离心法玻璃保温棉的生产发展及应用
张振峰
无锡双欢重工制造有限公司
玻璃棉分公司214187
摘要：本文简述了离心法玻璃棉的生产发展史和生产工艺及目前投放市场的离心玻璃棉存在的部分质量问题对行业的影响。

列举了离心玻璃保温棉的部分性能和使用后的检测数据分析结果。

关键词：导热系数；吸声系数；产品性能；工艺流程
1 引言
随着人类生产的发展和社会的不断进步，全球温度正在逐渐在升高，相继而来的是能耗越来越严重，能源枯竭虽然不是迫在眉捷的问题，但却引起人们的重视。

解决能源危机的问题无非是通过开发新能源和节约现有能源的消耗。

而节能有比起开发新的能源具有投资少见效快的特点。

自1973年爆发世界能源危机以来，节能受到各国政府的高度重视，因此把节能称为“第五能源”同石油、天然气、煤、电并列为五大常规能源。

在节约能源的众多措施中，其中共同的、也是最广泛应用的措施之一就是发展和应用绝热隔音材料。

2 生产发展（2b号）
玻璃棉是世界上近几十年来新发展的绝热、隔音、保温、节能材料之一。

我国玻璃棉生产始于五十年代末，到八十年代国内已有许多省市发展了玻璃棉工业，但当时发展速度远不及北美、西欧和日本。

在离心法玻璃棉投产之前，除大连玻璃厂用蒸汽立吹法年产沥青玻璃棉制品7000吨外，其它采用火焰喷吹法生产超细玻璃棉的数十家工厂，年生产能从100吨—600吨不等，当时我国玻璃棉发展缓慢的重要原因是：生产工艺落后，特别是蒸汽立吹法沥青玻璃棉纤维直径粗＞8um，设备生产能力小、能耗大、生产成本高、没有发展制品加工等，所以在建筑、保温、吸声等各领域中应用不广。

当时国内对国际上先进的生产工艺“离心喷吹法”的研究方面无进展突破，为了加快发展我国玻璃棉工业，自80年代初开始从日本日东纺绩株式会社、派拉蒙硝子纤维公司先后引进离心法工艺生产技术和成套设备两套，上海平板玻璃厂和原北京玻璃钢制品厂各一套，当时上海平板玻璃厂年产量能达4000吨，生产技术已达到80年代初国际先进水平。

离心法玻璃保温棉是继岩棉、火焰棉之后在1956年由法国圣戈班公司研发的一种性能更优越的无机隔热、吸声节能保温材料，生产能耗低，年生产量高，纤维直径细≤8um。

我国国内离心玻璃保温棉在1993年到2003年十年中市场销售形势很好，每吨产品利润额达65%以上，所以离心法玻璃棉生产线建设在1987年—2007年20年间象雨后春笋般发展，到2006年年生产量20万吨左右，但产品质量参差不齐导致市场混乱，以至于建筑等各领域中部分使用的离心玻璃保温棉没有真正起到保温、吸声、隔热等功效。

由于离心玻璃棉的生产原材料和天然气在持续涨价，生产成本提高，每吨产品的利润额越来越小，现在一般在30%→10%，甚至更低。

由于一些劣质产品充斥市场，导致销售价格不升反而降。

导致整个行业的向前发展和新产品开发。

硼砂，从2006年4月份2500元∕吨到2007年9月份3700元∕吨，致使每吨棉生产成本增加150元。

部分生产厂家产品质量差的原因：低成本控制生产；无相关检测设备；不控制原材料检验；不抓生产工艺；不抓生产管理；不抓产品质量，还有一个外在原因是市场监控不到位，工程施工质量监督及工程验收制度不完善，施工方或使用方贪图价格便宜使用劣质产品。

3 离心法玻璃保温棉生产项目的建设是废旧资源重新利用发展循环经济的好
项目
1）玻璃保温棉本身具有节能、保温等功效
2）充分利用社会废旧物资（碎玻璃）发展循环经济
4 离心玻璃棉生产工艺流程
每个生产厂家各有各的生产工艺，但都大体相同。

据测算以碎玻璃为主要原料的离心法玻璃保温棉，碎玻璃使用量占45%时能相对降低生产能耗约10%左右，如果碎玻璃用量增
至60%以上降低窑炉熔化温度10度，每小时可节约天然气10m3左右。

