格调查及预测国外采用先进的生产技术和经验,生产厂家的规模化,以及产品多元化的应用领域,并且95%都应用于军工领域,所以产品价格十分稳定。国内的售价情况,由于各公司都为了尽可能的扩大市场的占有份额,特别是小型生产厂家,在生产产品质量相对较低的情况下,采用低价倾销的手段,售价较低。质量高,产品技术相对成熟,产品多元化的生产厂家,在占有一定市场份额的情况下,售价相对稳定。我国的玄武岩厂家应该借鉴国外的先进技术,提高自身生产能力,产品品质,使我国的玄武岩市场日益走向成熟,让玄武岩纤维工业在中国得到发展。现在国内玄武岩纤维相关产品市场价格如下:无捻粗纱以13μm为例:2.5-3.5万元/T无捻粗纱以7μm为例:5.5-7万元/T单向布:5-10万元/T短切纱以17μm为例:2.5万-3.5万元/T复合筋:6-8万元/T滤料以6μm为例:12万元/T随着玄武岩纤维的不断发展,技术难点不断攻破,产品的生产成本必将减低,玄武岩纤维相关产品的价格也许会走向滑坡趋势,但是相应他所占据的市场份额也会不断增加,总体利润仍然可观。7.3产品国外市场、国内市场情况由于玄武岩纤维是一种新型、低碳、环保的功能性基础材料,基于它通过后续开发可以广泛应用各个领域。-30- ⑴建筑加固材料:仅在建筑、桥梁修复、加固和更新领域的应用,年需玄武岩纤维在4000吨左右;⑵T300碳纤维的低价部分替代品:碳纤维2009年全世界产量为30000吨/年,价格200元/kg-800元/kg,我们还买不到该产品。⑶玻璃纤维产品的升级换代产品:中国2009年玻璃纤维的产量160万吨。⑷耐高温高强度复合材料FRP:可部分替代碳纤维、芳纶、PBO、E玻纤。⑸单向布、机织布、防火门、层压板、拉挤型材、缝编织物、3D织物。⑹高强度、耐高温、燃烧时无毒气、释放时无烟的一种防火材料。如高速火车车箱内地板、墙板、隔板或消防系统的各种防火材料、电缆通道等。⑺动力技术领域:用在核电站、热电站、涡轮、热力厂、蒸汽锅炉、热力管道上;还用于热力装置的隔热和消音。⑻陶瓷、瓷器、建筑材料生产业:在生产陶瓷制品和瓷器制品(器皿、花瓶、卫生洁具用品等)时,能起到炉子和设备的隔热作用,还用于砖厂炉窑、陶瓷板厂炉窑的隔热。⑼机械制造业:用作热力设备、加热炉、淬火炉、热管道的隔热材料。⑽航空工业:用作隔热吸音布、发动机和机身的隔热吸音防潮蒙皮布。在《联盟》号宇宙飞船上也使用了玄武岩超细纤维。实践证明这种材料有效。⑾船舶工业:用无机粘合剂粘接的隔热板,用于船上装置、设备、船体、舱壁的隔热隔音。⑿汽车制造业:用作汽车消音器、隔热板、隔热屏蔽板、塑料、复合材料的隔热吸音材料。⒀低温冷冻技术和设备领域:用作生产液化气体、液态氧等产品时的保温材料。⒁冶金工业:用作各种炉子、热力设备、交流换热器、回热装置、管道与管线的隔热材料。⒂化学工业和石油化学工业:用作热力设备、加热炉、干燥舱、蒸汽锅炉、蒸汽管道、热力管道的隔热;还用作设施和设备消防用的不可燃耐火材料。⒃建筑材料制造业:用作组装式房屋和结构、楼板的防寒加热板;用作房屋吊顶、防火隔板、防火墙、防火门,还可用作建筑塑料。⒄过滤器:玄武岩纤维广泛用于制造过滤材料和过滤制品,空气净化过滤器和液体净化过滤器,以及高温过滤器。⒅道路、桥梁、基础建设及土木工程理想建筑材料。-30- ⒆体育休闲用品。7.4国外市场情况7.4.1前苏联原苏联是世界上研究玄武岩纤维最早也最成熟的国家,但遗憾的是由于苏联解体,经济不景气,未能有效地推动玄武岩纤维的产业化。乌克兰是原苏联唯一能工业化生产玄武岩连续纤维的国家,令人扼腕的是,这个世界上唯一能够生产连续纤维的工厂却是日本人投资的(2000年),方式为乌日合资,乌方提供技术,日方提供资金,产品100%由日本人购买,用于丰田LEXUS(雷克萨斯)轿车消音器的绝热隔音毡。