新一代岩棉技术装备创新研发攻关行动方案

中国建筑材料联合会  中国绝热节能材料协会

　　中国建筑材料联合会高度重视行业科技创新、转型升级、高质量发展工作，多次强调新一代技术装备创新研发攻关的重要性和紧迫性，中国绝热节能材料协会按照中国建筑材料联合会的统一安排和要求，编制了《新一代岩棉技术装备创新研发攻关行动方案》。

　　一、新一代岩棉技术装备创新研发项目背景

　　创新驱动转换新的动能，新的动能改变发展方式，新的发展方式提升产业进步。作为中国建材行业之一的绝热节能材料行业同样处于结构调整、转型升级的重要发展时期。

　　中国建筑材料联合会推广的第二代水泥及玻璃生产工艺技术取得了初步成功，冀望建材行业内各个产业，吸取水泥、玻璃二代的成功经验，并在各自产业内推动行业工艺技术进步，推广新一代的先进工艺技术，提高行业发展质量，满足我国高质量经济发展需求，满足人民群众对高质量产品的需求，对高品质生活的需求。绝热节能材料行业门类较多，行业内各产业工艺技术水平发展参差不齐，但是都存在新一代技术装备的提升需求，其中岩棉行业目前是行业中工艺技术水平发展较好的产业，总的产业规模大，工艺技术装备水平有进一步提升迫切需求，所以绝热节能材料产业的新一代装备技术以岩棉产业为突破口，首先进行新一代的装备技术研发工作，以点带面，从而带动整个绝热节能材料行业的高质量发展。

　　中国的岩棉生产线最早从欧洲引进，岩棉及其制品也多用于工业保温，随着我国建筑节能的不断推进，具备A级防火功能的保温材料岩棉产品进入建筑外墙外保温的领域，建筑保温的需求量大，催生了岩棉产业的快速发展，截止2019年底，我国岩棉产能750万吨，产量320万吨，随着建筑节能市场的开拓，建筑市场对岩棉产品的功能和性能也提出新的要求，从岩棉最初的A级保温材料，拓展到A级保温、长寿命、高效、安全，以及进一步提高产品物理性能、产品的部品化等。岩棉材料更高发展要求主要通过提高岩棉的工艺技术装备研发水平，同时在降低能耗、降低污染物排放量的同时实现岩棉产业的高质量发展。目前岩棉行业还存在单线生产规模小、生产线自动化程度及智能化水平不高的问题。基于时代进步、科技进步的要求，行业产品的转型升级需求及高质量发展需求，并依据中国建筑材料联合会《关于组织制定新一代技术装备创新研发攻关行动方案的通知》，我会提出在岩棉行业推动新一代岩棉生产技术及装备研发项目，提高行业规模化水平、提高智能化制造水平，提高污染物治理水平，对新一代岩棉生产技术及装备研发项目（简称：新一代岩棉技术），并联合国内科研机构、设备制造、自动化控制机构、环保治理企业，对新型岩棉技术进行研发，并在行业内推广，提升行业的整体发展水平。

　　二、新一代岩棉生产技术及装备研发项目必要性

　　（一）岩棉行业高质量发展的需要

　　我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段。经济在转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的攻关期，居民消费加快升级，创新进入活跃期。绝热节能材料是建筑及工业节能不可或缺的材料，行业发展必须契合国民经济的方式，由高速增长向高质量发展转变，优化发展结构，不断创新发展。岩棉材料是绝热节能材料的重要组成部分，经过多年快速发展，行业规模扩大，迫切需要行业的转型升级。新型新一代岩棉技术的研发符合了岩棉高质量发展的需求，也是响应新时代的发展要求。岩棉高质量发展主要体现为产品质量不断提高、生产过程清洁高效、经济效益和社会效益保持在较高水平、国际竞争力不断提高。

　　（二）整合提升岩棉行业技术发展水平

　　我国岩棉工业基础理论研究滞后，致使技术装备研发创新与拓展难以突破,总体上缺乏独创与超越，自主创新能力较弱，虽然也在进步，但缺乏长期发展的顶层设计。由于研发缺乏理论指导和创新研发投入不足，自主知识产权较少、技术储备少，一些共性、前瞻性、基础性关键技术缺乏突破与拓展，如热耗常常由原料、燃料的品位不同和配置不当而随之波动，污染物的排放未能从本质上得到有效解决。新型岩棉技术的研发是对行业技术发展的顶层设计，能够提升行业的理论知识和创新发展技术，能够整体提升岩棉行业的技术发展水平。

