2016年度科學技術獎推薦項目公示

        為保證推薦項目材料的真實和準確,加強社會監督的力度,根據《關于2016年度科學技術獎勵推薦工作的通知》(國科獎字[2015]46號)的規定,現就我單位為單位申報的推薦科技進步獎項目“高性能玻璃纖維低成本大規模生產技術與成套裝備開發”情況進行公示,公示期10天,自2016年1月14日至2016年1月23日。任何單位或個人若對該項目有異議,請于公示期內以實名書面材料送達巨石集團有限公司和建材聯合會。
 
       巨石集團有限公司聯系方式:
       浙江省桐鄉市經濟開發區文華南路669號;郵編:314500;聯系電話:0573-88181112
       建材聯合會聯系方式:
      北京市海淀區三里河路11號;郵編:100831;聯系電話:010-57811082
 
       附件:公示材料
   
                                                                                              巨石集團有限公司
                                                                                               2016年1月14日
 
 
       附件:
 
公示材料
       擬推薦獎種:技術進步獎
       一、項目名稱
       高性能玻璃纖維低成本大規模生產技術與成套裝備開發
       二、推薦單位意見
      我單位與主要完成人及單位充分溝通,填寫項目推薦書并認真審閱了附件材料,確認全部材料真實有效,填寫內容符合規定。
       傳統E玻璃纖維性能不能滿足風電、汽車、高鐵等新興領域的要求,而目前我國高性能玻璃纖維又無法實現池窯化大規模生產,嚴重制約了玻璃纖維工業的發展。因此,開發高性能、大規模、低成本的高性能玻璃纖維成套生產技術及裝備較為迫切。
       本項目在高性能玻璃配方和表面改性技術、規?;a技術及裝備、綠色制造技術及裝備等關鍵技術上取得重大突破,研發了高強度高模量無氟無硼玻璃纖維新配方,顯著降低玻璃的液相線溫度和析晶程度,實現了目前單窯大規模工業化生產;研發了高COD還原性硫澄清技術,大幅提高了玻璃吸熱率;開發了窯爐立體式純氧燃燒、縱向雙H通路結構和矩陣式電助熔等熔制技術及裝備,提升了熔制能力,熔化率達到3.0噸/平方米•日,產品能耗比玻纖行業準入條件低32.7%,達到國際水平;采用物聯網技術,實現礦物原料自動配制、產品自動輸送、智能化立體倉儲,勞動生產率達到270噸/人•年;通過玻纖廢絲回爐、高爐礦渣利用、廢氣廢水治理等技術,提高了綠色生產水平。
       本項目已獲授權36項,其際發明5項,國內發明17項,參與制定標準3項,行業標準4項。產品已應用于風力發電、汽車、船舶、航空、超高壓輸電等高端制造領域。
       對照獎授獎條件,推薦為科學技術進步一等獎。
       三、項目簡介
       本項目屬無機非金屬材料領域。
       玻璃纖維作為重要的基礎材料,在國民經濟經各領域廣泛應用。隨著社會的發展,玻璃纖維也不再局限于傳統領域,已越來越多地應用在風電、汽車、高鐵、特高壓輸電、油氣遠距離輸送等新興領域。但傳統E玻璃纖維的性能不能滿足這些新興領域的要求,而目前類似S級的高性能玻璃纖維又無法實現池窯化大規模生產,且成本高,使高性能玻璃纖維在復合材料中無法大規模應用。因此,高性能與大規模,這一互相制約的核心技術瓶頸,嚴重制約了玻璃纖維工業的發展。為此,亟需開發高性能、大規模、低成本的生產技術及裝備,實現高配置、差別化、低能耗、低排放、智能化制造。