乌克兰为了保密技术,从未向世界各地的参观者介绍其技术与产品。即使与日方合资,也不允许日方派技术人员进厂,也不同意在日本或世界其它地方设厂,更不卖设备。但苦于资金的缺乏,乌克兰无力推动玄武岩纤维及复合材料的进一步研究。俄罗斯在90年代也大力开展了玄武岩纤维材料的研究,莫斯科市政府在1998年推出“在莫斯科市经济建设中推广应用玄武岩纤维新材料综合纲要”,该纲要也得到了俄联邦科技部的认可和支持,40多个科研、设计和生产单位参与实施这个纲要。目前俄罗斯的研究重点主要是:连续纤维及超细纤维的工艺与方法,纤维复合材料如刹车片、压力管道、保温隔热毡、消音器绝热隔音毡、隔热阻燃材料、道路增强材料、高强度耐腐蚀棒材(替代钢筋)等。7.4.2北美美国LibFechnologies公司目前销售两种不同型号的滑雪板,在这两种型号中加入的是玄武岩纤维而非在其他型号中通常使用的玻璃纤维。MervinManufacturing公司制造玄武岩增强滑雪板,在其拥有专利权的滑雪板木芯的每一侧都有玄武岩衬里,使滑雪板刚性更好,重量更轻。该公司还在其生产的QuikSliver牌滑雪板中使用了Basaltex公司的玄武岩产品。该款滑雪板曾出现在2005年JEC展览会Basaltex摊位上。    在汽车工业方面,美国Azdel公司(GE和PPG的50/50合资公司)开发了一种商名为Volcalite的热成型热塑性复合材料,该热塑性复合材料含有聚丙烯和长的短切玄武岩纤维。该公司称玄武岩聚丙烯系统吸声性好、热膨胀系数低、强度重量比高、延展性好。在制造汽车顶蓬内衬时能够比使用普通材料薄50%。    在英美都设有公司的TehnicalFiber-30- Products公司使用短切玄武岩纤维制造薄毡。该公司正在用这种薄毡试生产层合的和热成型的汽车部件。佳斯迈威欧洲公司也在生产湿法玄武岩薄毡。在基础设施领域玄武岩纤维也日益成为竞争性材料。美国Sudaglass公司虽然自己不再生产纤维,但是却在生产几种含玄武岩纤维的制品,如混凝土加强筋他们正在研究用玄武岩纤维替代聚丙烯纤维及钢筋增强水泥混凝土、BFRP复合筋代替钢筋在严酷环境工程的应用和高温除尘滤料制品,同时也在研究替代Kevlar凯夫拉尔纤维的可行性。7.4.3日本至今还未听闻关于日本开展玄武岩纤维研究的报道。但日本却是世界上第一个规模化应用玄武岩连续纤维的国家。日本丰田汽车公司的消音器供应商有幸成为世界上第一个投资工业化生产玄武岩连续纤维的投资者。由于丰田LEXUS(雷克萨斯)汽车发动机的废气出口温度的提升,原来用玻璃纤维制造的消音器绝热隔音毡便不能满足使用要求。他们找到了乌克兰,并出资与乌克兰建立了合资企业生产玄武岩连续纤维。可能受到了产业视野的限制,也可能受到了技术的制约,日本的这家公司并没有推动玄武岩纤维在日本的全面产业化。但日本土木工程师协会正在致力于将CBF材料应用于新型建筑工业(高性能和高寿命纤维结构材料及新型结构体系、经济耐久及轻质抗震型纤维增强塑料装配式住宅及工业设施等)研究和应用试验。7.4.4欧洲德国、英国、瑞典等国报道生产出了可用于飞机发动机喷气管绝热隔音用的超细玄武岩纤维和汽车及飞机产业(车和机体结构的轻量化等)用玄武岩纤维。KamennyVek公司现有几家使用它的标准增强材料产品的用户,其中之一是芬兰玻纤制造商奥斯龙公司,该公司现正在提供用于风力涡轮机叶片层合材料的双轴向玄武岩织物。风轮机叶片业务受材料刚性左右,玄武岩纤维的模量和拉伸强度分别比E玻纤高15%和25%,因而成为风轮机叶片某些部位的理想材料。工程设计人员采用计算机系统计算不同材料和施加浸润剂带来的优缺点,并对产品原型进行一系列试验。