　　（三）规范行业发展的需要

　　随着岩棉行业量产越来越大，行业发展缺少整体规范和标准化，还存在较多的小、散企业，不规范竞争导致行业生产秩序混乱，产品质量不能保证，企业效益下滑等问题，行业协会具有协调、引领、服务行业发展的职能。因此，协会推出新型岩棉技术项目是规范行业发展的需要，也是行业协会引领行业发展义不容辞的责任。协会将新一代岩棉技术研发项目与岩棉工厂设计标准（GB51379-2019）结合起来，共同推进岩棉行业技术进步，规范行业发展。

　　三、新一代岩棉生产技术及装备研发的定义与内涵

　　新一代岩棉技术装备创新研发是指岩棉生产过程中通过完善和提升工艺技术、提高设备运行效率及智能化、产品物流智能化从而达到低耗绿色生产的岩棉制造示范线，重点在于高效率熔制、成纤、成型系统技术；精准控制配料自动化系统；以及高效环境治理、余热利用等行业核心技术；高性能的成套技术装备。

　　着力研发推进互联网、云计算、大数据在岩棉行业的应用，逐步实现岩棉个性化定制产品配送系统；建立岩棉产品应用试点工程数据库。发展电子商务，建立岩棉供应、采购电子商务和服务平台，提升岩棉物流信息化和供应链系统，构建“互联网+行业”的管理服务体系，改变传统经营模式、积极探索岩棉行业互联网、大数据应用新的发展模式，推动行业经营模式的转变。

　　新一代岩棉技术及装备创新研发将同时推进岩棉装备制造业的技术提升，着力推动岩棉工业整装装备制造水平的提升，瞄准国际领先水平，实现岩棉质量、产品性能及应用功能达到世界一流，综合能耗和污染物排放以及各项技术经济指标达到或超越国际领先水平。

　　新一代岩棉技术及装备创新研发项目能够提升岩棉产业的整体装备技术上一个新台阶，岩棉产业性能也有显著提高，有利于整个建筑节能领域的技术提升，增加建筑保温层的使用寿命，从而减少由于建筑保温失效带来的二次投资、减少建筑物由于安全问题带来的不良影响，大大提升建筑物的使用功能，促进建筑质量的提升，推动建筑施工方式的进步，从而满足人民日益增长的美好生活需要，促进社会和谐发展。

　　四、新一代岩棉技术装备创新研发目标和任务

　　（一）指导思想

　　确立“创新提升、超越引领、资源善用”指导思想，以瞄准国际领先水平为研发目标和目的，组织全行业的力量、凝聚智慧实施研发和创新提升，使岩棉行业新一代岩棉技术装备创新研发总体上有较大的提高，实现新的跨越。

　　（二）目标定位

　　满足国内对高质量节能材料——岩棉产品的需求，通过工艺技术水平提升、装备的精细化制造衔接，达到智能化高水平制造。技术经济、环保水平指标全面达到或超越国际领先水平。

　　（三）总体目标

　　以行业发展问题为导向，借助中国高质量发展的机遇，以世界岩棉工艺与设备制造技术为目标，全面提升我国岩棉的工艺技术与装备水平，使岩棉工艺技术与装备达到世界领先水平。到2022年底取得成效，建设新型岩棉技术示范生产线1-2条，单线生产规模3或5万吨，生产线的产品质量和稳定性显著提高、产品生产效率明显优化、智能化水平明显提升、单位产品综合能耗及污染物排放能够有效降低。

　　（四）主要任务

　　按照岩棉行业生产工艺，分为两个层面研发设计，一是提升关键技术工艺水平和装备质量，淘汰落后装备。以单体关键设备（如原料系统、熔制炉、离心机、成型机组、固化炉、辅助系统、环保治理设备等）为标的，进行关键设备的研发设计；二是整条生产线成套技术优化升级设计研发，提高行业的绿色化生产水平，完善岩棉生产标准化体系。

　　1、主要任务分解目标：

　　（1）提升岩棉产品质量

　　通过对岩棉成型机理及工艺技术的研究，根据工艺参数研发和设计核心设备，优化升级生产线成套装备，通过提升岩棉纤维质量，提高和稳定产品质量和耐候性等性能指标。

　　（2）降低生产线能耗

　　降低生产线重点工段能耗水平：熔制工段能耗（电炉熔制工艺、立式熔制炉工艺分别提出降低指标）；减少固化工段能耗；废气焚烧工艺技术提升余热利用减少化石能源消耗。

　　电力能耗水平指标：通过电气智能化改造、变频电机应用减低单位产品电耗。

　　通过上述技术提升显著降低生产线能耗。

　　（3）通过减少化石能源消耗，显著降低污染物排放水平；污染物排放指标：提升环保设备治理水平，降低颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放量。

