泡沫玻璃-研究报告-new.docx

精品文档泡沫玻璃目录泡沫玻璃1一、概述21.泡沫玻璃的性质22.泡沫玻璃的分类33.泡沫玻璃的应用4二、生产工艺过程51 泡沫玻璃原料的选择52 泡沫玻璃原料的清洗和破粉碎53 发泡剂的选择和混合64 助熔剂和改性剂65 烧制工艺过程66 脱模与退火6三、市场需求6四、泡沫玻璃生产发展现状8五、生产投资分析101.原辅材料来源102.主要生产技术指标113.投资情况114.生产成本125.经济效益分析13六、风险分析13一、概述泡沫玻璃(foam glass)也称多孔玻璃，它是一种含有无数封闭气泡，气孔率达90%以上，由气泡组成的隔热玻璃材料。泡沫玻璃以废玻璃、粉煤灰、云母、珍珠岩、浮石粉、火山灰等为主要原料生产制成，是房屋建筑尤其是21世纪世界各国崛起的新型建筑、高层及超高层建筑物理想的墙体吸音、保温、隔断材料。泡沫玻璃最早是由美国彼兹堡康宁公司发明的，制作过程由碎玻璃、发泡剂、改性添加剂和发泡促进剂等，经过细粉碎和均匀混合后，再经过高温熔化，发泡、退火而制成的无机非金属玻璃材料，其品种有白色、各种不同程度的黄色、棕色及纯黑色等。1. 泡沫玻璃的性质泡沫玻璃的独特结构造就了其优异性能。由于属无机材料，所以有良好的化学稳定性，耐腐蚀性强，耐紫外线及热辐射性好，高温不分解，低温不变质，不氧化，不燃烧，防火性能优良。与一般材料相比，泡沫玻璃机械性能高，可承受负载较大，易加工，且加工中不易变形，与其他材料相容性好。干燥常温状态下泡沫玻璃的导热系数较小为0.040.6w/(m K)。但在低温或超低温状态下，水气、冷凝水不可避免，越易吸水隔热性能越差。由于闭孔泡沫玻璃吸水率极低、不吸湿，所以不会因吸水而导致导热系数增大，而表现出极好的保温保冷性。泡沫玻璃具有良好的抗冻性。在超低温状态下，强度和其他性能无明显变化。作为隔冷材料有广泛的适应性和耐久性。泡沫玻璃的膨胀系数在51010-6/K，只有有机隔热层的1/51/10，因而不会因膨胀对材料本身产生破坏，能适应复杂环境，并且使用温度范围较广另外，泡沫玻璃的密度小、质量轻，可通过调整技术参数满足不同使用要求;吸声消音性好，吸声系数高，是优良的吸声材料；原料主要是废弃物或天然矿物，本身无毒、无放射性和腐蚀性，对环境无害，有着优异的环保特性。由于泡沫玻璃属于新兴的建筑材料，不同于传统建材，所以其具有一些新的优良的性能指标。l 泡沫玻璃保温隔热材料主要性能指标项 目单 位参数值项 目单 位参数值密度（容重）kg/m150500抗压强度MPa0.5导热系数-100w/mk0.041抗折强度MPa0.6-50w/mk0.047吸湿率%0.000w/mk0.060使用温度-270450体积吸水率%0.5线膨胀系数1/910l 泡沫玻璃吸声材料主要性能指标吸声系数频率（HZ）125500100020004000吸声系数 0.210.330.450.480.60容 重 170190千克/立方米开孔率52%抗压强度0.5MPa燃烧性不燃抗折强度0.6MPa使用温度400泡沫玻璃与其他同类建材相比，由于泡沫玻璃内部具有无数微小气泡，使之性质不同于普通玻璃。泡沫玻璃不但具有密度小、强度高、导热系数小等物理性质，同时还具有的保温、隔热、吸声、防潮、防水、防火等功能。与其它建筑材料相比，泡沫玻璃材料克服了珍珠岩、轻质碳酸钙、泡沫塑料、软木等存在的种种缺陷，在性能价格比方面具有较大优势。2. 