巖棉（rock wool），也稱巖棉纖維，是一種無機化合物纖維。巖棉起源于夏威夷王國。當夏威夷島第一次火山噴發(fā)之后，島上的居民在地上發(fā)現(xiàn)了一縷一縷融化后質(zhì)地柔軟的巖石，這就是最初人類認知的巖棉纖維。現(xiàn)代工藝是以玄武巖、白云石等為主要原料，在1450℃以上高溫下熔化后采用國際先進的四軸離心機高速離心成纖維，同時噴入一定量粘結(jié)劑、防塵油、憎水劑后經(jīng)集棉機收集、通過擺錘法工藝，加上三維法鋪棉后進行固化、切割，形成不同規(guī)格和用途的巖棉產(chǎn)品。
巖棉具有不燃、體輕、化學穩(wěn)定性好、吸聲系數(shù)高、導熱系數(shù)低等優(yōu)點。
由巖棉制成的材料稱為巖棉制品，一般分為絕熱材料和吸聲材料兩大類，用途相當廣泛，主要用于：工業(yè)、建筑、船舶和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。中國巖棉行業(yè)纖維平均直徑主要在3μm至7μm，渣球含量極低（粒徑大于0.25mm），小于等于7%，根據(jù)格里菲斯微裂紋理論可理解：單纖維直徑越細，纖維強度越高。
巖棉成分
巖棉主要化學成分為二氧化硅（SiO?，占比46%）、氧化鈣（CaO，占比28%）、氧化鋁（Al?O?，占比15.6%）、氧化鎂及微量的鈉、鉀、錳等，此外還有氧化鐵(三氧化二鐵或氧化亞鐵)，氧化鐵和堿金屬氧化物等，呈微堿性反應(yīng)。因其在高溫下制成，故不帶病原菌，也幾乎不具離子吸附能力。而利用工業(yè)廢渣制成的巖棉通常稱礦渣棉，因其廢渣來源不同，還可能有少量的其他氧化物。
發(fā)展歷史
巖棉起源于夏威夷王國。當夏威夷島第一次火山噴發(fā)之后，島上的居民在地上發(fā)現(xiàn)了一縷一縷融化后質(zhì)地柔軟的巖石，這就是最初人類認知的巖棉纖維。現(xiàn)代巖棉是模擬了火山噴發(fā)后熔巖高溫熔化巖石這一自然過程來制造生產(chǎn)的。20世紀30年代，歐洲在工廠內(nèi)將天然巖礦石等原料在沖天爐內(nèi)熔融后，然后由下部料口流出，經(jīng)滾式離心機用絲成型。也可采用池窯或電弧爐熔化并用盤式離心或噴吹成型。到2016年，丹麥、芬蘭、荷蘭、瑞典、法國、德國、日本、澳大利亞、意大利、美國等國家具有領(lǐng)先世界的生產(chǎn)技術(shù)及裝備，歐洲大規(guī)模的巖棉制品生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)及裝備已經(jīng)更新至第四代、第五代，與原有的技術(shù)存在非常大的差異。
中國于20世紀50年代末，開始引進礦棉生產(chǎn)技術(shù)，直至20世紀70年代末才開始建成產(chǎn)業(yè)。20世紀80年代，中國分別從6個國家引進了10多條不同風格、不同規(guī)模的礦棉生產(chǎn)線，從此，奠定了中國巖棉的發(fā)展基礎(chǔ)。1995年，西斯爾(CSR)集團進入中國，在廣州市建立巖棉生產(chǎn)工廠，這是中國巖棉生產(chǎn)的先例，之后通過南京玻璃纖維研究設(shè)計院(簡稱玻纖院)對巖棉生產(chǎn)技術(shù)進行國際引進及逐步消化，直到2008年，巖棉才真正做到國產(chǎn)化。
巖棉特性
酸度系數(shù)MK
MK =(SiO2+Al?O?) / (CaO+MgO)
一般MK值控制在1.2 ~1.8范圍，MK值愈大，巖棉的耐溫性和化學穩(wěn)定性愈好。
理化性質(zhì)
巖棉纖維細長，其直徑為3~7μm，產(chǎn)品容重60 ~ 200kg/m3，安全使用溫度600℃，導熱系數(shù)(70℃)低于0.044瓦/(米·開)，吸聲系數(shù)(1000~ 4000赫茲)為0.6 ~0.8。