由KamennyVek公司供应的织物制成的风力机叶片有望在今年末通过德国劳氏认证。    -30- OEMs(贴牌生产厂商们)也正在着手了解用作消费品的玄武岩纤维产品的情况。专门销售摄影三脚架和云台的法国Gitzo公司最近推出了它的玄武岩三脚架和独脚架。公司提供多种型号来满足所有摄影者的需求。该公司先是用碳纤维生产复合材料制件,现在则利用公司现有的纤维增强管制造技术经验来制造玄武岩复合材料制品,因为玄武岩增强复合材料强度高,成本却比碳纤维低。玄武岩三脚架腿比铝制三脚架腿大约轻20%,而且具有更好的减震效果。比利时Isomatex公司致力于开发、生产高性能特种多用途玄武岩纤维以代替R/S高强玻璃纤维、钢纤维、芳纶和高强度碳纤维,并取得初步应用。奥地利Asamer公司致力于用玄武岩纤维替代碳纤维、玻璃纤维制造风力叶片。7.5国内市场情况7.5.1玄武岩纤维单向布玄武岩纤维单向布是采用高性能玄武纤维织成的一种工程材料。玄武岩纤维单向布是在单丝上均匀的涂有适合于酚醛、环氧树脂的浸润剂,适合于聚 酯、环氧、酚醛、尼龙等树脂性能的要求。并在浸润剂中有与各种树脂相匹配的偶联剂,充分发挥玄武岩纤维单向布的增强作用。应用领域:建筑、桥梁结构的加固、补强和修复;雷达罩、发运机部件、雷达天线;坦克装甲车车体、结构体、车轮毂、扭力杆和套管;体育滑水板、高山滑雪板、冲浪板等。玄武纤维单向布尤其适合于替 代碳纤维单向布用于建筑桥梁加固补强和修复,其玄武岩纤维比部分碳纤维具有更突出的综合性能和性价比。在在建筑加固领域,玄武岩纤维单向布用于柱体的抗震加固的玄武岩纤维性能非常接近碳纤维 ,某些指标数据比部分碳纤维更优越。我国早在上世纪六、七十年代就开始了碳纤维的研究工作,几乎与世界同步。经过30多年的努力,已经研制出接近日本东丽公司T一300水平的碳纤维产品,但产量和品质都远不能满足国内需求,与国外差距甚远。与国际先进水平相比,国产碳纤维的突出问题是碳纤维强度低,均匀性和稳定性都较差,发展水平比发达国家落后了近30年,而且生产规模小,技术设备落后,生产效益不理想。2004年,国内碳纤维使用量接近3000多吨,而且以10%-15%的速度稳步增长,国内产量根本无法满足需求,95%依赖进口,与我国化纤生产大国的地位极不相称。面对碳纤维的市场生产和应用状况,玄武岩纤维的出现将是建筑行业的一个革新,一个新的里程碑。根据专家对玄武岩纤维各个方面的研究表明,玄武岩纤维将能够替代碳纤维现阶段大部分的应用领域。由此可以看出所以我国玄武岩市场是相当的广阔的。-30- 到目前为止,玄武岩纤维单向布的市场销售已接近100万平米,在全国各地累积了相当数量的加固补强案例。用粘贴玄武岩纤维单向布来进行建筑物修补和加固,解决了传统的粘贴钢板费时费工费力、粘贴碳纤维单向布费用过高的一系列问题。玄武岩纤维单向布在标准推出后,预计年销售将达到600万平米,销售收入达到10000万元,并且正以每年约25%的高增长率在发展。7.5.2玄武岩短切纤维市场(1)、水泥混凝土和砂浆用短切玄武岩纤维玄武岩纤维短切纱是用连续玄武岩纤维原丝短切而成的产品,一般要在短切纤维上涂有硅烷偶联剂。该产品能有效地增强混凝土/砂浆抗冲击能力、耐磨性能、抗温缩性能、抗冻融破坏能力;提高混凝土/砂浆的抗裂、抗渗能力以及施工和易性从而提高建筑工程的生产效率和经济效益。它是替代聚丙烯(PP)、聚丙烯腈(PAN)和钢纤维用于增强水泥混凝土的优良材料。目前,GB/T23265--2009《水泥混凝土和砂浆用短切玄武岩纤维》国家标准已于2009年3月9日发布,2009年11月5日正式实施。