泡沫玻璃的分类按用途分：隔热泡沫玻璃、吸声泡沫玻璃 按所用原料分：普通泡沫玻璃、石英泡沫玻璃、熔岩泡沫玻璃 按外形分：平板（代号P）、管壳（代号G） 按密度分：150kg/m、151180 kg/m等3. 泡沫玻璃的应用泡沫玻璃密度小、强度高、导热系数小等物理性质，同时还具有的保温、隔热、吸声、防潮、防水、防火等功能使得其在国外的建筑行业广泛应用。同时它的保温隔热、防水、防潮、防火、耐酸碱、密度小、机械强度高等一系列优越性能，使其具有玻璃材料本身所固有的永久性、安全性、可靠性、防化学腐蚀性和不受蚁鼠侵害等优点，可应用在中温保温隔热、建筑内外墙的保温隔热、防水防潮工程、装饰工程、石油化工、冷藏、地铁和地下工程等领域。泡沫玻璃是新型优质的无机刚性绝热材料，又是高效节能的建筑材料。它利用废旧玻璃，可减轻环境污染，提高资源利用率。主要用于冷库，地下输油管道及建筑物的墙体与屋顶，其绝热保温作用佳。泡沫玻璃保温隔热建筑材料因其轻质、节能、节土、利废、环保的特点，成为近年来建筑行业发展新重点。因而，泡沫玻璃又具有新型“环境材料”的美誉。吸声消音用泡沫玻璃不仅能起到良好的降噪作用，而且具有质轻、不燃、不腐及受潮、吸水后不软化等特点，因此被广泛用于游泳馆、地铁、食品和纺织车间等潮湿、防火并有低噪要求的建筑工程中。建筑装饰用泡沫玻璃具有质轻、美观、耐热抗冻和防污自洁等诸多优异性能，是一种理想的墙面装饰材料。吸声消音用和绝热保温用泡沫玻璃在适当的工艺下也可做成彩色制品，既起到吸声、保温作用，又不失为一种良好的装饰材料，具有双重作用。另外，泡沫玻璃还有一个很有前景的应用是利用其高的吸水率(吸水率达50%70%)用作绿化保水材料，将其固定在岩石基斜坡上，由于泡沫玻璃中的开口气孔吸收了大量水分，当坡面因失水变干时，泡沫玻璃中储存的水分，可继续供给土壤和树根，同时交错拼接的泡沫玻璃还能阻止水土流失。作为泡沫玻璃保温隔热材料，泡沫玻璃已在石油化工行业得到了成功应用，如大庆、燕山石化、齐鲁石化、扬子石化、辽河油田、锦西石化等；在热电厂的烟囱内壁保温和建筑屋顶的保温隔热、外墙保温及防水等也有成功应用的事例。其作为建筑墙体材料又是一个新领域。作为吸声材料，吸音泡沫玻璃在发达国家已广泛用于地铁、地下军事设施、隧道、工厂车间、音乐厅、剧场和大会堂等建筑中，以及飞机场周围建筑物外表，以降低噪音。国内在九十年代陆续用于上海地铁、广州地铁、人民大会堂空调机房和风道的降噪吸声材料。近年又用于上海市内高架路两旁的吸音墙。二、生产工艺过程泡沫玻璃利用废弃玻璃、粉煤灰、炉渣以及富含玻璃相的尾矿为主要原料，添加发泡济、改性剂、促进剂等经粉碎均匀混合成配合料，放置在特定模具中经过750900熔化、发泡、退火形成的一种内部充满无数均匀气泡的多孔玻璃材料。该玻璃中气泡占总体积的8095%，气泡的直径约为0.53毫米，其密度为150500千克/立方米，仅有普通玻璃的十分之一左右。1 泡沫玻璃原料的选择废玻璃的性质对泡沫玻璃制品的质量和生产工艺制度都有重要影响。制造泡沫玻璃所选用的废玻璃应满足下列基本条件：低的发泡温度和在发泡温度范围内较小的结晶倾向；在发泡温度范围内，玻璃的粘度变化率要小，烧成温度范围宽，利于获得泡径均匀的泡沫玻璃;含有适量的供氧组分，这类组分的多少会影响到玻璃的发泡膨胀能力；具有较好的化学稳定性和较低的热膨胀性。2 泡沫玻璃原料的清洗和破粉碎将收集来的废弃保温瓶玻璃用清水冲洗数遍，除去灰尘、污物再将干净的碎玻璃放人烘箱中烘，用球磨机将碎玻璃进行破粉碎，约24 h。