　　（4）应用高效的数字化管理系统，提高生产的智能制造水平；大幅度提升劳动生产效率，管理成本降低10%-30%。

　　（5）生产线人员定额标准：30000 t/年，生产线操作员工30人。

　　（6）可比生产成本降低10%～20%。

　　（7）增加生产线固废处理设施，达到固废的零排放水平。

　　2、发展重点：对标国内外岩棉产业主要技术、装备、产品主要技术，发力主要差距，提升行业整体水平

　　我国岩棉行业的生产技术主要是在引进国外二流技术及装备的基础上发展起来的，通过对这些引进技术及装备的消化、吸收及再创造，形成了现有的技术装备水平及设备制造能力。近年来，国内科研设计、装备制造及岩棉制品骨干企业在工艺技术、装备加工与产品制造等方面做了大量的创新工作，取得了一些突破成绩，并形成了一定的核心技术。

　　但总体来看，无论是工艺技术装备还是岩棉制品生产和应用的创新开发，仍处在引进、消化、吸收、模仿和追赶阶段，自主创新不足，在一些方面与国外相比存在较大差距，例如：国外已成功开发运用双离心机，甚至三离心机技术，不仅单线规模大，生产效率高，生产过程稳定，可控性好，产品质量优质稳定。而我国目前岩棉生产的关键设备运行稳定性差，故障率高，需长时间调试才能生产出高质量岩棉产品并且质量不稳定，造成生产运行不畅、效率低。此外，在设备研发、设备精加工、生产线自动控制、生产能耗、环保及运行管理水平等方面与国外有很大差距。

　　同时在应用开发方面，国外非常注重岩棉制品的性能及应用领域的开发，如国外某公司，除了生产用于建筑及工业领域的保温隔热产品外，还开发生产了农用岩棉、吸音吊顶板、岩棉装饰板、摩擦材料、道路减振材料等产品，此业务的营业额已占公司总营业额的23%。我国对岩棉产品及用途的创新开发力度不够，目前，对农用岩棉研发还处于探索、试验阶段，岩棉装饰板等新产品还处于关注阶段。

国内岩棉技术与国际技术对比表

序号	类别	与国际水平对比	其他
1	技术水平	基本同步
2	生产装备	制造精度欠缺	国内加工制造限制
3	产品质量	质量稳定性差
4	从业人员	差距大，产业工人职业化程度低
5	产品应用	差距较大，应用领域尚需开发
6	设备研发	差距较大
7	生产能耗	有差距

　　针对行业差距，组织行业攻关；针对生产装备问题，协调相关科研院所、生产企业，提升整体装备水平，降低生产能耗；培训从业人员，促进人员技术交流，增加行业技术人员数量和技术水平。

　　3、企业自选课题

　　鼓励企业根据新一代岩棉技术装备创新研发的总体要求，根据企业的创新资源优势，以达到和超越世界先进水平为目标开展研究开发工作，对于研发中所取得的优秀成果同样予以认可和择优选择，对于需要国家进一步支持的或者需要作为示范工程建设的，需要申请的政策性支持的可申报专题资金。

　　五、岩棉产业创新研发的技术、装备的达标标准，对应的研发内容和研发路径

　　（一）研发技术、装备的标准

　　新一代岩棉技术装备单线生产规模达到3或5万吨；单位产品综合能耗不大于390千克标准煤；自动化及智能化控制数字化管理大于95%；环保水平接近超低排放水平；产品质量优于国家标准。

　　（二）研发内容

　　关键的单体设备的研发：

　　1、原料系统自动化配制系统和提高控制精度及原料均匀性技术装备；

　　2、根据熔体性能及熔制工艺，优化设计炉体结构，同时完善流股温度、流量的自动控制系统；

　　3、CO焚烧量自动控制技术，实现烟气处理系统稳定运行；

　　4、根据流股熔体的热力学和动力学性能，研制离心机成纤设备，稳定高效运行，成形纤维细长离散度小，降低产品的导热系数；

　　5、整体生产线优化升级设计，实现生产线自动化、智能化，全面提高产品质量和生产效率；

　　6、制定新一代岩棉技术装备的技术规范，工艺技术及装备，按照规范条件来研发配套。

岩棉生产工艺流程图

　　（三）研发路径

　　（1）在行业内组织企业参加设备研发和工艺研发，以科研设计院所牵头，遴选几家技术力量雄厚的企业协同研发，组织技术攻关。在具体研发工作中引入竞争机制、协同机制、分享机制，共同攻克关键技术难题。