应用领域:公路、桥梁、隧道、码头方面;水利水电工程;高层建筑的地下室底板、侧墙、转换层大梁、超大型混凝土柱等大体积混凝土;混凝土腐化池、地下室工程、屋面、贮水池,停车场、停机坪、车库地面、国防设施等;薄壁结构工程、维修加固工程、岩土工程、防护工程等土木建筑领域。混凝土的高强化是百多年来的努力方向,作为重要的结构材料,强度一直是混凝土的主要性能指标,高强度一直被认为是优质混凝土的特征。然而,人们在追求高强度的同时,却发现了不少混凝土建筑因材质劣化引起开裂破坏甚至倒塌,它们的破坏往往不是强度不足,而是耐久性不够。因此,混凝土耐久性的重要地位已不亚于强度和其它性能,由此也提出了混凝土高性能化的要求。高强混凝土是混凝土技术的一个重要发展方向,它的重要特点是耐久、强度高、变形小,能适应现代工程结构向大跨、高耸、重载方向发展和承受恶劣环境条件的需要,符合现代施工技术采用工业化生产(工厂预拌混凝土、工厂预制构件)-30- 的要求。高强混凝土的作用,大大提高了混凝土及钢筋混凝土构件的承载力,并能有效地减少构件截面的尺寸和减轻构件或建筑物自重,增加建筑使用面积或净空,并可以节省材料总用量及材料运输费,因而其应用已越来越广泛。但是,高强混凝土材料在力学性能上呈现明显的脆性,在受压时表现出较小的塑性和更大的脆性,大体积高强混凝土易产生大面积开裂;此外,高强混凝土的极限应变较普通混凝土小,易于产生劈裂现象,对抗震不利,这些不利因素都影响了高强混凝土更广泛的使用。因此,如何确保高强混凝土在高承载力的基础上,有效地改善其性能已成为迫切需要解决的问题,而作为一种新型的混凝土外加材料,玄武岩纤维则能很好地解决以上问题。随着各类高层建筑及大跨度、大体积结构的涌现,高强混凝土的使用越来越广泛。目前已应用的高强混凝土≥C50)有很多,其中国内应用较好的城市有上海、北京、广州、沈阳等,国外应用较好的国家有美国、法国、加拿大、日本、挪威等。全国未来3年在建或拟建5000公里高等级水泥路面,2400公里水泥桥梁,机场39处。根据现有数据计算,全国范围内每年路用纤维需求量25000吨(每立方米混凝土掺入3公斤纤维),玄武岩路用纤维年需求量可达5000吨,预计销售收入15000万元。(2)、沥青路用玄武岩纤维玄武岩纤维短切纱是用连续玄武岩纤维原丝经膨化处理短切而成的产品。沥青路用玄武岩纤维可增加沥青油膜厚度,可大幅提高沥青路面的低温抗裂及疲劳耐久性,同时也有助于改善高温抗车辙变形能力,同时也有助于抑制沥青膜氧化老化及有助于沥青膜与集料的粘合,从而抑制路面水破坏。沥青路用玄武岩纤维具有很好的表面亲和力,是一种很理想的吸油纤维,可改善沥青路面的抗氧化老化能力;玄武岩纤维的强度和弹性模量很高,从而大幅提高沥青路面的低温抗裂及疲劳耐久性,改善高温抗车辙变形能力;玄武岩纤维不吸水也不怕潮,便于运输和储存,抑制路面水破坏;玄武岩纤维耐温性好,适用于热拌沥青环境。应用领域:适用于路面铺装、桥面铺装、隧道铺装、立交桥以及市政公路等各种领域。未来三年内,全国范围内平均每年修建沥青路面7000公里,按每吨沥青混合料掺入3公斤纤维计算,每年需求纤维将达到21000吨,预计玄武岩纤维占纤维市场容量的15%,则每年沥青路用玄武岩纤维短切纱的销售将达到3000吨,实现营业收入9000万元。随其行业标准的实施和其优良的特性和性价比作为绝对优势,每年的市场份额将以10-15%的增长率发展。7.5.3.玄武岩纤维复合筋玄武岩纤维复合筋生产是在自主研发的基础上,成功借鉴了玻璃纤维增强复合材料生产制备及工艺技术,采用高强度的玄武岩纤维及乙烯基树脂(环氧树脂)在线拉挤、缠绕、表面涂覆和复合成型,连续生产的新型建筑材料。-30- 玄武岩纤维复合筋在耐化学腐蚀性、高轴向抗拉强度、抗疲劳性能、大的弹性变形能力、非磁性、重量轻等方面优于钢筋,尤其是玄武岩纤维复合筋高抗腐蚀性及重量很轻等特点,对于高腐蚀环境中增加使用寿命、降低维护费用、节约资源和降低结构自身重量意义重大,也有望从根本上解决钢筋混凝土结构的腐蚀问题。