但大量碎玻璃的使用会影响玻璃熔化质量和棉纤维质量，直接影响棉毡反弹能力，这就要求严格控制碎玻璃进货质量，根据化学成分相应调整生产工艺。

4.1生产能耗低
每吨离心法玻璃保温棉的生产能耗是：
天然气494.85m3
电187度
两项折合成标准煤668.2kg
备注：天然气8500千卡∕m3 1 m3天然气折合成标准煤1.2143kg
1度电折合标准煤0.404kg
5.1浅谈离心法玻璃棉制品基本性能
离心法玻璃保温棉是无机材料，不燃烧，吸音性能好，保温性能优越，收火时不产生有害气体，化学性能稳定，线性膨胀系数小，容重轻，几乎无渣球含量，施工方便。

5.1.1玻璃棉管壳
在常温和低温环境中均能保持良好的保温性能。

在低于350℃以下，其保温性能在保温材料中是比较优越的，特别是在零度以下随温度降低，玻璃纤维的导热系数也下降，保冷效果也越显著。

5.1.2高温玻璃棉
离心法玻璃高温棉是纤维直径很细的产品，化学性能稳定，一般最高使用温度可达530℃，热荷重收缩温度大于400℃。

备注：最高使用温度是指绝热材料长期安全可靠地工作所能承受的极限温度，当材料在超过最高使用温度下使用时，可能产生变形、变质等现象。

高温棉导热系数
a=2.85959×10-2 b=1.33319×10-4 c=8.80259×10-10
平均温度=（介质温度＋保温结构的表面温度）∕2
假定保温结构的表面温度为50℃
6 相关名词解释及产品使用数据
6.1导热系数
是表征物质导热能力的热物理参数，指传递热量的物质厚度为1米（m）、面积为1平方米，两壁面的温差为1℃时，每小时（h）通过的传热量，单位是"瓦/（米.时.摄氏度）。

导热传热热流密度的大小，与物质的导热系数、热流量流经物质的厚度和物质高温侧与低温侧间的温度差有关。

导热系数大、厚度小、温差大，则热流密度大。

一般普通棉板的导热系数取决于容重、环境温度、纤维直径、含水量等因素，一般随着容重的增加导热系数减小，当K（容重）达到50k g∕m3后，λ（导热系数）趋于平稳，但超过1 20K后λ又有增大趋势。

常规产品导热系数方程：纤维类制品的导热系数和平均使用温度呈直线关系
12 k g∕m3λ=0.0315＋0.00025t
24 k g∕m3 λ=0.0271＋0.00016t
48 k g∕m3λ=0.0255＋0.00011t
λ-导热系数（kcal∕mh℃）
t-使用温度（℃）
1W∕(m.℃)=3.6KJ∕(h. m℃) 1cal=4.2J
说明：随着温度升高，计算和实测值误差也提高
密度与导热系数关系（25℃）
6.2吸声系数：
入射声能E i和反射声能E r的差值与入射声能E i之比值
a=（E i-E r）∕E i
a越大，表明材料（或结构）的吸声性能越好
a与入射声波的频率有关，同种材料对不同频率的声波，其吸声系数有不同的值，工程中采用125HZ,250HZ,500HZ,1000HZ,2000HZ,4000HZ六个倍频程的中心频率的吸声系数的算术平均值来表示某一材料（或结构）的平均吸声系数。

纤维类吸声材料吸声原理：当声波入射到材料表面时，可以进入交错无规则排列的纤维中，引起缝隙间的空气和材料本身振动，空气的摩擦和粘滞作用使振动动能（声能）不断转化为热能，从而使声波衰减，消耗一部分声能，即声波在纤维之间产生漫发射。

江阴某体育馆使用离心法玻璃棉吸声板（48K15）前后混响时间
6.3保温性能优越
由于离心玻璃棉容重轻，纤维细，不规则的空隙阻止了空气的对流，削弱了对流在热传导中的作用，致使离心玻璃棉有良好的保温、隔热效果。

从体积热理系数可以看出玻璃棉比矿棉大6.5倍，比其它保温材料大15-30倍，也就是说一吨玻璃棉的使用价值相当于6.5吨矿棉，折算体积价格更便宜于其它保温材料。

综上所述离心法玻璃保温棉是一种使用性能更好、化学稳定性能更好的纤维类绝然、隔热、吸音保温材料，但是离心玻璃棉产业大量发展的同时也存在不少问题，即产品质量不稳定，产品质量参差不齐，走向市场的离心玻璃保温棉部分存在严重质量问题，严重影响工业和建筑节能保温效果，劣质产品的生产也严重影响整个行业的向前发展，从而局限了离心玻璃棉的使用空间，从本着大力发展节能产品，建设资源节约型社会的发展目标快速稳定地搞好离心法玻璃保温棉生产建设是相当重要的。