　　（2）依托设计院、科研单位，研发整条生产线的工艺技术，对厂区总图、工艺布置、自控系统、厂区管网等进行设计优化。

　　（3）生产线的研发路径

　　新一代岩棉技术装备是提高岩棉生产水平的关键，也是岩棉生产技术载体。装备水平提升才能生产出高质量的岩棉产品，同时注重原材料的开发、配比，以技术装备合理配置、生产工艺参数设置为突破点，并配备高水平生产技术人员，建设新一代岩棉技术装备研发生产线。

　　六、新一代岩棉技术装备的能耗指标、排放指标、人均产量、劳动生产率、资源综合利用水平、信息化、智能化水平达到国际领先水平或国际先进水平

　　（一）新一代岩棉技术装备生产线技术指标

序号	指标名称	指标要求
1	原料区扬尘	≤20mg/m3
2	原料库密闭	70%
3	配料精度	≥±1%
4	固废用量	鼓励不使用天然矿石，生产过程中的固废自我消化（批料含30%的固废）
5	噪音	≤50分贝
6	系统动态偏差度	2/1000
熔制
7	吨熔体能耗	≤180公斤标煤
8	流股流量波动性	≤±5%
9	流股温度波动性	≤±30℃
成纤
10	成纤率	≥80%
11	粘结剂有效利用率	≥80%
集棉
12	一次毡面密度	≤350g/㎡
13	面密度波动性	≤±5%
14	自清洁
固化
15	吨产品能耗	≤37公斤标煤
制品加工
16	长度精度（岩棉板）	-3mm~+10mm
	长度精度（岩棉条）	-3mm~+10mm
17	宽度精度（岩棉板）	-3mm~+5mm
	宽度精度（岩棉条）	-3mm~+3mm
18	厚度精度（岩棉板）	-3mm~+3mm
	厚度精度（岩棉条）	-2mm~+2mm
19	平整度偏差	≤6mm
20	容重偏差	±8%
21	抗拉强度（TR100岩棉条）	≥100kPa
	抗拉强度（TR15岩棉板）	≥15kPa
	抗拉强度（TR10岩棉板）	≥10kPa
22	抗压强度（岩棉条）	≥80kPa
	抗压强度（厚度＜50mm岩棉板）	≥20kPa
	抗压强度（厚度≥50mm岩棉板）	≥40kPa
23	剪切强度（岩棉条）	≥20kPa
24	剪切模量（岩棉条）	≥1.0MPa
25	密度均匀性	±8%
自控
26	数字化运行	全线数字化系统执行率＞90%
27	数字化管理	全线生产及管理运行执行率＞95%
28	生产过程控制参数采集率	1
29	生产全系统最优参数运转率	＞98%
30	能源管理系统投入率	1
31	智能控制技术	原料、熔制、成纤、成型、固化、后加工及各辅助生产系统全部实现计算机智能控制，并具备通讯功能
综合消耗
32	吨产品综合能耗	≤390公斤标煤
33	吨产品原料消耗	≤1.4t
环保
34	颗粒物排放	≤20mg/m3
35	SO2 排放	≤50mg/m3
36	NOx排放（以NO2 计）	≤200mg/m3
37	游离酚	15mg/m3
38	游离醛	20mg/m3
39	车间粉尘浓度	10 mg/m3
40	噪音	50分贝
41	劳动生产率	≥0.5吨/时*人

　　（二）新一代岩棉技术及装备要求

　　岩棉生产工艺技术的创新是设备研发的依据，支撑新一代岩棉技术的实际建造，并不断完善。

　　新一代岩棉主要工艺设备参数表（年产3万吨）

序号	工艺设备名称	设备功率（Kw）	设备能力（t/h）	最大运行效率（%）
1	原材料输送设备	20	8	98
2	熔制炉（立式熔制炉或电炉）	120	6	95
3	离心机	510（含风机）	4.5	95
4	集棉设备	100	6	95
5	打褶机	50	6	95
6	固化炉	420	6	98
7	切割设备	260	6	98
8	包装设备	100	8	98
9	环保设备（立式熔制炉）	230	6	100
10	环保设备	600（含湿电）	6	100
11	控制系统	10	6	100
12	智能包装码垛系统	120	8	100
13	智慧物流系统	15KW	3-5公里/小时	95

