新材料公司山东玻纤30万吨高性能玻纤智造项目(一期)的展厅中,摆放着一块石头——叶蜡石,还有几卷纱团——玻璃纤维纱团。从叶蜡石变身为直径只有头发丝十分之一左右的玻璃纤维,石头便完成了它的变形记。

玻璃纤维在风力发电、交通运输、建筑建材等领域被广泛应用。山东玻纤抢抓产业发展机遇,提升“内功”,在新工艺、新设备上下足功夫,阔步走在高端化、智能化、低碳化的发展道路上。目前,该企业可年产玻璃纤维50万吨,已成为中国玻纤制造领域的规模企业代表。

点“石”成“金”——石头如何变成玻纤

走进山东玻纤窑炉车间,阵阵热浪奔腾而至。一块块石头被碎成粉末,投入1600摄氏度高温的窑炉进行烧制,变成通红的玻璃液。

“叶蜡石的主要成分是硅和铝,是玻璃纤维的主要原料,经过粉碎、烧制、拉丝等多道工序加工,最终形成玻璃纤维。”该公司总工程师杨风波告诉笔者。

拉丝车间,温度陡降,满是凉意。一台台整齐排列的拉丝机高速旋转,玻璃液从漏板中“飞流直下”,变成一根根玻璃纤维。

“就像是吃拔丝地瓜,拉丝机的作用就是拔丝。”杨风波拿家常菜举例。“与拔丝地瓜不同的是,玻纤的拉丝需要漏板进行控制,漏板孔径大小决定着玻纤的粗细。”

(玻璃液从漏板中“飞流直下”)
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(玻璃液从漏板中“飞流直下”)

漏板是影响玻纤产品质量的关键部位,是提升产品竞争力的核心技术所在。“我们目前已经掌握多项漏板技术,以满足不同领域对玻璃纤维性能的要求。”杨风波说。

除漏板技术之外,浸润剂也是玻纤制造的关键。

“在玻璃纤维的生产过程中,需要在产品表面涂覆浸润剂,它的性能直接决定产品的性能、品质。”杨风波介绍。山东玻纤为实现自研自产,他们不断摸索、攻坚克难,研制多种浸润剂技术,工艺技术达到国内领先水平。

在发展路上,山东玻纤破解了一道又一道“卡脖子”难题。如今,山东玻纤已拥有6条玻纤生产线,另有年产17万吨ECER玻纤生产线数字化升级技改项目建设中,能够生产各种规格的玻璃纤维,以适应电子电器、交通运输以及相对苛刻的风电行业需求,实实在在地把“石头”变成“金子”。

以“智”运“石”——智能化生产

走出拉丝车间,映入眼帘的便是十几辆AGV智能搬运机器人,他们沿着预设的轨迹,争分夺秒地将纱团运送至烘干炉。烘干后的纱团被自动贴标,再由机械手、打带机、缠膜机等智能化设备打包后,送往立体库,等待发往全国各地。

“我们的立体库和足球场差不多大,用‘叠叠乐’的方式叠了14层,和水塔一样高,可存储49000余托货物。”杨风波介绍。目前,该企业生产线智能化覆盖率达到98%,各流程人工成本平均节约3倍,成为玻纤行业的智能化标杆。

(智能装车机)
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(智能装车机)

值得一提的是,山东玻纤使用了国内玻纤行业的第一套智能装车系统,搭配3D云台技术,能够自动识别不同车型车厢实况,满足高栏车、平板车等多种车型的自动装车需求,彻底解决“最后一公里”人工作业问题。

在生产设备忙碌的同时,在山东玻纤DCS中央控制室内,巨大的电子屏幕实时展示着各个生产环节视频画面,一“网”打尽、一目了然。

“我们配备先进的炉内监视、在线残氧检测、精密的液位控制等系统,通过对原料输配送、窑炉熔制、漏板控制、废气处理等工艺运行进行实时智能监控,已实现数字化监控管理。”杨风波说。

围“炉”煮“石”——“碳”寻绿色发展

在山东玻纤,办公楼、宿舍楼以及车间办公室,采暖热量全部来自烘干炉余热。他们积极融入国家“双碳”战略,按照“物尽其用、吃干榨尽、能用尽用、能收尽收”的原则,积极“碳”寻低碳发展模式,促进企业节能增效、绿色发展。

“窑炉车间的热来自1600度的窑炉作业,烟气与余热会导致废弃排放量增高、甚至环境污染。”杨风波介绍,针对这一现象,他们环环写实,找准问题突破口,从源头上找到了窑炉烟气余热综合利用的“钥匙”。

(烘干工序)
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(烘干工序)

“我们将余热输送至不同生产线烘干工序,作为热源烘干纱团,在减少废气污染的同时,改善了作业环境。”杨风波介绍,在生产中,涂覆浸润剂后的玻璃纤维纱团需要通过烘干炉进行烘干,然后固化成膜。

他们将煮“石”的窑炉余温转换为烘干炉的“能量来源”,实现能源循环利用,降低生产过程中的能源消耗,减少有害物质排放,每年可节约蒸汽约30万吨。