       本項目長期深入研究了玻璃配方、玻璃液熔融吸熱原理、池窯結構及燃燒方式、智能化生產控制和綠色制造技術,發明和突破了一系列關鍵技術,并成功推廣應用。主要創新有:
      (1)高性能玻璃配方和表面改性技術。創造性地將三元混合堿土效應應用于玻纖行業,成功研發Ca-Mg-Sr三元堿土玻璃纖維新配方,大幅提升玻璃纖維的強度和模量,降低成型溫度,實現規模化生產。研發玻璃纖維表面改性技術,使纖維與復合材料形成良好的界面結合,實現產品差別化和高端化。
      (2)規?;a技術及裝備。創高COD還原性硫澄清技術,大幅提高玻璃吸熱率;開發了窯爐立體式純氧燃燒、縱向雙H通路結構、大漏板、矩陣式電助熔等技術及裝備,提升熔制能力,使熔化率達到3.0噸/平方米•日,噸紗產品能耗0.37噸標煤,比玻纖行業準入條件低32.7%,達到國際水平;采用物聯網技術,實現生產過程的全自動控制,建成當今單窯規模大的生產線。
      (3)綠色制造技術。開發了固廢循環利用技術,國內外次實現玻璃纖維廢絲100%自循環高效利用,并引入高爐礦渣提高窯爐熱利用率,降低成本。同時結合行業特點開發廢水凈化循環、廢氣治理、余熱利用等技術,提高綠色生產水平。
       本項目已獲授權36項,其中美國等國際發明5項,國內發明17項;實用新型14項。主持或參與制定標準3項,行業標準4項。發表論文8篇。項目已在國內15條生產線推廣應用,并建成單窯產能大的12萬噸高強度高模量玻璃纖維大型池窯生產線。成功開發風力葉片、高壓石油管道、汽車配件、超高壓絕緣端子等玻璃纖維產品。
       本項目研究的高性能玻璃纖維,2013年至2015年新增銷售173.16億元,凈利潤21.51億元、稅收16.71億元,出口創匯11.86億美元。項目實現了高性能玻璃纖維的低成本大規模生產,經濟和社會效益顯著,對玻璃纖維行業起到引領和示范作用。
       四、客觀評價
       1. 與國內外同類技術主的比較
       項目在高性能玻璃纖維低成本大規模生產技術與成套裝備開發方面取得了重大突破,與國外先進技術相比,在玻璃配方、熔制成型技術、節能減排和物流智能化等方面具有顯著的優勢,具體對比見表1。
表1 國內外同類技術與產品性能對比
技術領域
對比項目
國內先進水平
國際先進水平
本項目水平
玻璃配
方技術
強度
2200-2300MP
2300-2500MP
2600-2800MP
模量
80-81GPa
86-88GPa
88-91GPa
配方環保技術
低硼低氟技術
無硼低氟技術
無硼無氟技術
高質量
低能耗熔
制技術
大單窯年產能
8萬噸
8萬噸
12萬噸
窯爐熔化率
2.2 t/m2•d
3.0 t/m2•d
3.0 t/m2•d
單位玻璃液熱耗
1050 kcal/kg
1150 kcal/kg
890 kcal/kg
玻璃纖維
成型技術
拉絲成品
94%
95%
98%
線密度均勻性
5%
5%
3%
高效節能
與物流智
能化技術
噸紗產品能耗
0.5tce/t
0.6tce/t
0.37tce/t
廢絲自回用率
0%
0%
100%
中水回用率
0%
0%
75%
人均勞動生產率
200 噸/人•年
250 噸/人•年
270 噸/人•年
 
