点石成金的“硬核材料”

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2024-06-25 10:07
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拉丝环节,工人正在对玄武岩纤维进行处理

6月初,嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开。这是我国首次在月球背面独立动态展示国旗。

月面温差大、辐射强,普通材质的国旗难以满足要求。而这面国旗能在月球背面成功展开是因为其使用了先进的玄武岩纤维。

玄武岩纤维被誉为“21世纪的绿色工业新材料”,可广泛运用于航空航天、海洋、石油化工等领域,具有较强的耐腐蚀、耐高温、耐低温等优异性能。

在我市,有这样一家能把玄武岩“化石为宝”“点石成金”的企业四川尔润玄武岩纤维科技有限公司(以下简称:四川尔润)。

6月20日,记者走进位于我市天全县的四川尔润。厂房里轰鸣声依旧,根根比头发丝还细的玄武岩纤维火红出炉,原本价值仅几百元/吨的矿石,身价陡增至上万元。

化“刚”为“柔”

黑色玄武岩变成金灿灿的丝线

拉丝车间位于钢架钢板搭成的二楼,拾级而上,阵阵热浪扑面而来。

热浪的源头,是生产线上整齐排列的一个个漏斗状炉口,条条火红的细丝鱼贯而出,好似流光溢彩的画卷。

生产线另一端,刚被研磨为粉的玄武岩矿再次进入“炼丹”的熔炉,经过1500摄氏度的高温加热,固态的石头就像变魔术一样被熔融,再经过铂金拉丝漏板,被拉成一根根直径仅16微米的细丝。

不惧“炙烤”,工人熟练地捋着熔断的丝线,确保拉丝顺畅。

看似寻常,但并不简单。

玄武岩纤维熔融温度高,容易把炉膛耐火材料烧坏;温度低了,容易造成断头飞丝,无法使用。

四川尔润经过多年摸索,形成一套包括控制系统、耐火材料设计在内的玄武岩纤维生产工艺。

“机器的转速决定了纤维的粗细,也决定了纤维的价值。”四川尔润总经理助理、市场部经理魏冬说,这种每分钟2000转的机器,是制成仅头发直径五分之一玄武岩纤维的关键。“别看这么细,强韧度是钢材的2倍,重量只有同体积钢材四分之一左右。”

回到一楼,走进玄武岩纤维产品展陈大厅,一览玄武岩千磨万击后的“七十二变”。

变的是容貌,不变的是玄武岩不失坚韧的本质——高温熔化被拉成各种丝线,又被织成布匹似的纤维衬垫,或又在缠绕后按规格被截成一段段的纤维签……

决定玄武岩纤维更广泛领域应用的关键,来自沾满浸润剂的滚轴。它能解决超细玄武岩纤维刚性大、易折断的难题,后期能与其他材料结合,形成复合材料。

拿起一旁玄武岩纤维制成的皮包,魏冬介绍,玄武岩纤维在制作过程中,不仅工艺简洁、没有“三废”,而且生产周期短、附加值高,无愧于“21世纪绿色新材料”的称号。

“上天入地”

突破“壁垒”做全产业链条

玄武岩矿石品种有很多,但不是每种都能制成纤维,原石需经过化验满足一定化学成分和矿物组成要求。而天全“产”玄武岩原石,正好符合“拉丝”要求。

2019年9月19日,四川尔润玄武岩纤维加工生产项目第一台设备出丝成功,实现了我市玄武岩纤维产业从无到有的突破。

“在天全落户投产后,仅原材料一项,每吨就能节约几百元的成本。”魏冬坦言,天全气候潮湿、温度适宜、拥有高性价比的电价,是更多玄武岩纤维企业落户当地的主要原因。

投产只是迈出了第一步。

先后与四川大学、西南科技大学等团队合作,四川尔润不断探索行业技术难关的突破,至今已取得耐碱玄武岩纤维砂浆材料及其制备方法、玄武岩纤维锂电池隔板、玄武岩纤维复合筋PCCP管道等20余项专利。

“比如钢筋,一般的钢筋很容易生锈,而玄武岩纤维复合筋PCCP管道,在很大程度上解决了生锈问题,产品更经久耐用。”魏冬说。

解决技术难关的同时,四川尔润也解决了一个个降本增效“卡点”。

玄武岩“拉丝”过程中,漏板作用至关重要。包括四川尔润在内,之前使用的都是铂铑合金漏板。因为价格昂贵,不少企业一直在寻找性价比更高的替代品。

一次次实验后,四川尔润选择了纯铂金漏板,漏板损耗成本因此降低了一半。

从玄武岩纤维原丝,到混合玄武岩纤维制成的步道板、长椅,再到玄武岩纤维充电桩、玄武岩纤维防弹挡板……四川尔润的产业链从无到有,应用由少变多。

另一边,通过引进浙江的先进技术,四川尔润目前有20条生产线,年产量可达3000余吨。

产能持续扩容的背后,是玄武岩纤维广阔的市场前景。作为一种高性能纤维,玄武岩纤维目前已被国家列为重点发展的四大纤维(碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、玄武岩纤维)之一,发展潜力巨大。

“比如交通领域,添加玄武岩纤维可提升建材抗折、抗裂及抗压性能。”魏冬介绍,目前雅安已有多条道路修建和恢复工程广泛运用到玄武岩纤维,既增加了工程安全性,也实现了有效使用寿命大幅延长。

本报记者  郑瑶

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