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四川炬原玄武岩纤维:点石成金的产业革命
2025-10-27 10:46

在达州高新区玄武岩纤维产业园内,全球首条万吨级智能化池窑生产线正以每分钟1000米的速度“吐”出银丝般的连续纤维。这些直径仅6–22微米的纤维,单丝强度高达3000MPa,达到航空航天级标准。作为国内玄武岩纤维领域的领军企业,市高新科创公司所属四川炬原玄武岩纤维科技有限公司(以下简称“炬原公司”)通过攻克池窑法拉丝核心技术,推动我国高端纤维自主可控能力跃升,为“双碳”目标下的新材料产业革命注入强劲动能。

2024年,炬原公司凭借全球第一座纯玄武岩纤维池窑、第一条玄武岩纤维数字生产线和全球第一大玄武岩纤维产能供应商的“三个世界第一”,成为达州十大年度经济影响力事件中科技创新的标杆企业。这场点“石”成“金”的产业革命,不仅改变了中国新材料产业的格局,更在国企改革与产业升级中彰显了硬核担当。

池窑车间数智化生产线。

智能制造:

池窑引擎推动产业蜕变

面对长期制约行业发展的技术瓶颈,炬原公司依托航天科技基因,创新采用“纯氧顶烧+智能均质化”技术,成功将玄武岩熔体热透性提升25%左右,突破高温熔融状态下纤维直径波动控制在±5%的国际难题。产品性能达到国际先进水平,产品单丝强度提高30%,耐温等级提升30℃。

“纯氧顶烧+电助熔加热”先进熔制技术,有效解决玄武岩熔体熔化不均问题,同时配合鼓泡系统和自控系统,实现熔融体温度稳定在±0.1℃的高精度,这一技术指标达到国际领先水平。池窑项目采用的2400孔铂金漏板拉丝工艺,单炉产量较传统坩埚炉提高4倍,实现生产效率质的飞跃。

在炬原公司的池窑车间,20个设备系统和12台全自动机器人协同作业,其中14个系统实现全自动化运行。原料经AI视觉分选后,通过磁悬浮输送带精准投料;窑炉温度通过5G物联网实时调控,波动范围严格控制在±1℃;智能机械臂以0.01毫米级精度完成浸润剂涂覆。

这套“黑灯工厂”系统使拉丝效率提升至95%以上,能耗降低25%,人工成本下降60%,综合成本下降40%。与传统坩埚炉相比,池窑生产线实现了从2台/人到4台/人的操作模式,效率提升50%,人力成本节约30%,彻底告别“高温、高耗、高人力”的传统生产模式。


创新生态:

构建全产业链协同发展新格局

作为四川省首批标志性产品(玄武岩纤维)链主企业,炬原公司依托达州玄武岩纤维产业园,构建“原丝生产-复合材料-终端应用”全产业链生态。2024年,园区已集聚23家上下游企业,开发出涉及模压、注塑、纺织、拉挤、缠绕相关的40余类高附加值产品,年产值突破10亿元。

炬原公司通过万吨池窑项目,从技术、成本、平台三个维度为协同创新奠定基础——在技术标准输出方面,实现“源头统一”;在成本与规模优势方面,激活下游创新平台;在开放合作平台方面,促进“反向创新”。这种深度融合的协作模式,提升了整个达州玄武岩产业链在全国行业中的话语权和核心竞争力。

此外,炬原公司与四川衡耀复合材料科技有限公司的合作堪称产业链协同创新的典范。两家企业共同发现市场缺乏统一的玄武岩纤维复合材料标准后,炬原公司提供池窑原丝的核心性能参数,衡耀科技则提供用该原丝制成的复合材料的全套性能测试数据以及实际应用数据。结合市场实际需求,炬原公司向国家标准化管理委员会和中国公路学会申请参与标准制定,并制定《玄武岩纤维及其复合筋水泥混凝土路面技术指南》团体标准。

这一合作产生多重效应:对炬原公司而言,其原丝成为“标准指定原料”,技术领先地位得到固化;对衡耀科技来说,其产品成为“行业标杆”,掌握了市场定义权;对产业链而言,规范了市场,避免了恶性竞争,引导资源向优质企业聚集。


科技创新:

新质生产力的破茧之路

作为国家高新技术企业、四川省专精特新中小企业、四川省瞪羚企业,炬原公司在科技创新方面探索出独特模式——以产业需求为导向,以企业为主体,深度绑定、全程参与、快速转化。公司与四川大学等高校合作的10个科研课题已显著转化为生产力。

在池窑熔制工艺优化方面,通过科研合作对玄武岩矿石的配比、熔融温度、窑炉内温度场和液流场的控制进行深度优化,直接带来了产品良品率的显著提升和单位能耗的有效降低;在高性能浸润剂开发方面,与川大等高分子材料团队合作开发了专用高性能浸润剂,极大改善玄武岩纤维与不同基体的相容性;在新品开发与下游应用拓展方面,共同开发了不同Tex数的细纱、无捻粗纱、短切纱等产品,以满足不同领域的需求。

截至2024年底,炬原公司累计获得专利54项,其中发明专利19项,参与编制玄武岩相关国家标准、行业标准、团体标准共9个。公司自主研发的“玄武岩纤维连续拉丝技术”等多项成果在实际应用中取得显著成效,其中“玄武岩纤维保温一体板及复合模压水窖”和“基于玄武岩纤维装配式厕所的研制”两个项目被鉴定为国内先进。

