¿Cuál es el estado actual de la industria de la fibra de vidrio?
Introducción aFibra de vidrio
Fibra de vidrioes un material inorgánico no-metálico de alto-rendimiento elaborado a partir de minerales naturales inorgánicos no-metálicos como pirofilita, arena de cuarzo y piedra caliza. Se produce mediante una serie de procesos que incluyen fusión, estirado y bobinado a alta-temperatura, según una fórmula específica. Posee ventajas tales como buenas propiedades de aislamiento, alta resistencia mecánica, fuerte resistencia al calor y buena resistencia a la corrosión, y se usa ampliamente en las industrias automotriz, electrónica, generación de energía eólica, construcción naval, aeroespacial, construcción, petróleo y química. Se utiliza comúnmente como material de refuerzo y se aplica en diversas industrias como materiales compuestos.
La fibra de vidrio se puede clasificar de varias maneras, incluido el contenido de óxido de metal alcalino, las propiedades de la fibra, el diámetro del monofilamento y la apariencia de la fibra. Según el contenido total de óxidos de metales alcalinos (generalmente Na₂O y K₂O), se puede dividir en fibra de vidrio libre de álcali-(fibra de vidrio E), fibra de vidrio de álcali medio-(fibra de vidrio C) y fibra de vidrio con alto contenido de álcali-(fibra de vidrio A).
La fibra de vidrio E está hecha de aluminoborosilicato con un contenido de óxido de metal alcalino inferior al 1%. A nivel mundial, más del 90% de las fibras de vidrio son fibra de vidrio E-. La fibra de vidrio E- tiene buenas propiedades mecánicas y de aislamiento eléctrico, pero poca resistencia a los ácidos, lo que la hace inadecuada para ambientes ácidos. Es ampliamente utilizado en aplicaciones que requieren aislamiento eléctrico o como material de refuerzo.
La fibra de vidrio alcalina media- normalmente contiene entre un 8 % y un 12 % de óxidos de metales alcalinos. La fibra de vidrio C- representa aproximadamente el 5% de la producción total de fibra de vidrio. La fibra de vidrio C-tiene una fuerte resistencia a los ácidos, pero propiedades eléctricas pobres y menor resistencia mecánica que la fibra de vidrio E-. Sin embargo, es resistente a la corrosión química y puede usarse en tanques de almacenamiento de ácido y tanques de galvanoplastia, así como para reforzar materiales asfálticos para techos donde los requisitos de resistencia mecánica son menores.
Una-fibra de vidrio normalmente contiene 14,5 % o más de óxidos de metales alcalinos. A-la fibra de vidrio tiene poca resistencia al agua; Después de la exposición al agua, los productos elaborados con ella se vuelven rápidamente quebradizos y pierden fuerza, dejándolos inutilizables. Se ha eliminado en gran medida.
Métodos de producción convencionales
Los principales métodos de producción de fibras de vidrio continuas son el estirado en crisol y el estirado en horno de tanque. El diámetro de los monofilamentos de fibra de vidrio resultantes es generalmente de 1,5 μm ~ 25 μm, en su mayoría de 4 μm ~ 14 μm.
(1) Método de estirado en crisol: Primero, se trituran diversas materias primas con composiciones específicas y luego se agregan a un horno con tanque de vidrio, donde se funden a una temperatura alta de aproximadamente 1500 grados. Luego, se forman esferas de vidrio de cierto diámetro utilizando una máquina para fabricar bolas-(de ahí el nombre "método de bolas"). Luego, las esferas de vidrio se añaden a un crisol que contiene una placa deflectora de platino y se vuelven a fundir en una masa fundida giratoria, que fluye desde la boquilla de la placa deflectora de platino y se estira formando fibras de vidrio continuas. Este método tiene un alto consumo de energía, baja productividad laboral y un proceso de formación inestable, y ha sido eliminado en gran medida.
(2) Método de extracción del horno de tanque: este método omite el proceso de fabricación de bolas-. Después de que el vidrio fundido sale de los orificios de una placa deflectora porosa de aleación de platino-rodio, una máquina de estirado de alta-velocidad lo estira hasta formar filamentos de vidrio continuos. El vidrio fundido resultante se transforma directamente en fibras, de ahí el nombre de "método de estirado directo" o "método de un-paso". Además, en comparación con el método de estirado en crisol, el método de horno de tanque tiene mayor capacidad de producción, mejor controlabilidad del proceso y calidad del producto más estable.