在我国“十一五”的公路、铁路网络的建设、海事港口和国防工程的建设中,玄武岩纤维复合筋和其结构型材的应用将会引起高度的重视和大量的应用和推广。据资料介绍,目前美国近60万座桥梁中,有20多万座因存在结构缺陷需要修复与加固,其中近10万座钢筋锈蚀严重;英国建造在海洋及含氯化物介质环境中的钢筋混凝土结构,因钢筋锈蚀需要重建或更换钢筋的占三分之一以上;日本则由于较多地区采用海砂作为混凝土中的细骨料,使钢筋锈蚀成为一个严重问题。我国在1981年对华南18座钢筋混凝土码头的调查表明,尽管使用期仅7-15年,但有16座码头的钢筋锈蚀严重。1984年对浙江镇海的22座中小型海工建筑物的调查表明,967根构件中由于钢筋锈蚀导致顺筋开裂破坏的有538根,占构件总数的56%。北京西直门立交桥由于钢筋的大量锈蚀于1999年重建,其使用期还不到19年。为了解决这一难问题,各国科技人员尝试了多种抑制腐蚀的途径,如:增强混凝土的覆盖厚度;使用添加剂和掺和物来提高混凝土的透气性;采用阴极防腐保护法和电防蚀;使用氧化硅薄膜保护层和无粘接钢筋束;使用环氧树脂涂覆钢筋;使用短切玻璃纤维增强水泥等。但上述措施效果均有限,经过长期的分析研究,业内一致认为:纤维复合筋无论从防腐性、经济性、施工性还是从生产工艺来说都是最实用的用来解决路面、桥梁路面、重载路面以及寒冷、腐蚀环境恶劣地区钢筋混凝土结构的腐蚀问题的有效措施。直到八十年代初,国外在混凝土中应用纤维增强塑料(FRP)方法得到认可,纤维增强树脂筋材开始了商业化生产,才逐渐形成批量,据报道,九十年代初西方国家每年FRP筋材的消耗量达到三十亿美元,欧洲、日本、美国、加拿大等国FRP筋材用在混凝土结构的性能研究及工程应用也异常迅猛,日前,美国的休斯兄弟公司及欧文思康宁公司每年的产量达三十亿美元。-30- 玄武岩纤维复合筋高抗腐蚀性及重量很轻等特点对于高腐蚀环境结构增加使用寿命、降低维护费用、节约资源和降低桥梁结构自身重量意义重大,进而从根本上解决了困扰建筑领域钢筋混凝土建筑结构的腐蚀问题。它的推广应用将给世界建筑领域带来一场绿色的革命,同时也会推动我国纤维生产及其复合材料制造行业的结构调整和产品升级换代以及复合材料制造业的技术、工艺进步。国内三年内在建或拟建的项目内含25000公里道路、上千座大型桥梁、隧道和多个城市地铁项目。未来三年内,全国范围内平均每年修建道路和桥梁9000公里,按每公里使用玄武岩纤维复合筋60吨计算,每年玄武岩纤维复合筋的需求将达到540000吨,预计玄武岩纤维复合筋的占筋材市场容量的1%,则每年玄武岩纤维复合筋的销售将超过5000吨,企业收入35000万元。7.5.4玄武岩土工格栅玄武岩纤维土工布(土工格栅)以耐碱耐酸强的玄武岩纤维为原料,编织成格栅布,再经过后处理后烘干成型。玄武岩纤维土工布具有优越的透水性、过滤性、耐用性、耐候性。玄武岩纤维土工格栅的主要作用是提高水泥砂浆或混凝土抗疲劳开裂、耐高温车辙、抗低温缩裂延缓反射裂缝等。所以在高等级公路、大桥桥面、市政道路及机场路面等要求较高的道路工程广泛应用。目前,土工格栅材料主要是玻璃纤维和塑料两大类,玄武岩纤维土工格栅具有高抗拉强度、良好的与沥青混合料的相容性、能很好的抵御生物侵蚀和气候变化。由于沥青混合料的拌合温度高达190℃以上,因此耐高温的玄武岩纤维土工格栅是在当前各种纤维土工格栅品种中极具优势,主要应用于铁路、公路、运动馆、堤坝、水工建筑、隧道、沿海滩涂、围垦、环保等工程。