玻璃粉的粒度要适中，若颗粒过粗，膨胀性差，形成粗大的泡沫玻璃；反之，膨胀性好，但不利于发泡剂的均匀混合一般要求玻璃粉的粒度能全部通过140目筛(粒径为100m)。磨好的玻璃粉要一直放在烘箱里保持干燥，以备使用；否则，潮湿的玻璃料粉不利于均匀发泡。3 发泡剂的选择和混合用于泡沫玻璃的发泡剂有碳黑、碳化硅、碳酸钙、白云石粉、金云母、石墨、二氧化锰等。不同的发泡剂要求的发泡温度和发泡时间不同，所制成的泡沫玻璃的孔径和孔壁的薄厚也不同。发泡剂与玻璃粉必须充分均匀混合；混合时要防止有机物或粉尘混人原料中，以免产生异常发泡部位，而导致产品质量下降。混合时间与混合方法、设备及混合强度有关。4 助熔剂和改性剂助熔剂根据配方不同，可以选择是否采用助熔剂。如果要求的熔融温度较高，则可适当加人助熔剂。一般采用的助熔剂有氟硅酸钠、碳酸钠、乙二氨盐等。改性剂: 加人适量的改性剂能够改善泡沫玻璃的性能，增大发泡温度范围，减少连通孔，提高机械强度，提高成品率。一般采用的改性剂有三氧化二锑、翩砂、焦磷酸钠、硫酸钡等。5 烧制工艺过程粉状原料经过完全棍合均匀后。装人发泡模具中，在加热炉内加热，加热温度750-960。为了能使粉料均匀发泡，加热速度最好控制在一定范围内。如果升温速度太快，不仅发泡大小不均，而且对金属模具的使用寿命亦有影响.泡沫玻璃的烧制工艺大致分为4个阶段:预热、发泡、稳定、退火。6 脱模与退火为了防止玻璃与金属模具的枯结，事先应在金属模具的内壁涂刷一层脱模剂，这种脱模剂是采用硅酸铝粉、硅酸和水按一定比例配合而成的。整个退火时间比较长，退火时间根据配方而定，目的是使成品不开裂，不存在内应力。三、市场需求生产泡沫玻璃的原材料价格低廉，资源丰富，当前建筑工程对这类新材料的需求又相当迫切，其开发应用前景广阔。20世纪70年代后，国外普遍重视保温节能材料的生产和在建筑中的应用，力求大幅度减少能源的消耗量，从而减少环境污染和温室效应。国外该工业已经有很长的历史，建筑节能用保温材料占绝大多数，而新型保温材料也正在不断地涌现。1980年以前，中国保温材料的发展十分缓慢，但中国保温材料工业经过30多年的努力，特别是经过近20年的高速发展，不少产品从无到有，从单一到多样化，质量从低到高，已形成取膨胀珍珠岩、矿物棉、玻璃棉、泡沫塑料、耐火纤维、硅酸钙绝热制品等为主的品种比较齐全的产业。中国建筑节能材料的市场较大，尤其是建筑保温材料。中国房屋住宅的能量损失大致为墙体约占50%；屋面约占10%；门窗约占25%；地下室和地面约占15%。建筑材料工业协会发布的2010年建筑节能目标与2020年建筑节能远景规划目标阐明了到2020年我国建筑节能目标分两阶段完成，第一阶段到2010年止，全面启动建筑节能和推广绿色建筑，平均节能率达到50已基本实现，而北京、天津等少数大城市率先实施节能率为65的地方建筑节能标准。目前处在第二阶段从20102020年，建立健全的建筑节能标准体系，编制出覆盖全国范围的配套的建筑节能设计、施工、运行和检测标准，以及与之相适应的建筑材料、设备及系统标准，用于新建和改造居住和公共建筑，包括采暖、空调、照明、热水及家用电器等能耗在内。所有建筑节能标准得到全面实施。这10年间平均节能率要达到65，东部地区要达到更高的标准。这意味着在今后15年内，一些建筑的节能率要达到75的标准。需对建筑外墙进行全面改造，墙体保温材料的市场将会大幅度增加。