       2. 項目鑒定意見
       2015年6月13日,建筑材料聯合會在浙江省桐鄉市組織召開了由巨石集團有限公司完成的“高性能玻璃纖維低成本大規模生產技術與成套裝備開發”項目成果鑒定會。鑒定意見為(建材鑒字[2015]第014號):項目研發了高強度高模量無氟無硼玻璃纖維新配方,顯著降低玻璃的液相線溫度和析晶程度,實現了規?;a;研發的高COD還原性硫澄清技術,大幅提高玻璃吸熱率,開發了窯爐立體式純氧燃燒、縱向雙H通路結構和矩陣式電助熔等熔制技術及裝備,提升熔制能力,熔化率達到3.0噸/平方米•日,噸紗產品能耗0.37噸標煤,比玻纖行業準入條件低32.7%;采用物聯網技術,實現礦物原料自動配制、產品自動輸送、智能化立體倉儲,勞動生產率達到270噸/人•年;通過玻纖廢絲回爐、高爐礦渣利用、廢氣治理、廢水處理回用等技術,提高了綠色生產水平。成果的推廣應用對推動我國玻璃纖維工業結構調整、節能減排、引領行業進步、提升復合材料產品性能具有重要意義,經濟和社會效益顯著,市場前景廣闊。成果整體技術達到國際先進水平,其中在窯爐規模、單通路爐位數上達到國際水平。
       3. 技術檢測評價
       經玻璃纖維產品質量監督檢驗中心檢測,高性能玻璃纖維的拉伸強度達到2740Mpa,拉伸彈性模量達90.0Gpa,已超過同類產品國際先進水平;含水率為0.019%,可燃物含量為0.59%,線密度2407,斷裂強度為0.61N/tex。
       經浙江大學能源評估中心檢測:以年產十二萬噸玻璃纖維池窯拉絲生產線為例,單位玻璃液熱耗為890 kcal/kg,噸紗綜合能耗為0.37 標煤/噸,遠低于國際先進值0.50 標煤/噸。
       4.科技查新評價
       項目依托浙江省科技信息研究院進行國內外技術查新,其結論如下:
       委托查新項目所述(1)重量百分比值C1=(MgO+SrO)/CaO范圍為0.6-1.3,C2=CaO/MgO范圍小于1.7的無硼無氟玻璃配方與(2)高COD還原性硫澄清技術+側燒-斜燒-頂燒相結合的窯爐立體式純氧燃燒技術+縱向雙通路結構和矩陣式電助熔熔制技術組合,在上述檢索范圍內,未見公開文獻報道。
       5.其他評價
       相關研究成果獲得2015年建筑材料聯合會科學技術進步獎一等獎。2010年獲得行業內國際大獎——亞洲JEC創新大獎。2013和2014年,連續獲2次得優秀獎。通過省級新產品鑒定32個,獲得重點新產品2個。
       五、推廣應用情況
       本項目成果在項目承擔單位巨石集團有限公司得到了規?;瘧茫言谒拇笊a基地(浙江桐鄉、四川成都、江西九江和埃及)的15條生產線推廣應用3年以上,并建成單窯產能大的12萬噸規模的高性能玻璃纖維池窯拉絲生產線。特別是在巨石埃及玻璃纖維股份有限公司的應用,實現成套技術海外應用,2013年5月一期年產8萬噸玻璃纖維池窯拉絲生產線項目全線投產,是迄今在埃及投資金額大、技術裝備先進、建設速度快的工業項目,也是在海外建設的條大型玻纖生產線。
       實現了玻璃配方的更新換代,大幅提升了玻璃纖維產品的性能,實現了玻璃配方的更新換代,大幅提升了玻璃纖維產品的性能,成功開發出省級新產品32項,重點新產品2項。使高強度高模量玻璃纖維成功應用于風力發電、汽車、船舶、航空、高壓管道、超高壓輸電、建筑材料等高端領域,擁有西門子、美國維斯塔斯、金發科技、神馬電力等國內外知名客戶。隨著高強度高模量玻璃纖維在國民經濟各個領域應用范圍的不斷擴展,市場逐年不斷擴大。2013年至2015年新增銷售173.16億元,凈利潤21.51億元、稅收16.71億元,出口創匯11.86億美元。
主要應用單位情況表
應用單位名稱
應用技術
應用的
起止時間
應用單位聯
系人/電話
應用情況
巨石埃及玻璃纖維股份有限公司
整體技術
2014年5月至今
張文超
13567348736
整體技術應用
恒石纖維基業有限公司
高性能玻璃纖維
2012年1月至今
周小華
15958315241
制造風能織物
西門子風力發電葉片(上海)有限公司
高性能玻璃纖維
2013年1月至今
Mogens
+45 5167 3362
制造風力葉片
江蘇神馬電力股份有限公司
高性能玻璃纖維
2013年1月至今
趙海兵0513-80579190
制造特高壓符合絕緣子
舍弗勒摩擦產品(蘇州)有限公司
高性能玻璃纖維
2013年1月至今
董梁
13862128667
剎車片
希望管道實業公司
高性能玻璃纖維
2013年1月至今
Harshad Rathod
+971 42101200
高壓石油管道
美國Rhetech公司
高性能玻璃纖維
2012年1月至今
Silvio Dorati
+39 034622453
汽車配件
 
