玄武岩火山岩是一种地球表面分布较广数量较多的天然石材，由于其有抗压强度高等特点，因此成为建筑施工及修建高速公路必用材料。但其市场价格只有几十元到几百元一吨，称为玄武岩低附加值类产品。另一类为玄武岩高附加值产品无非玄武岩连续纤维及玄武岩鳞片两种高科技新材料，并且应用广泛、性能卓越得到国内外材料界高度重视。

由于玄武岩连续纤维及超薄玄武岩鳞片生产过程绿色环保，产品技术含量高得到国家诸多部门的重视和政策支持。同时引起国内多家科研院所对这两种新材料的研发热情（我所先后为中科院理化所、中科院地球所、北大研发中心、吉林大学、北京航空航天大学、山西大学、河北地质大学、宁夏工学院、铁建重工长沙研究院、中海油天津研究院研发定制了不同功能的玄武岩连续纤维实验设备）。

我单位致力于玄武岩高附加值高端技术及配套设备研发二十余年，拥有相关多项自主知识产权专利技术。研发团队多年来围绕：节能环保、智能控制、稳定生产、低吨纱成本、原料单一组分（天然成分不添加其他辅助原料）的原则完善玄武岩连续纤维及玄武岩鳞片生产技术。成功掌握单丝直径5μm玄武岩连续纤维和2μm厚玄武岩鳞片的稳定生产技术及专用设备。

一、我所拥有玄武岩纤维及鳞片方面多项自主知识产权技术专利：

二、玄武岩纤维生产设备技术及性能指标：

1、窑炉热工参数

2、电气自动化性能指标

（1）设备的控制部分采用PLC+计算机组态软件玄武岩连续纤维生产专用程序控制技术，控制主体由电气控制柜和触屏工业防护型计算机组成，采用国产或进口优质电气元件，使用寿命长故障率极低。控制界面计算机触摸屏，画面简洁、明确，操作方便，数据报表系统为永久性方式。

（2）设备由电气控制柜系统、窑炉操作平台、高温熔化炉体、铂铑拉丝漏板、浸润剂循环系统、拉丝机缠绕设备、浸润搅拌循环系统、浸润剂涂油器装置、冷却循环水系统等9大部分组成。

（3）纯电熔加热方式在窑炉内部加热，与气电结合生产设备相比无高温废气排放，更加节约能源、生产成本更低。 玄武岩连续纤维大型池窑可采用部分天然气辅助加热可合理保障熔液熔化速度。

（4）节能降耗方面，现已开发出结合电熔解窑炉优化性好的就地自动无功补偿系统，能根据窑炉的当前使用状况，电源谐波状态，自动投入带有抗干扰功能的补偿装置，实时功率因数可达0.99，比传统的变电所集中式补偿，节能效果提高20-30%，进一步降低了产品生产成本。

（5）拉丝成形漏板部分采用贵金属铂铑合金材料制成，玄武岩连续纤维专用结构设计，使用过程中损耗小，寿命长。

（6）熔炉恒温控制程序，升温时采用玄武岩连续纤维拉丝熔窑多段平滑升温控制模式，升温的时间和温度可根据工艺要求设定升温曲线的升温段，熔化恒温采用国际上最前沿的智能模糊温度FTC控制，精准可靠。

（7）拉丝线速度：0-60m/秒。

（8）冷却系统：采用恒压力循环冷却水，并且自动恒定水箱液位，自动补水控制，确保系统运行安全。

（9）测温采用可靠的铂铑热电偶，精准可靠。

（10）控制方式：装置采用PLC控制系统，自动恒温控制，变频拉丝速度调节，浸润剂涂油器采用电控移动，PLC系统设计时预留出整体控制点数10％的位置，以便于将来能够进行控制点扩充。

并可在车间建立综合监控室，采用电脑+工业组态软件，24小时自动采集监控车间内全部窑炉的运行状态，实时参数，历史温度曲线及历史数据，以及窑炉的的关键位置视频画面，更进一步优化生产中的各项参数，并可自动定时保存。

（11）温度控制采用自动恒温和手动恒电流两种控制方式可根据窑炉运行周期不同需要随意转换。

（12）装置的安全性：熔化炉每个控制回路段都配置独立的运行数据采集功能确保设备安全运行达到保护功能，并且有声光报警提醒，综合监控室内还可实现AI人工语音报警提示，并提示报警的原因以及处理方式，为用户的使用以及检修工作提供了可靠的保障。

（13）窑炉顶部安装辐射发热体，同时配有铂铑热电偶测量温度信号反馈给自动温控柜实现PLC闭环精准温控配合溶液内电极加温达到窑炉内各部位的合理温度分布。石墨单丝涂油器配有调速功能，可以控制玄武岩连续纤维拉制过程中纤维表面的浸润剂含量。设备配备高速变频多功能自动拉丝机，缠绕机头高速静音可满足生产5-20μm玄武岩连续纤维。排线方式有渐进式缝隙排线和钢丝排线器往复排线两个功能。不锈钢浸润剂循环系统是采用304不锈钢搅拌循环罐，配有304不锈钢磁力循环泵等组成，保证浸润剂组分不变质不沉淀。设备的整体水平自动化程度较高，数据精确度高可实现不同成分玄武岩拉丝使用。