这些都意味着建筑节能材料市场今后相当一段时间内都将需求大量机械性能优良、节能效果显著以及价格低廉的产品。建筑节能的首要任务在于墙体节能，因此，提高建筑物墙体绝热性能是降低建筑能耗的关键。目前，我国正在积极开发和生产墙体绝热材料，使其能够提高墙体热阻，降低墙体传热系数。绝热墙体材料在未来的市场应有较好的发展前景。我国优先发展的建材制品包括：新型墙体材料（粘土空心制品，利废制品和非粘土制品）和新型保温材料。目前，泡沫玻璃已被列入国家重点推广和发展的新型建材目录。泡沫玻璃建筑保温材料已被编入建筑屋顶面和外墙外保温建筑标准图集，为泡沫玻璃在建筑保温节能领域的应用奠定了基础。 据统计，我国建筑耗能占能源消费总量的23.1%，而各类建筑物每年的采暖，制冷能耗又占全国总能耗的10%左右。我国城镇居民住宅建筑竣工面积，再加上其它公共建筑，总建筑竣工面积将达到上百亿平方米以上，这样大规模的房屋建筑，墙体材料占建筑材料的70%左右，其需求量可想而知。保温隔热材料与制品是影响建筑节能一个重要的影响因素，建筑保温材料的研制与应用越来越受到世界各国的普遍重视。开发生产泡沫玻璃这类高效节能建筑保温材料十分必要，它可以变废为宝，原材料价格低廉，资源丰富，减少污染，利于环境保护。同时，泡沫玻璃的生产工艺及设备简单，投资少，成本低，施工方便，集保温与环保于一身，是一种很有发展前途的新型保温节能材料。而当前建筑工程对这类新材料的需求又相当迫切，开发应用前景广阔。作为泡沫玻璃这种全新的低成本绿色节能环保产品，必将在我国新型墙体材料的发展中发挥重要作用。从环保层面来讲，泡沫玻璃材料的研制立足于废物利用，改善环境。目前，我国每年粉煤灰排放量约800012000万吨，居世界前列，这些粉煤灰的排放占用了大量的土地，并对环境造成了一定的污染。我国目前的综合利用率仅有3040%。而废玻璃的回收利用率更低。国外发达国家已经较好地将其用于建筑材料的生产上。与其相比，我国的利用水平尚有差距。在我国每年产生的大量固体垃圾中，包括了各类民用、建筑、医用玻璃废弃物，而这些有用的废弃物并没有得到有效回收利用，只是被堆积、乱扔和抛弃掉。泡沫玻璃的诞生及其研制成功为消化废玻璃和粉煤灰开辟了一条有效途径，使社会资源得以再生利用，并且较好的解决固态垃圾对环境的污染。因此符合国家的产业政策，所得税可争取减免，属于国家大力提倡和发展的产业，市场前景广阔，投资利润率高，经济效益和社会效益显著。随着我国人民生活水平的提高，对减少环境噪音污染的要求和对公共场所听音效果的要求不断提高，同时国家有关部门对公共设施的防火安全也有越来越高的要求，吸声泡沫玻璃也将被越来越广泛的使用。四、泡沫玻璃生产发展现状泡沫玻璃是首先由法国St.Gobain公司研制成功的。随后，美、德、前苏联、英、捷克、日本等国发表了有关泡沫玻璃研制和生产的许多专利和研究报告。当前，国际上最大的生产厂商为美国康宁和日本纺绩公司等。美国是世界上生产泡沫玻璃最早的国家之一，年生产总量在上千万立方米，曾垄断国际市场长达50多年。中国及其周边国家，虽然已认识和使用该材料，但尚无批量生产的厂家。20世纪70年代中期，泡沫玻璃在我国国内开始进行小批量商品化生产。经过绝热泡沫玻璃，开发出了彩色吸声泡沫玻璃，中密度建筑用隔热泡沫玻璃，低硼钠硅钙泡沫玻璃，中性泡沫玻璃，清洁泡沫玻璃，彩色泡沫玻璃保温(装饰)墙面砖等多种不同用途的产品。产品的应用市场，也从乙烯深冷设备绝热发展到冶金、冷库、热力、地下建筑、房屋墙体和屋面等各个领域，并且也有少量出口到东南亚国家。