 
六、主要知識產權證明目錄
知識產權類別
知識產權具體名稱
(地區)
授權號
授權
日期
證書
編號
權利人
發明人
發明有效狀態
發明
一種高強度玻璃纖維組合物
ZL200910099978.7
2012/10/17
1065432
巨石集團有限公司
張毓強;曹國榮;張兵;章林;邢文忠;顧桂江;
有效
發明
適用于池窯生產的制備高性能玻璃纖維用組合物
美國
US8912107B2
2014/12/16
US8912107B2
巨石集團有限公司
張毓強;曹國榮;顧桂江;張兵;章林;邢文忠;
有效
發明
一種新型玻璃纖維組合物
美國
US8334228
2012/12/18
US8334228
巨石集團有限公司
張毓強;曹國榮;張兵;章林;顧桂江;
有效
發明
一種新型玻璃纖維組合物
日本
5420683
2013/11/29
5420683
巨石集團有限公司
張毓強;曹國榮;張兵;章林;顧桂江;
有權
發明
一種適用于池窯生產的制備高性能玻璃纖維用組合物
ZL201010176217.X
2014/2/26
1353093
巨石集團有限公司
張毓強;曹國榮;張兵;章林;顧桂江;
有效
發明
一種新型玻璃纖維組合物
ZL200910096259.X
2012/4/11
930533
巨石集團有限公司
張毓強;曹國榮;張兵;章林;邢文忠;顧桂江;
有效
發明
風能織物用無堿玻纖直接紗的浸潤劑
ZL200910155657.4
2012/4/11
930536
巨石集團有限公司
張毓強、米娜、張燕、費其鋒
有效
發明
一種通過實時修正拉絲流量來調整玻璃纖維線密度的方法和裝置
ZL201110368076.6
2014/8/20
1468065
巨石集團有限公司
凌曉強;沈建興;
有效
發明
一種循環利用含氟廢渣制造玻璃纖維的方法
ZL201010618802.0
2013/2/27
1141429
巨石集團有限公司
張毓強;曹國榮、張兵;章林;邢文忠;顧桂江;
有效
發明
一種含氟廢氣治理方法
ZL201210402123.9
2014/11/5
1512686
巨石集團有限公司
何壽喜;周書;
有效
 





















































       七、主要完成人情況
       第1完成人:張毓強教授級高工 CEO
       工作單位:巨石集團有限公司
       完成單位:巨石集團有限公司
       創造性貢獻:項目負責人,提出總體思路、技術路線、研究和開發方案,參與工藝設計、技術和裝備開發、示范工程和技術推廣應用等工作。對創新點1中高強度玻璃配方技術(ZL200910099978.7、美國發明US8334228、美國發明US8912107B2)、創新點2中超大規模池窯結構  (ZL201020669095.3)、和創新點3中含氟廢渣循環利用技術及廢水深度凈化技術(ZL201010618802.0、ZL200810162700.5)做出了突出貢獻。
 
       第2完成人:曹國榮副總裁
       工作單位:巨石集團有限公司
       完成單位:巨石集團有限公司
       創造性貢獻:項目副組長,主要負責項目技術研發工作的開展。對創新點1中適用于池窯化生產的玻璃配方(美國發明US8912107B2、ZL200910099978.7、美國發明US8334228)、創新點2中縱向雙H超長通路和礦物粉料全自動密閉輸送技術(ZL200920122582.5、ZL201020289737.7)做出了突出貢獻。
 