巖棉體輕、不燃、化學穩(wěn)定性好、導熱系數(shù)低且吸聲系數(shù)高，作為絕熱、吸聲材料被廣泛應(yīng)用于工業(yè)熱網(wǎng)管道、容器的絕熱工程及建筑絕熱吸聲裝飾領(lǐng)域，其制品具備防火保溫特性，是建筑保溫領(lǐng)域的常見材料。需注意的是，直接接觸巖棉纖維可能刺激皮膚，引發(fā)紅斑、瘙癢、腫脹等過敏反應(yīng)或接觸性皮炎，嚴重時可發(fā)展為濕疹；長期接觸巖棉粉塵則可能誘發(fā)肺塵病、結(jié)膜炎、角膜炎等疾病，表現(xiàn)為咳嗽、咳痰、呼吸困難，以及眼睛干澀、異物感、疼痛等癥狀，塵肺嚴重時甚至會導致呼吸衰竭。
生產(chǎn)工藝
巖棉的生產(chǎn)過程是模擬夏威夷火山噴發(fā)這一自然過程，巖棉產(chǎn)品均采用優(yōu)質(zhì)玄武巖、白云石等為主要原材料，經(jīng)1450℃以上高溫熔化后采用國際先進的四軸離心機高速離心成纖維，同時噴入一定量粘結(jié)劑、防塵油、憎水劑后經(jīng)集棉機收集、通過擺錘法工藝，加上三維法鋪棉后進行固化、切割，形成不同規(guī)格和用途的巖棉產(chǎn)品。巖棉制品分為絕熱材料和吸聲材料兩大類，前者以PF為黏結(jié)劑，經(jīng)固化加工制成，其制品主要有氈、板、帶、管、繩和粒狀棉等；后者以淀粉為黏結(jié)劑制成，其制品主要是裝飾材料。
主要工藝
沉降法
沉降法工藝的主要生產(chǎn)流程是高溫熔體經(jīng)離心吹制，形成巖棉纖維，在沉降室的輸送帶上堆積，達到一定厚度以后，經(jīng)過加壓進入固化爐，沉降室法巖棉的纖維為平面分布，密度和粘結(jié)劑的均勻性較差，影響板的抗壓性能和層間結(jié)合強度。
擺錘法
擺錘法是在沉降法的基礎(chǔ)上，通過改進收棉方法，先由捕集帶收集較薄的巖棉層，經(jīng)擺錘的逐層疊鋪，達到一定的層數(shù)和厚度，再由加壓輥進行壓制，進入固化爐固化，再經(jīng)冷卻、切割、包裝等工序制成成品。這種方法改善了棉層及所含的粘結(jié)劑的均勻程度，并且由于棉層疊鋪時產(chǎn)生的斜度，纖維呈部分豎向分布，因而抗壓強度和層間結(jié)合強度得到提高。
關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備
1、原料上料系統(tǒng)：自動配料機、控制柜、上料機。
2、熔化系統(tǒng)：爐架、沖天爐、熔化爐料位控制系統(tǒng)、除塵器、廢氣燃燒爐、廢氣引風管路、廢氣引風機、換熱器控制柜、熔化爐冷卻系統(tǒng)、熔化爐供風風機、熔化爐供風管路。
3、制棉系統(tǒng)：高速離心機、風機、吹棉風箱、離心機潤滑系統(tǒng)、水泵及冷卻系統(tǒng)、電控柜、除渣機。
4、巖棉施膠系統(tǒng)：激光熔巖跟蹤系統(tǒng)計量泵、噴膠頭、控制柜。
5、集棉及布棉系統(tǒng)：集棉機及擺錘布棉機控制柜、集棉引風機、集棉除塵器。
6、制板系統(tǒng)：布棉輸送機、加壓打褶機、固化爐、主動力總成、控制柜。
7、固化爐防爆系統(tǒng)：天然氣檢測系統(tǒng)、防爆風機、防爆管路、控制柜。
8、切割系統(tǒng)：冷卻輸送機、冷卻風機、縱向切割機、橫向切割機切割計量裝置、控制柜、切割機動力系統(tǒng)。
9、切割除塵系統(tǒng)：袋式除塵器、除塵管路、除塵風機。
10、固化爐熱風系統(tǒng)：耐熱風機、燃氣熱風爐、燃氣燒嘴、熱風管路。
11、廢邊回收系統(tǒng)：粉碎機、碎邊回收風機、碎邊回收管路。
12、輔助設(shè)備：制膠設(shè)備、自動碼垛機、包裝機、分條機。
以上參考資料
用途
建筑節(jié)能
巖棉作為防火材料，大量應(yīng)用于外墻外保溫系統(tǒng)。巖棉在建筑上的應(yīng)用主要有外墻外保溫、防火隔離帶、屋面保溫等3種應(yīng)用形式。中國把巖棉作為建筑保溫材料，特別是應(yīng)用在對防火要求很高的公共建筑和高層建筑領(lǐng)域及民用建筑領(lǐng)域。
工業(yè)保溫