特别是在2001年10月，泡沫玻璃列入国家GB502071994屋面工程技术规范的所推荐的屋面保温材料后，国内泡沫玻璃产业有了很大的发展机遇。但是，在以往国内泡沫玻璃生产发展过程中，由于缺乏规划和行业指导，也存在着不少单位(约有十余家)采用不成熟的技术和设备，在对市场需求缺乏了解的情况下，盲目上马重复投资，造成开后倒闭的教训；同时，也有一些厂家上马后，不是去开拓新市场大家都挤在“石化”竞相杀价，结果是大家无利可图，反过来也影响到泡沫玻璃产业的发展和提高。自1976年起至今，国内曾先后建办过约几十家泡沫玻璃生产厂(或车间)，到90 年代开始已形成一定规模的生产能力，泡沫玻璃质量已经达到美国ASTM 标准要求，产品不仅可供国内市场，并已开始出口。据悉，目前国内生产泡沫玻璃已形成一定规模能力的企业主要有：l 山东黑山玻璃集团有限公司1981年建厂，以生产高硼硅耐热玻璃为主，生产钠钙硅玻璃为辅。集团公司包括淄博黑山玻璃有限公司、淄博克莱斯特轻工制品有限公司、清大诚祥机械科技有限公司、淄博晶能玻璃制品有限公司。新上项目有铁路、列车金属配件，机械加工，玻璃制品深加工工艺。新上微晶泡沫玻璃生产线三条，年产隔热泡沫玻璃10立方米，填补了省内的空白。产品销往全国及世界各地。l 中泰天成公司2001年2月15日注册成立，目前拥有土地130000平方米，其中厂房68000平方米，国内最先进生产线5条，总资产1.2亿元，泡沫玻璃产能达到10万立方米，产品质量达到美国ASTM标准，为中国北方最大的泡沫玻璃生产基地。l 浙江振申绝热科技有限公司1988年，振申绝热创建，起先为一家保冷安装公司，后来着手生产保冷材料，并逐渐成长为国内保冷行业的龙头企业。振申绝热占地面积150亩，厂房面积50000平方米，办公楼面积8000平方米。现有员工总数500多人，其中专业技术人员近百人，已拥有固定资产3.5亿元。年产泡沫玻璃100000m3l 淄博晶能玻璃有限公司占地面积22000平方米，现有员工180人，其中工程师10人，中级以上技术人员80人，年生产各型号泡沫玻璃50000 m3l 北京艳美佳绝热泡沫玻璃有限公司：以廊坊为生产基地，北京为销售龙头，在长江以北地区、华北、东北、京津等地专业生产泡沫玻璃的公司。年生产泡沫玻璃20000m3l 嘉兴市德和绝热材料有限公司：始建于1976年，对泡沫玻璃的生产研究已有30多年的历史, 年生产能力：泡沫玻璃20000m3l 北京中联望城公司：以废玻璃为主要原料，年产10000m3 泡沫玻璃。产品除销往国内市场，还批量出口海外市场l 宜兴凯吉公司：年产已达10000m3，产品高质量常年出口海外市场l 广西建科院泡沫玻璃有限公司（原广西东兰泡沫玻璃厂）广西东兰泡沫玻璃厂为我国南方泡沫玻璃的生产基地。该企业采用国际先进的电加热发泡退火窑批量生产多品种、多规格的泡沫玻璃而著称于国内市场。该企业生产的“建宝”牌泡沫玻璃以其过硬的质量和良好的吸音性能中标用于人民大会堂空调改造工程。工厂从1997 年起就全线技术改造，采用远红外电热炉技术，利用远红外辐射热效应，建成三段温区电热发泡炉，泡沫玻璃优等一级品率连年达产100，产品质量指标达到美国和日本同类产品的标准。l 上海维碧保温材料公司一家中外公资企业，专生产营销各式泡沫玻璃年产量达3000m3；采用国内较先进的燃油加热隧道窑发泡烧成工艺五、生产投资分析利用工业粉煤灰和废玻璃为主要原料生产泡沫玻璃，可大大降低泡沫玻璃的生产成本，有利于推动泡沫玻璃发展，其优良性能及合理价格，在建材领域具有较好的竞争优势。