　　七、新一代岩棉创新研发的关键技术与瓶颈,实施与措施及支撑点，工作分工、责任分解

　　（一）关键技术  

　　新一代研发关键技术是生产工艺技术的创新及设备研发能力、设备加工能力、生产线工艺参数设置、自动化水平等。

　　（二）技术瓶颈

　　新一代岩棉技术装备研发项目方案发布后，关键生产设备的研发、新一代生产线示范线选取、生产技术人员的操作水平及新产品的市场推广是研发项目目标的技术瓶颈和难题。

　　受制于设备研发能力弱，设备研发与设备运转水平存在瓶颈，国外先进的设备均依托于工艺技术，通过产品应用领域对产品性能的要求不断进行工艺技术的创新，研发出满足工艺技术参数的新装备，提高设备的应用水平，迅速完善设备的不足，提高设备运转效率。

　　我国设备研发和应用是两个系统，设计院或设备制造企业研发设备，生产企业购买设备，设备研发与设备运行脱节，造成设备运行效率差。

　　（三）实施与措施

　　协会利用协会平台组织引导，由行业内有科研队伍的科研院所负责实施。把工艺设计、设备生产、生产线建设运营有机统一起来，提升设备加工精度，设备运行效率。工艺设计总结以往经验，提升工艺设计水平，保障生产线的安全、高效运行，为建设单位提供技术支持、技术人员培训交流，提升技术人员的设备操控能力，整体提高生产线的运转效率，降低能耗，减少污染物排放，达到整体提高岩棉产品的制造水平。

　　主要措施：

　　（1）由中国绝热节能材料协会组织行业力量成立联

　　合新型岩棉技术研发领导小组，并负责总体领导和组织联络。

　　（2）由科研院所负责研发工作，并注意研发工作前

　　移，在原材料的性能研发，工艺技术装备的投入、实施、推进等。

　　（3）编制新一代岩棉技术装备方案标准规范，新一代

　　技术有明确的量化标准及指标。

　　（4）研发过程中产生的各项成果，可在生产线新建或

　　改扩建应用，协会组织对该装备技术进行技术鉴定岩棉新一代标识。企业新建或改扩建生产线，依据新一代岩棉技术规范实施建设，协会组织专家委员会按照标准规范技术鉴定或验收，并颁发新一代岩棉技术装备标识。

　　专有设备生产企业可以投入资金研发新一代设备，在运    行安装、达标投产后，协会可以组织对专有设备鉴定验收，并颁发新一代技术装备标识。

　　（5）资金支持，协会向国家主管部门申请新一代岩棉设备专项研发资金，或者争取国家固定资产投资资金补贴。协会组织联合有实力企业、投行、产业基金，对研发装备企业形成正向激励机制，鼓励研发投入。

　　（6）行业协会负责在行业内推广新型岩棉技术。

　　（7）新型岩棉技术的知识产权保护。新一代技术是凝聚行业力量发展的新技术，凝聚了行业内企业、专家、学者的智慧，具有较高的应用价值，必须对其进行知识产权保护，有利于培养行业内技术研发的良好氛围。

　　（四）项目支撑点

　　新一代岩棉技术以新建企业为支撑点，选择一家意向新建生产线企业，协会联合科研设计院所对设备制造、工艺设计、环保、自动化控制、建设企业共同谋划并组织实施新建生产线的建设。

　　（五）分工协作

　　（1）协会通过研发小组，统领新一代岩棉的研发工作。

　　（2）生产线建设单位委托协会对生产线的整体建设协调。跟踪检查督导示范线按照拟定技术方案进行建设，确保生产线建设项目达到新一代岩棉技术及装备要求的各项技术经济指标。

　　（3）科研设计院所作为项目总体研发设计，对项目总体负责。完成工艺设计及设备选型企业，完善及优化工艺流程，研发自动化控制程序及设备。设备企业协同研发设备，确保设备制造精度和运行稳定性。

　　（4）建设单位，做好厂区基础设施完善工作。

　　八、本产业新一代技术装备研发启动的时间和节点时间

　　新一代岩棉技术启动时间为2019年8月，分为四个阶段完成。

　　第一阶段：成立新一代岩棉技术领导小组，编制新一代岩棉技术方案大纲及详细方案，确定控制性技术参数，2019年12月完成；

　　第二阶段：科研院所开展新一代岩棉技术的研发试制工作，2020年3月底完成；

　　第三阶段：洽谈采用新一代技术的建设单位，着手开展生产线的设计建设工作，设备安转、调试、运行工作，2021年3月完成；

　　第四阶段：项目验收阶段，2021年6月底完成。