       第3完成人:楊國明高級工程師總裁
       工作單位:巨石集團有限公司
       完成單位:巨石集團有限公司
       創造性貢獻:項目副組長,主要負責產品規?;a的推廣應用,參與玻璃配方和玻纖表面改性技術研究工作。對創新點1中低硼低氟玻璃配方技術及直接紗和短切氈表面改性技術研究(ZL200810121473.1、ZL200910155751.X、ZL200910155752.4、鑒定證書:建材鑒字[2015]第014號)做出了突出貢獻。
 
       第4完成人:邢文忠工程師玻璃研究中心主任
       工作單位:巨石集團有限公司
       完成單位:巨石集團有限公司
       創造性貢獻:項目主要參與人員,負責玻璃配方的研究及產業化。對創新點1中無硼無氟玻璃配方技術(美國發明US8334228、美國發明US8912107B2、ZL200910099978.7)、創新點2中提出高COD還原性硫澄清與高吸熱率玻璃控制技術(鑒定證書:建材鑒字[2015]第014號)做出了突出貢獻。
 
       第5完成人:顧桂江高級工程師科技管理部總經理
       工作單位:巨石集團有限公司
       完成單位:巨石集團有限公司
       創造性貢獻:項目主要參與人員,從事玻璃配方和廢棄物綜合利用技術的研發。對創新點1中新型礦物原料的開發(美國發明US8912107B2)、創新點3中玻纖廢氣淤泥循環利用技術(ZL201010618802.0)做出了突出貢獻。
 
       第6完成人:章林工程師玻璃研究中心副主任
       工作單位:巨石集團有限公司
       完成單位:巨石集團有限公司
       創造性貢獻:項目主要參與人員,從事玻璃配方和廢棄物綜合利用技術的研發。對創新點1中三元混合堿土效應增強抗玻璃析晶技術,和全方位粒度級配與高熔成率配合料控制技術(美國發明US8912107B2、美國發明US8334228、ZL200910099978.7)、創新點3中廢絲循環利用技術和高爐礦渣應用技術(《含高爐礦渣的無堿玻纖配合料熔制過程的研究》,鑒定證書:建材鑒字[2015]第014號)做出了突出貢獻。
 
       第7完成人:何壽喜高級工程師工程技術中心主任
       工作單位:巨石集團有限公司
       完成單位:巨石集團有限公司
       創造性貢獻:項目主要參與人員,負責項目綠色化生產技術的研發。對創新點3中全效三脫廢氣處理技術、污水深度凈化技術和廢氣余熱梯級利用技術(ZL201210402123.9、ZL200810162700.5、ZL201020602758.X)、做出了突出貢獻。
 
       第8完成人:張燕高級工程師產品研發總工程師
       工作單位:巨石集團有限公司
       完成單位:巨石集團有限公司
       創造性貢獻:項目主要參與人員,負責直接紗類高性能玻璃纖維表面改性技術的研究。對創新點1中風能織物和耐超高電壓絕緣子用玻璃纖維的表面改性技術(ZL200910155657.4、ZL200910155658.9)做出了突出貢獻。
 
       第9完成人:張志堅高級工程師產品研發中心主任
       工作單位:巨石集團有限公司
       完成單位:巨石集團有限公司
       創造性貢獻:項目主要參與人員,負責短切類高性能玻璃纖維表面改性技術的研究。對創新點1中短切類高性能玻璃纖維表面改性技術的研究(ZL200910154746.7)做出了突出貢獻。
 