公司建有省级企业技术中心、王志杰创新工作室、市级专家(院士)工作站、市级工程技术中心,这种“企业工程师+高校科学家”共建团队的合作模式,实现理论与实践的完美结合,极大缩短从“论文”到“产品”的周期。


市场拓展:

从实验室走向大众消费

玄武岩纤维行业长期面临“高端市场被碳纤维垄断、中低端市场受玻璃纤维挤压”的困境。为此,炬原公司通过池窑项目提升产品性价比,实施差异化竞争策略,成功破局。

在高端应用领域,炬原公司聚焦碳纤维替代场景,充分发挥玄武岩纤维耐高低温、抗辐射特性,主打“高性能+低成本”的优势。在中低端市场,则对标玻璃纤维,突出强度1.5倍、减重30%、耐腐蚀性提升50%的优势,通过质量优势与成本控制来提高市场占有率。

目前,炬原公司产品已出口欧美市场,在国际竞争中展现出强劲竞争力。与德国设备相比,炬原公司的自主技术具有显著差异化优势:德国设备多针对标准化矿石设计,而炬原公司通过源头矿石分选技术与多矿源原料均质化工艺,解决中国玄武岩成分变异大的痛点,保障原料批次稳定性。

池窑的智能化生产线通过全自动化生产,运行率超75%,保障了出口产品价格竞争力。同时,池窑生产线采用大漏板生产模式,能够支撑国际订单的快速响应与规模化交付。


绿色发展:

践行“双碳”战略的行业典范

在“双碳”目标下,炬原公司的智能化生产优势更加凸显。万吨池窑项目配备了先进的DCS分布式控制系统,实现对熔制温度、液面高度、燃烧气氛等关键参数的精准自动控制,温度精度可达±0.1℃,保证了工艺条件的稳定,减少了因人为操作或工况波动带来的额外能耗。

同时,池窑烟道采用先进换热技术,将烟道热量传输至烘烤工序,极大降低了能耗。公司池窑2.2兆瓦分布式光伏发电项目已并网发电,当日发电可全部用于池窑的生产环节,直接替代部分网电,减少了外购电力的碳排放。据统计,每年可消纳绿电1500万千瓦时,相当于减少燃煤4800吨。

炬原公司通过“矿石-原丝-制品-回收”闭环产业链,将玄武岩资源利用率提升至98%,较传统工艺提高30个百分点。其万吨池窑二期项目将进一步采用“光伏+储能”模式,实现工厂0碳生产,每年可降低燃煤1.2万吨,为全球非金属矿高效开发提供中国方案。

通过“窑炉余热发电+绿电消纳”模式,单位产品碳排放较传统工艺下降70%,展现出良好的环保效益和发展前景。


未来展望:

从“世界第一”到“全球标杆”

随着万吨池窑二期项目的筹建,炬原公司正规划1.5万吨产能的新布局。公司将继续巩固建材领域基本盘,扩大交通轻量化主战场,开拓“光伏+储能”、深海工程、极端环境材料等前沿应用场景。

在深海工程与极端环境材料领域,炬原公司布局的应用场景包括深海钻井平台系缆、海底缆绳、水下机器人的机械臂和壳体等。针对深海环境高压、高盐的特点,公司与高校合作开发深海专用浸润剂和树脂体系,确保复合材料在极端压力下的完整性。

在极端环境材料方面,公司瞄准航空航天领域(火箭隔热层、发动机外围部件)、新能源领域(氢气储罐缠绕、风电叶片加强)、消防与军工领域(耐高温逃生帐篷、阻燃隔热材料)。这些领域要求材料具有极高的比强度、比模量和耐高温性,正是玄武岩纤维发挥优势的“舞台”。

万吨池窑二期项目在设计之初就考虑了军工产品的定制化需求。通过模块化和智能化的产线设计,在拉丝漏板的孔数配置、浸润剂系统、烘干和卷绕设备等方面都保留了一定的调整余量和升级空间,以适配未来可能出现的特殊规格订单。

同时,建立完善的工艺数据库和质量追溯体系,以快速响应定制化订单,切换生产配方和工艺路线,确保产品性能的稳定性和一致性。这种“大规模量产降低成本”与“柔性化生产满足特种需求”的双重能力,既能为常规军事装备提供性价比高的基础材料,也能为尖端装备提供“量身定制”的特殊解决方案。

从传统工厂到智能制造标杆,从技术引进到自主创新,市高新科创公司所属四川炬原玄武岩纤维科技有限公司用七年时间完成了从“跟跑”到“领跑”的蜕变。2024年,其科技创新成果不仅体现在“三个世界第一”的技术突破上,更体现在对全产业链的重塑和绿色发展模式的探索中。

炬原公司的实践表明,只有通过科技创新,才能实现从劳动密集型向新质生产力的转变;只有构建完整的产业生态,才能推动新材料从实验室走向大众市场;只有坚持绿色发展,才能在“双碳”目标下实现可持续发展。这种发展模式不仅为达州经济发展注入新动能,也为中国传统产业转型升级提供可借鉴的路径。

展望未来,炬原公司将继续以科技创新为引擎,深耕玄武岩纤维这片“蓝海”,在实现自身发展的同时,为达州打造“中国纤谷”、建设全国性综合交通枢纽和区域中心城市贡献更大力量。这场从“石”到“金”的产业革命,正在改写中国制造业的历史,而炬原公司,正是这场革命中最耀眼的旗帜。



达州融媒记者:钟雯君 受访者供图

主编:罗敏 责编:李杏 审核:李小平 编辑:宋丹丹


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