全国范围三年内,道路方面将建设超过25000公里的高速公路,在2030年预计实现通车的高速公路将达到15万公里,水利建筑方面,中国水利部部长陈雷在今年召开的全国水利工作会议上表示未来2-3年内将全面实施“十大水利工程”建设,完成400个水电农村电气化县建设。由此可见,土工格栅在未来三年内平均每年的需求将达到30000吨,预计玄武岩纤维土工格栅的市场占有率将达到市场容量的1%,则每年玄武岩纤维土工格栅的销售将达到3000吨,实现营业收入15000万。7.5.5高温、耐腐蚀滤料目前制作工业滤料的纤维原料有聚丙烯、聚苯硫醚、芳纶、聚酰亚胺、聚四氟乙烯和玻璃纤维,能承受最高过滤温度仅有260℃。工业生产中超过300度的过滤环境有很多,而化工过滤料则更是要求能够耐酸碱腐蚀、滤料材料化学性能稳定。所有这一切都暗示,玄武岩纤维材料必将是一种优良的滤布料原料有着有广泛的应用前景和巨大的市场容量。-30- 滤料的应用领域非常广泛,其主要用途是制作为袋式过滤器,用于钢铁、化工、水泥、炭黑、食品等行业除尘或收集产品。袋式除尘器(袋式除尘技术)是治理大气污染的高效除尘设备。其最大优点是除尘效率高,在实际应用中常规可达到99.99%,粉尘排放浓度可达到10mg/m3以下,甚至达到2mg/m3,在所有的除尘设备中,袋式除尘器的除尘效率最高。在我国实行可持续发展战略,大力加强环境保护,排放标准日趋严格的情况下,袋式除尘技术成为合理和最佳的选择。中国的经济规模庞大,钢铁产量、水泥产量、煤炭产量都是世界第一,发电量世界第二,并且大部分是燃煤的火电厂。在这些重化工、原材料、能源工业领域中的不少企业还是粗放型生产,生产工艺及设备相对落后,资源、能源耗费大,污染严重,产生的粉尘、烟尘数量巨大。因此,中国的袋式除尘器潜在市场非常巨大。以钢铁工业为例,我国钢铁工业有1600多家企业,是袋式除尘器的第一大用户,宝钢、首钢、武钢、攀钢等大型钢铁联合公司都拥有袋式除尘器200台以上。 以上海宝钢为例,宝钢年产钢1千多万吨,尘源点多,烟气温度高,排出的烟尘、粉尘数量很大。为了控制粉尘、烟尘对厂区和大气环境的污染,第一期工程采用袋式除尘器109台,占全厂除尘设备总数的70%以上,宝钢一、二、三期工程环保投资达到43.4亿元,配备环保设施316台套,环保投资占到总投资的5%。其中袋式除尘器205台(不包括小单机和小机组),装机滤料达到80万m2(占到全国滤料年产量的10%左右),处理风量和排放标准均已达到国外发达国家的先进水平。宝钢的大气环境质量比上海市区还好。钢铁工业是大气污染的主要来源之一。我国钢产量已超过3亿吨/每年,按宝钢应用袋式除尘的状况计算需要2100万平方米,折算后每年更换滤料600万平方米。垃圾焚烧炉在我国方兴未艾,从2000年6月1日开始国家颁布的垃圾焚烧标准中明确规定:“垃圾焚烧炉的除尘装置必须采用袋式除尘器,以减少焚烧过程中有害物质的产生和排放”。我国有600多座城市,再加上近郊的城镇,今后袋式除尘器在垃圾焚烧炉除尘方面的市场潜力巨大。我国“十一五”-30- 规划对环境保护提出了更高的需求。水、气、声、渣都将更多的应用过滤材料,过滤材料行业市场前景看好,其中在烟尘治理领域,袋式除尘由于除尘效率高,不会造成二次污染,便于回收干料等特性,在国内外的应用越来越广,占到所用除尘设备的80%。我国对袋式除尘设备需求巨大,除尘滤料尤其是耐高温纤维滤料有广阔的市场发展前景。2008年我国滤料产量约为6000万平方米,其中化纤滤料4000万平方米,玻纤滤料2000万平方米,产值达到30亿元,比上年增长31%。随着经济长期、快速发展以及环保、节能减排的要求,中国已成为世界主要的材料生产大国和消费大国,但除各类玻纤外,碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙稀纤维、聚苯流醚、PPS等高技术纤维的发展严重滞后,生产远不能满足实际需要,社会各界都盼望着高新材料领域的突破,玄武岩纤维滤料作为综合性能良好的无机纤维具有巨大的市场前景和良好的发展机遇。