巖棉也廣泛應(yīng)用工業(yè)保溫領(lǐng)域，由于巖棉材料的半硬質(zhì)和軟質(zhì)材料雙重特點，巖棉板作為半硬質(zhì)材料，可做30°以內(nèi)的彎曲，大型設(shè)備無論是方是圓，均可應(yīng)用巖棉保溫材料，也可用作小設(shè)備或大直徑管道保溫，既可彎曲又很平整，施工非常方便。有水冷壁管及其他溫度不超過500攝氏度的爐墻，可用巖棉氈或巖棉板代替保溫磚，有效減輕大型火力發(fā)電鍋爐或快裝鍋爐整體重量。
船舶制造
復合巖棉板艙室材料作為一種新型不燃艙室材料，在造船業(yè)得到廣泛采用。中國制造的復合巖棉板質(zhì)量基本接近國際同類產(chǎn)品，早在20世紀90年代末，中國各大造船廠基本完成了復合巖棉板取代硅酸鈣板、國產(chǎn)復合巖棉板取代進口復合巖棉板的過程。巖棉良好的隔音性能，能為海上平臺、各類船舶提供舒適的工作與生活空間；被廣泛應(yīng)用于甲板、艙壁、管道、浮動地板、天花板等。
農(nóng)業(yè)應(yīng)用
巖棉在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，是伴隨無土栽培技術(shù)的不斷成熟而發(fā)展起來的，丹麥、法國、美國、西班牙、波蘭和荷蘭都有廠家專門生產(chǎn)農(nóng)用巖棉。隨著中國設(shè)施農(nóng)業(yè)的發(fā)展和溫室設(shè)施的推廣，中國也成為設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展速度和現(xiàn)有溫室面積較大的國家之一。
發(fā)展方向
中國國家政策帶動國內(nèi)巖棉市場需求增加，巖棉作為一種無機化合物的外墻外保溫材料，以往在建筑市場的占有率大概為10%左右。隨著各界對建筑安全和消防認識的普遍提升，建筑業(yè)對巖棉材料的需求逐漸增加，2011年以來，巖棉板的價格由42元/立方米左右已上漲至240元/立方米。巖棉產(chǎn)品質(zhì)量和安全性將成為巖棉行業(yè)發(fā)展的主要關(guān)鍵，廠商需要持續(xù)加強產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)、提高產(chǎn)品質(zhì)量同時保證產(chǎn)品的衛(wèi)生安全性，而生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新是未來行業(yè)發(fā)展的主要推動力；中國國內(nèi)市場份額競爭加劇，行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)需要提高市場占有率，進一步拓寬國際市場未來新的重點。
參考資料 >
巖棉.中國大百科全書.2023-11-01
不是棉花的巖棉.百家號.2025-08-15
不是棉花的巖棉.今日頭條.2023-11-01
淺析巖棉四大應(yīng)用領(lǐng)域.新浪地產(chǎn).2023-11-07
巖棉業(yè)為綠色建筑發(fā)展提供強有力支撐.澎湃新聞.2023-11-07
巖棉保溫材料在國外市場的應(yīng)用與產(chǎn)量.中國保溫網(wǎng).2023-11-07
巖棉的起源與發(fā)展 巖棉及其制品的相關(guān)行業(yè)標準.廣材網(wǎng).2023-11-07
李學國: “雙碳”目標給巖棉行業(yè)發(fā)展帶來重大機遇.澎湃新聞.2023-11-07
巖棉板生產(chǎn)工藝流程 巖棉板生產(chǎn)線要用到哪些設(shè)備.今日頭條.2023-11-01
淺析現(xiàn)代社會中巖棉板的四大應(yīng)用領(lǐng)域.中國保溫網(wǎng).2023-11-07
巖棉應(yīng)用四大領(lǐng)域.搜狐網(wǎng).2023-11-07
巖棉應(yīng)用四大領(lǐng)域.中國保溫網(wǎng).2023-11-07
巖棉保溫材料的優(yōu)勢與應(yīng)用.搜狐網(wǎng).2023-11-07
智研咨詢發(fā)布:中國巖棉行業(yè)市場研究報告(2023-2029年).雪球.2023-11-01