该分析就基于在工业化生产中用废弃碎玻璃及粉煤灰作为主要原料，添加少许矿物料及部分化学药品，经球机粉碎后，装入美国康宁公司标准尺寸的耐热钢模具中，置入加热窑内发泡、退火的工艺。这需至少150千伏安的电力和以燃气为燃料，生产所需设备包括发泡窑、退火窑、粗磨机、细磨机、切割加工设备、电力辅助设备、耐热钢模具、导热系数测定仪、吸声系数测定仪、体积密度测定仪、抗压强度测定仪、抗折强度测定仪等。上述设备除窑炉是非标产品，其它均可在国内购得。以下是采用“二步法”生产泡沫玻璃年产12000立方米泡沫玻璃的原辅料、设备、投资及收益分析：1. 原辅材料来源泡沫玻璃是一种生产成本低而技术附加值高的产品。生产泡沫玻璃的原辅材料的90%以上是碎玻璃、粉煤灰、炉渣。它们的来源非常广泛，玻璃厂家每年就有大约20%的下脚料废弃玻璃急待处理，还有报废汽车的玻璃、建筑工程中的废弃玻璃等，以及热电厂和机关单位锅炉房处的大量粉煤灰，都可成为泡沫玻璃生产的原材料。碎玻璃和粉煤灰不仅价格便宜，而且每吨碎玻璃可以生产大约35立方米的泡沫玻璃毛坯，年产12000立方米泡沫玻璃添加剂是几种化工原料按一定的比例混和而成，在市场上易购得并且价格低廉。因此，生产泡沫玻璃辅助原料充足，消耗量小，综合费用低。2. 主要生产技术指标1、炉内气氛应能在氧化气氛至弱还原气氛之间连续可调，且稳定不变。2、能按生产工艺要求精确控温，按温精度为12。3、炉内横断面的温差：10。4、烟气污染物排放量低：NOX 60ppm，SOX40ppm。5、燃耗：0.7千克液化石油气/千克合格产品（或100立方米天然气/立方米毛坯）。6、毛坯合格率：90%。3. 投资情况l 土建投资建成年产1.2104立方米泡沫玻璃毛坯工业化生产线，需要主厂房面积1620平方米（1890）标准厂房，辅助厂房面积800平方米，约130万元（未算土地费用）。电力需求50千伏安。l 主要设备投资 序号名 称数量报价（万元）备 注1发泡窑1台160专用设备2退火窑1台112专用设备3耐热钢模具1500个75 4破碎机2台5 5筒磨机1台30 6切割加工设备4台20 7其它辅助设备 58称量设备、混合设备、运输设备、分配器 8烘干窑2座15 9干燥室1座12 10小型液化气站 33 合计 520 l 仪器设备投资 序号名 称数量报价（万元）备 注1导热系数测定仪15可外测2吸声系数测定仪110可外测3体积密度测定仪11 4强度测定仪13抗折、抗压5玻璃成分检测仪17 6粒度检测仪15 7泡沫玻璃实验炉220 8实验用破粉碎设备 2 合计 53 l 固定资产合计从土建投资、主要设备投资、仪器设备投资上看，合计固定资产投资703万元。l 流动资金：流动资金200万元。4. 生产成本（产品容重按200千克/立方米计算）l 原辅材料 单位：元/立方米毛坯序号名 称单位单价数量金额备注1碎玻璃及粉煤灰吨2500.250 2辅 料 40脱模剂、发泡剂、发泡辅助剂等合 计 90 l 动力消耗 单位：元/立方米毛坯序号名 称单位单价数量金额备注1电 力度0.56030 2液化气千克2.570175 合 计 205 l 制造费用主要为折旧费及损耗（一般折旧周期10年），设备维修费用（按照设备投资的5%），模具损耗（9个月更换），职工工资及企