作为一种新兴的产品,对现有的情况来看市场的需求量可以说是呼之欲出的一种情况,在研发成功的基础上,玄武岩纤维在滤料市场将会占到绝对的份额,预计滤料的销售为1000万平方米,销售8000吨产品,可实现销售收入96000万元。7.5.6复合材料市场目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨,年产值达1300亿美元以上,若将欧、美的军事航空航天的高价值产品计入,其产值将更为惊人。从全球范围看,世界复合材料的生产主要集中在欧美和东亚地区。近几年欧美复合材料产需均持续增长,而亚洲的日本则因经济不景气,发展较为缓慢,但中国尤其是中国内地的市场发展迅速。据世界主要复合材料生产商PPG公司统计,2000年欧洲的复合材料全球占有率约为32%,年产量约200万吨。与此同时,美国复合材料在20世纪90年代年均增长率约为美国GDP增长率的2倍,达到4%~6%。2000年,美国复合材料的年产量达170万吨左右。特别是汽车用复合材料的迅速增加使得美国汽车在全球市场上重新崛起。亚洲近几年复合材料的发展情况与政治经济的整体变化密切相关,各国的占有率变化很大。总体而言,亚洲的复合材料仍将继续增长,2000年的总产量约为145万吨,预计2005年总产量将达180万吨。-30- 从应用上看,复合材料在美国和欧洲主要用于航空航天、汽车等行业。2000年美国汽车零件的复合材料用量达14.8万吨,欧洲汽车复合材料用量到2003年估计可达10.5万吨。而在日本,复合材料主要用于住宅建设,如卫浴设备等,此类产品在2000年的用量达7.5万吨,汽车等领域的用量仅为2.4万吨。不过从全球范围看,汽车工业是复合材料最大的用户,今后发展潜力仍十分巨大,目前还有许多新技术正在开发中。例如,为降低发动机噪声,增加轿车的舒适性,正着力开发两层冷轧板间粘附热塑性树脂的减振钢板;为满足发动机向高速、增压、高负荷方向发展的要求,发动机活塞、连杆、轴瓦已开始应用金属基复合材料。为满足汽车轻量化要求,必将会有越来越多的新型复合材料将被应用到汽车制造业中。与此同时,随着近年来人们对环保问题的日益重视,高分子复合材料取代木材方面的应用也得到了进一步推广。例如,用植物纤维与废塑料加工而成的复合材料,在北美已被大量用作托盘和包装箱,用以替代木制产品;而可降解复合材料也成为国内外开发研究的重点。玄武岩纤维与用在复合材料中其他几种纤维的性能价格比:玄武岩纤维与玻璃纤维、芳纶纤维的物理性能比,玄武岩纤维的抗拉强度、弹性模量、耐高温、耐酸碱性等特性都远远大于玻璃纤维、芳纶纤维等在价格方面,玄武岩纤维比碳纤维价格低接近5-8倍,大大降低了复合产品的生产成本。综上所述,可见复合材料的用途相当广,发展空间非常大。在现代人居生活中随处可见,玄武岩纤维各方面特性在复合材料这一行业中具有先天独厚的条件。但是由于玄武岩复合材料的开发以及应用只是一个初级的市场占有阶段,而现阶段玄武岩纤维的新型复合材料正如雨后春笋般在发展,每年的需求量按照占有市场20%的份额来算的话,玄武岩纤维将会达到每年3000-4000吨的用量,并且随着新产品的开发将会以每年15-20%的速度增长。8、本项目产品目标市场和营销方案8.1产品目标市场初步形成道路桥梁、基础建设、土木工程及水利工程领域;产业用纺织品领域和结构复合材料领域市场的三大系列,多个品种的产品体系。8.2营销方案⑴继续加强与应用领域专业行政管理机构、设计院、科研机构、大学开展横向合作和公关工作,巩固、加深与之的关系,通过科研试验项目形式逐步推广。