Historia deFibra de vidrioDesarrollo
En la década de 1930, las empresas de Owens-Illinois Glass Company y Corning Glass Factory se fusionaron para formar Owens Corning Fiberglass Company. Después de la Segunda Guerra Mundial, la industria mundial de la fibra de vidrio se desarrolló rápidamente, con mejoras continuas en la tecnología de producción, lo que dio lugar a un gran número de empresas de fibra de vidrio como PPG Industries (EE. UU.), Saint-Gobain Group (Francia) y Nittobo (Japón). La industria de fibra de vidrio de mi país comenzó en 1958. Antes de la reforma y apertura, se utilizaba principalmente para la industria militar y de defensa nacional; Después de la reforma y apertura, pasó al uso civil y se desarrolló rápidamente. Con la continua expansión de la demanda del mercado, en los últimos años, la producción de hilo de fibra de vidrio de mi país ha aumentado año tras año. En 2023, la producción total de hilo de fibra de vidrio de mi país alcanzó los 7,23 millones de toneladas, un aumento interanual del 5,2%.
Estado actual y problemas
Entre las empresas de fibra de vidrio de mi país, China Jushi tiene la mayor capacidad de producción, representando alrededor del 34%; Le siguen de cerca Taishan Fiberglass y Chongqing International Composites, cada uno de los cuales representa alrededor del 16%. En la investigación y el desarrollo de productos de fibra de vidrio de alto-rendimiento, tres empresas-China Jushi, Taishan Glass Fiber y Chongqing International Composites-poseen tecnologías centrales de primera-clase y una serie de productos de fibra de vidrio de alto-rendimiento, lo que las convierte en empresas clave de investigación y desarrollo y producción de fibra de vidrio de alto-rendimiento en mi país.
①. Pequeña escala y calidad de los productos compuestos reforzados y de fibra de vidrio de alto{{1}rendimiento Actualmente, la capacidad de producción, la producción y el nivel de tecnología de producción de fibra de vidrio de mi país se encuentran entre los líderes del mundo, pero se enfrenta a una situación de exceso de capacidad y una grave homogeneización de los productos de gama baja-, mientras que los productos de gama alta- sufren de un suministro insuficiente y una competitividad débil. En comparación con la escala de variedades de fibra de vidrio de alto-rendimiento en el extranjero, la escala de varios productos de fibra de vidrio de alto-rendimiento en mi país es relativamente pequeña. Actualmente, la producción de diversos hilos de fibra de vidrio especiales y de alto-rendimiento (excluidos los hilos de alto-módulo y ultrafinos), como los hilos resistentes a los álcalis-, de alta-resistencia, de bajo-dieléctrico, de forma-irregular, compuestos, de color-del cuerpo y con alto-sílice, cuarzo y basalto, representa solo alrededor del 1%. de la producción total de fibra de vidrio. Por lo tanto, la producción y la calidad de la fibra de vidrio y los productos de alto-rendimiento no pueden satisfacer completamente las necesidades del mercado de alto-.
②. I+D insuficiente en fibra de vidrio y tecnología y equipos de fabricación de productos
Si bien la tecnología y los equipos de fabricación de fibra de vidrio ordinarios de mi país se han acercado o alcanzado niveles avanzados internacionales, la fabricación de fibras de vidrio especiales de alto-rendimiento, como las de alta-resistencia, bajo-dieléctrico y alto-sílice, todavía enfrenta desafíos importantes en indicadores clave como propiedades mecánicas, propiedades eléctricas y resistencia al calor. Además, las tecnologías centrales, como el diseño optimizado de componentes y rendimiento de fibra de vidrio de alto-rendimiento, agentes de apresto y agentes formadores de película-especiales, y el procesamiento profundo de productos de fibra, siguen siendo relativamente débiles, y los niveles de equipos de producción son bajos, lo que obstaculiza el desarrollo de fibras de vidrio de alto-rendimiento hacia una producción e industrialización de alta calidad y a gran-escala.
③. Desarrollo desigual de la fabricación inteligente entre las empresas
Empresas líderes y empresas centrales clave en elfibra de vidrioLa industria otorga gran importancia a la fabricación inteligente, demostrando una fuerte motivación y capacidad para actualizaciones inteligentes, y exhibiendo excelentes niveles y resultados en el desarrollo inteligente. Sin embargo, las pequeñas y medianas-empresas, debido a factores como fondos limitados, acumulación tecnológica insuficiente y escasez de talento, carecen de la motivación y la capacidad para promover la fabricación inteligente. Los desafíos que enfrentan estas empresas durante su transformación inteligente incluyen, entre otros, altos costos de actualización y reemplazo de equipos, dificultad para adaptarse y dominar nuevas tecnologías y presión para mantener una ventaja de costos en la competencia del mercado. Como resultado, carecen de motivación para invertir en mejoras y transformaciones inteligentes, y su desarrollo inteligente es relativamente lento.