（14）技术支持方面，可根据用户需求安装工业4.0无线网络远程监控系统，可实现在世界任何地区使用手机或电脑监控车间窑炉设备的所有运行状态，并为用户提供远程设备故障诊断，远程数据监控，远程设备PLC自动程序在线升级更新，确保设备在任何时间以最优化的状态使用，为用户安全生产提供全面满意的技术支持。

下图是我所玄武岩连续纤维生产线国内外使用现场

二、玄武岩纤维拉丝实验设备

   为满足用于在生产开发实验阶段，小批量生产玄武岩纤维，或者对不同矿区的玄武岩原料进行采样拉丝分析的需求，我所开发出多种玄武岩纤维实验拉丝设备。

    设备特点：

    1、体积小，占地空间小。

    2、升温速度快，设备使用当天即可生产出小批量的实验纤维。

    3、操作方便，更容易上手学习玄武岩拉丝设备的使用技巧。

    4、主体采用优质的金属材料和保温材料，设备连续反复使用，使用寿命长，安全可靠。

    5、实验纤维拉丝设备采用触摸计算机组态画面控制，使用非常方便，每一个操作步骤都有人工智能语音提示，如操作失误，也有相应的画面报警提示以及人工语音提示。

6、装置主体描述

本装置为一套两步法玄武岩连续纤维拉丝实验设备，主要用于采集天然玄武岩石料在连续纤维拉制过程中成型温度等工艺参数，采用不同产地及不同成分的玄武岩石拉制不同特性的玄武岩纤维。从而建立玄武岩纤维性能及成分数据库。

熔料炉设计温度为1600℃，正常最高使用温度为1480℃；主要采用触摸屏人机对话PLC温控程序，装置炉体的关键材料采用高铝莫来石炉体材料，炉口板采用304不锈钢材质开有防热变形口。自控系统采用PLC闭环控制程序可控硅模块化控制方式，配置有过流等保护程序，确保装置系统的设备和操作人员的安全。

拉丝实验设备窑炉采用锆质高温耐材，窑炉下部铂漏板直接通电加温自身带有铂铑热电偶反馈温度信号与PLC闭环控制。窑炉上部分安装辐射发热体同时配有铂铑热电偶温度信号反馈给自动温控柜实现PLC闭环精准温控。石墨单丝涂油器配有调速功能，可以控制玄武岩连续纤维拉制过程中的浸润剂含量。设备配备高速变频多功能自动拉丝机，缠绕机头高速静音可使用粗纱（11-20μm）软筒；也可以使用细纱（6-9μm）硬筒。排线方式有渐进式缝隙排线和钢丝排线器往复排线两个功能。不锈钢浸润剂循环系统是采用304不锈钢搅拌循环罐，配有304不锈钢磁力循环泵组成保证浸润剂组分不沉淀。恒压不锈钢循环水系统采用304不锈钢储罐配置304不锈钢变频恒压泵向窑炉冷却系统稳定供应循环水。

设备的整体水平要求自动化程度高，数据精确度高可实现不同成分玄武岩原料拉丝实验，设备安全可靠并能长期稳定运行。为建立多种玄武岩连续纤维特性数据库提供稳定准确的技术数据。

7、装置要求

（1）工艺要求

采用稳定可靠的钢构框架结构建造操作平台。

拉丝机采用双排线功能自动变频拉丝机。

窑炉使用温度可以满足玄武岩纤维拉丝运行温度。

铂铑热电偶与PLC程序闭环炉温控制。

（2）自控系统要求

采用PLC可编程逻辑器加计算机组态控制系统，设备达到高可靠性及稳定性。

提供电压、电流、温度、过载等全面保护，控制精度达到技术指标和参数之要求。

自控以及安全保护系统在升温过程中能达到无人值守的安全要求。

当温度或工艺电压、电流超上限，及时发出声光报警信号。

可根据拉丝工艺要求自由设定升温曲线段，及手动恒电流或恒温度设定。具有系统故障自诊断功能。

下图是我公司为中海油天津化工研究设计院提供的一台玄武岩实验纤维拉丝设备

 三、玄武岩鳞片生产设备：

我所已研发出稳定生产运行的玄武岩鳞片工业化生产设备

   （1）设备结构介绍

        设备有玄武岩自动化熔窑、玄武岩鳞片成型系统、循环冷却系统、玄武岩鳞片回收系统等部分组成。

    (2) 设备技术优势，全部采用电气自动化控制，可实现24小时不间断连续生产，从原料的投料至鳞片成品的自动称重回收，全部实现自动化，基本可实现无人操作，配备全部功能参数检测报警，并在综控室内实现人工语音信息提示。

    一般情况下整个生产车间留一人值守即可。生产出的鳞片产品薄厚均匀。

   （3）实现工业4.0无线网络远程监控，实时在线监控整个生产设备的所有运行参数及状况，以及各个生产区域的监控视频，可实现在任何地区使用手机或电脑远程监控车间生产设备的使用情况及各项参数，以及远程操作数据修改。

    (4) 经我公司技术团队长时间研发攻克了玄武岩鳞片贵金属成型器的制造难题，研制出特殊的多种贵金属配方的成型器，生产效率高，使用寿命长，损耗小，不易损坏变形。

    (5) 配套自主研发的针对电熔解窑炉的高效无功补偿装置, 整个生产设备的节能效果较以传统补偿装置提高30%，运行更加安全稳定,进一步提高了电能的使用效率更高，降低了生产成本。

下图为2μm玄武岩成品鳞片的放大图片

下图为我所现运行的超薄鳞片工业化生产设备

专用智能无功补偿装置

中控室一角