       第10完成人:葉鳳林高級工程師浸潤劑配置技術主任工程師
       工作單位:巨石集團有限公司
       完成單位:巨石集團有限公司
       創造性貢獻:項目主要參與人員,負責高性能玻璃纖維表面改性技術專用浸潤劑原料的研究。對創新點1中透明板材用的玻纖浸潤劑等助劑的研究(ZL200910102155.5)做出了突出貢獻。
       第11完成人:方長應工程師窯爐結構技術副主任工程師
       工作單位:巨石集團有限公司
       完成單位:巨石集團有限公司
       創造性貢獻:項目主要參與人員,負責窯爐結構的設計和開發。對創新點2中立體式純氧燃燒技術和新型超長通路結構(ZL201420600494.2、ZL201320839637.0、鑒定證書:建材鑒字[2015]第014號)做出了突出貢獻。
 
       第12完成人:沈培軍助理工程師窯爐熱工技術副專業工程師
       工作單位:巨石集團有限公司
       完成單位:巨石集團有限公司
       創造性貢獻:項目主要參與人員,從事窯爐熱工技術的開發。對創新點2中窯爐燃燒器和窯爐數學模擬技術研究(ZL201320556107.5、鑒定證書:建材鑒字[2015]第014號)做出了突出貢獻。
 
       第13完成人:邵建松高級工程師制品工藝主任工程師
       工作單位:巨石集團有限公司
       完成單位:巨石集團有限公司
       創造性貢獻:項目主要參與人員,負責自動化工程技術開發。對創新點2中窯機器人卸筒和智能立體庫等技術(鑒定證書:建材鑒字[2015]第014號)做出了突出貢獻。
 
       第14完成人:俞力鋒助理工程師窯爐熱工技術副主任工程師
       工作單位:巨石集團有限公司
       完成單位:巨石集團有限公司
       創造性貢獻:項目主要參與人員,從事窯爐熱工技術的開發。對創新點2中矩陣式電助熔技術(鑒定證書:建材鑒字[2015]第014號)做出了突出貢獻。
 
       第15完成人:朱琦鑫工程師纖維成型技術副主任工程師
       工作單位:巨石集團有限公司
       完成單位:巨石集團有限公司
       創造性貢獻:項目主要參與人員,負責纖維成型技術裝備的設計開發。對創新點2中抗蠕變大漏板、漏板分區溫度控制技術(ZL201120234292.7、ZL201220749694.5、鑒定證書:建材鑒字[2015]第014號)做出了突出貢獻。
       八、主要完成單位及創新推廣貢獻
       巨石集團有限公司是大的玻璃纖維制造企業,作為項目完成單位,全面負責高性能玻璃配方技術、高質量低能耗熔制技術、玻璃纖維成型技術、玻璃纖維表面改性技術、綠色制造與智慧生產技術的集成開發和項目的整體推廣應用,項目已在國內15條生產線推廣應用,并建成單窯產能大的12萬噸高強度高模量玻璃纖維大型池窯生產線。實現了玻璃配方的更新換代,大幅提升了玻璃纖維產品的性能,產品的性能和質量達到國際水平,提高了企業的核心競爭力,擴大和提高了產品的市場占有率,為企業創造了良好的經濟效益,也為行業的發展做出了貢獻。
       九、完成人合作關系說明
       本項目由巨石集團有限公司獨立研發完成。為了確保項目的順利進行,公司抽調玻璃配方研究、浸潤劑開發和玻纖產業化技術裝備領域的技術骨干,成立了專門的項目組,主要成員有張毓強、曹國榮、楊國明、邢文忠、顧桂江、章林、何壽喜、張燕、張志堅、葉鳳林、方長應、沈培軍、邵建松、俞力鋒和朱琦鑫15人,攻克了玻璃配方及表面改性、規?;a、智能制造和綠色制造等一系列技術難題,實現了高性能玻璃纖維的大規模池窯化生產,使產品的性能更高、能耗物耗更低、排放更少,形成了一整套具有自主知識產權的高性能玻璃纖維低成本大規模生產關鍵技術及裝備,成果整體技術達到國際先進水平,個別技術達到國際水平。該團隊2011年被評為“浙江省重點創新團隊”。
 

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