⑵有计划、有步骤地与专业应用领域的材料供应商展开合作,实行经销、代理等方式逐步推广。⑶寻找有关下游产业链有技术实力和发展潜力的企业,并与之建立联系及合作,开展联合开发的方式拓宽应用销售。⑷利用政府行政职能优势,加大推广力度。⑸充分利用网络资源,进行网站推广,实行网络营销。⑹加大力度搜索相关展会信息,并且尽可能参加与公司相关展会。⑺利用广告手段,使公司产品在业界提升知名度,影响力。⑻-30- 锁定终端用户,加大客户对公司产品的了解、认识和熟习,并寄/送样品让客户深入了解、试用产品。上门拜访增进客户之间关系及产品应用技术服务,增减对公司及产品性能信任度。⑼加大出口市场的开发力度。9、产品价格定位依据依据产品应用领域(如:军用还是民用等)、产品功能和性能有无可替代性及与其他同类产品差异性程度来制定产品市场价格。模式:预期利润导向定价和市场导向定价,即:制造成本+运营成本+预期利润→产品市场销售价格;市场主流产品价格水平→制造成本+运营成本+预期利润。10、建设条件与厂址选择:10.1资源与原材料制造玄武岩连续纤维的原料是属于火山岩的玄武岩矿石。地球上1/3的地壳是由玄武岩构成的。玄武岩矿石是最坚固的天然硅酸盐矿石之一。在中国,有众多蕴藏玄武岩矿石的山岭。对玄武岩化学成分的现有数据分析表明,实际上在中国的所有省份都有适合生玄武岩连续纤维的主要技术特性和优势。从地质角度考虑,我国的玄武岩矿石比较“年青”,它们不具备很鲜明的特征表现,即所谓的原化矿石的疤痕,通过对中国各省的如X、黑龙江、山西、浙江、湖北,长江中下游、海南等地区玄武岩矿石的研究说明,新疆阿克苏玄武岩矿石品味最优,这对连续玄武岩纤维生产是非常有利的,原料价格和加工成本低,具有得天独厚的玄武岩矿石资源优势玄武岩纤维的生产,目前国内外采取的生产方式为两种:全电熔法和气电结合法。无论使用哪种方式进行生产,均需要充足的能源保证。新疆阿克苏具有得天独厚的电力供应和天然气供应优势。10.2、建设厂址选择建设厂址选择在新疆阿克苏,该区自然条件优异,基础设施完备,水、电、天然气设施均已建成完善,容量充足的管网和供电设施。厂区距新疆阿克苏XX公里,距矿石资源XX公里,公路运输四通八达,-30- 交通方便,周围工厂密布,生产协作条件好,地方政府积极支持,能提供很多优惠的建设条件和扶持政策。11、项目投资总额估算:11.1固定资产投资总额估算1、生产设备估算:年产3000吨玄武岩纤维生产线的生产工艺设备TX-1型拉丝生产设备56台,计设备投入资金预计为:8000万元11.1.2流动资金投资估算1、购进的直接材料估算:A矿石180万元;B、浸润剂150万元;C、包装盒15万元;D、铂、铑合金4240万元;E、其它材料估算:50万元。材料费用估算小计为4635万元2、财务费用估算:15万元流动资金总额:4635+15=4670万元。总投资:8000+4670=12670万元11.2生产成本估算:11.2.1生产成本估算:以目前TX-1型生产设备的技术水平运行情况看,生产13微米纱每吨生产成本为15000-16000元。12、经济效益分析(3000吨)经济效益分析表序号项目名称金额(万元)1营业收入7500.002营业税金及附加1003总成本费用46504补贴收入 5利润总额(1-2-3+4)2750-30- 6弥补以前年度亏损 7应纳税所得额(5-6)27508所得税687.59净利润(5-8)2062.513、可行性研究结论与建议本项目技术工艺成熟,公司对采用TX-1型设备进行拉丝已经很有把握。在此次建设中,将对TX-1型设备技术进行应用,从而更进一步提高生产能力。且该项目投资小,回报率高,对投资者将有极大的资金回报。-30- -30-'