多年以來，很多人認為天然玄武巖的化學成分是不變的，特別是玄武巖中的氧化鐵比例是無法改變的。但是，天然玄武巖氧化鐵（Fe₂O₃+FeO）的變異系數≥15%，造成玄武巖熔體波動性大，成為天然玄武巖纖維池窯拉絲工藝的最大技術瓶頸。為此，近20年來，國內外市場仍然保持坩堝法或組合爐法生產單一的天然玄武巖纖維產品技術，不能規模化生產質量穩定的具有獨特性能的玄武巖纖維產品，導致天然玄武巖纖維產品不能滿足工業設計規范需要。現在國內外有部分企業對生產技術進行革新，比如采用2400孔漏板池窯拉絲技術以及新型玄武巖原料配方技術等，實現了玄武巖復合材料制品的新突破。

玄武巖纖維國外發展歷程

玄武巖纖維于1840年由英國人威爾斯試制成功。1922年法國人Paul提出了玄武巖連續纖維制造技術并獲得專利，但并沒有實質性的工業化生產。1954年蘇聯莫斯科玻璃和塑料研究院開發出了玄武巖連續纖維。而后蘇聯和美國在1960年之前就在軍事上使用了玄武巖纖維。1985年烏克蘭纖維實驗室通過200孔的漏板以及組合爐使用拉絲建造了第一臺生產爐機器。前蘇聯于20世紀80年代中期投入工業化生產，90年代后期實現了工業化生產，并成為最大的玄武巖纖維生產和消費國。前蘇聯研究成果在1991年后被公布出來并且使用在民用的產品中。90年代后俄羅斯在對玄武巖纖維的研究和生產上有了新的進展，研究出了新的工藝和生產設備。近些年，美國、日本等發達國家都開始對玄武巖纖維的研究和生產有了快速的突破，并且也有了許多科研成果，這在很大程度上促進了玄武巖纖維的生產發展，也讓玄武巖纖維在應用上有了更廣泛的前景。2019年，全球玄武巖纖維年產量約3萬t，主要集中于烏克蘭、俄羅斯、中國、美國、德國、比利時等國家，其中美國年產量約3000～5000 t，俄羅斯年產量約2000～5000 t，主要應用于軍工、油氣管道。

圖1 坩堝爐拉絲“中心取液法”工藝流程

1—玄武巖熔體 2—干鍋爐  3—流管  4—漏板  5—單纖維  6—涂油器  7—集束器  8—原絲  9—拉絲和卷曲設備  10—繞絲筒  11—成型部件（包括流管和漏板）  12—冷卻器（片）

這里主要介紹下俄羅斯“中心取液法”專利技術。該技術采用鉑金異形流液管從坩堝爐中心將高溫熔融液引入到拉絲漏板中。2019廣安職業技術學院石錢華教授在俄羅斯訪問時，發現某俄羅斯玄武巖纖維公司正在調試天然連續玄武巖纖維組合爐生產線，產能為1000噸／年，爐體為“一”字型工藝布置，6個拉絲臺位，敞開式雙層拉絲工藝布置，采用 “中心取液法” 拉絲技術，利用空氣助燃天然氣熔融，漏板為400孔。

此外，近幾年國外有企業陸續開展玄武巖復合材料的開發。例如，比利時Basaltex公司開發了新型玄武巖纖維復合材料，并成功試用于高鐵結構件上。將該加工工藝結合EconCore公司的專利技術可制成“玄武巖纖維蜂窩結構材料”，該防火夾芯板采用玄武巖纖維與聚糠醇生物樹脂（100%甘蔗廢料）和回收聚酯制成，可用于面板、隔板、地板、桌子等。玄武巖纖維的熱固型蒙皮可在高溫下固化成型，成型時間短，有利于自動化生產。

美囯玄武巖纖維生產商Mafic與TMG材料集團合作，計劃擴大熱塑性玄武巖纖維復合材料在汽車領域的應用，并應用于結構件，也可應用混雜復合材料。專家認為，玄武巖復合材料比玻璃纖維復合材料（GFRP）更具可持續性，且最終會實現成本、質量和可持續性的協調統一。

玄武巖纖維國內發展歷程

相對而言，我國開展玄武巖纖維的研究較晚。我國連續玄武巖纖維產業化初期是引進或模仿前蘇聯的工藝技術，依靠玻纖行業技術人員，建立了玄武巖纖維生產線。

20世紀90年代中期，南京玻璃纖維研究設計院最早開始超細玄武巖纖維研究，主要用于軍工領域。2001年，哈爾濱工業大學的玄武巖纖維研究團隊在成都航天基地建成單體爐紡絲裝置；2002年11月我國將“連續玄武巖纖維及其復合材料”列入國家863計劃；2003年底，國內第1家玄武巖纖維生產企業俄金玄武巖纖維有限公司在上海成立；2004年我國玄武巖纖維開始在上海實現產業化，主要生產直徑11 μm以上的連續玄武巖纖維；2018年四川省玻纖集團有限公司成為全球首家成功采用池窯方式生產連續玄武巖纖維的企業， 實現了產能8 000 t/a。經過幾十年的發展，目前我國已經成為全球玄武巖纖維的主要生產國之一。

十幾年來，我國玄武巖纖維生產企業多大20多家。其中以四川航天拓鑫玄武巖實業有限公司、浙江石金玄武巖纖維股份有限公司、牡丹江金石玄武巖纖維有限公司、山西巴塞奧特科技有限公司、河北通輝科技有限責任公司、營口洪源玻纖科技有限公司等為代表，但近年來涌現出一批新興加工企業。在生產技術方面，已有幾家大企業向大型池窯、多紡位和大漏板方向發展，實現了生產高效化、產品低成本化和低離散系數。

四川省玻纖集團股份有限公司于2017年開始建設3000 t/a的池窯法玄武巖纖維生產線，19年還投資5.3億元在德陽市羅江經開區建設3萬t/a的全球最大玄武巖纖維生產線，此外投資1億元在德陽金山工業園建設1萬t/a的玄武巖纖維復合材料生產線。2020年5月建成一期1萬t/a的采用電氣混合純氧燃燒的單元池窯拉絲法示范項目并投產。該單元窯共24個漏板，技術特點是將85%的玄武巖礦添加其他組分，通過微調達到設定的最佳配方，使原料穩定，同時通過加工成粉末使其熱穿透性好，并能自動控制黏度－溫度關系。漏板孔數1200～2400，并擁有表面改性技術。二期工程擬建2萬t/a的大型生產線，窯爐面積全球最大，共有48個漏板，預期2023年建成投產。產品應用領域包括短切纖維增強瀝青道路、復合板材、拉擠型材、模壓復合材料，以及與中國海洋大學合作開發的用于海島工程的混凝土補強材料等。2022年，四川玻纖生產玄武巖纖維紗達到7800噸。

四川謙宜復合材料科技有限公司在2020年其玄武巖連續纖維生產實現突破，開發高質量玄武巖原料配方技術，并采用世界首創2400孔漏板拉絲技術，建成世界首臺2400孔漏板（目前我國對玄武巖制造的工藝主要還是以200、400