建材行业十大科技突破领军人物 | 曹国荣：舞动“风之剑”

为深入贯彻科技强国战略，营造科技创新的浓厚氛围，发挥科技创新在实现“宜业尚品、造福人类”建材行业发展目标及建材行业绿色低碳安全高质量发展中的支撑作用，中国建筑材料联合会于2021年起开始评选建材行业“十大科技突破领军企业”和“十大科技突破领军人物”（简称“双十”）。为更好地树立科技创新典范，弘扬科技创新精神，本刊特开设“科技·突破·领军”专栏，力求走进企业，走近人物，挖掘“双十”企业和人物背后的生动故事，多角度报道他们的突出成就和重大贡献。本期走近2022年度十大科技突破领军人物——曹国荣。

曹国荣的微信名为“风之剑”。这不仅让人联想到那些使用巨石玻纤制成的大型风电叶片，更让人仿佛目睹巨石人披荆斩棘地一路前行。

如今，巨石玻纤占据全球风电市场三分之一的份额，意味着每三支风电叶片中就有一支使用了巨石的产品。30年来，巨石持之以恒开展全面创新、全员创新，瞄准发展制高点，形成了一批具有自主知识产权的世界一流核心技术。作为巨石集团副总裁，曹国荣带领团队成功开发了高性能玻纤配方，填补了国内技术空白，使我国的高性能玻纤在全球市场占据重要位置。

所在领域唯一的中国专利金奖

2022年7月22日，国家知识产权局发布《关于第二十三届中国专利奖授奖的决定》，巨石集团有限公司作为专利的唯一所有权人，凭借发明专利“一种玻璃纤维组合物及其玻璃纤维和复合材料（专利号ZL201580000905.1）”荣获中国专利金奖，这也是纤维及增强复材领域至今唯一获金奖的专利。

因新冠疫情，国家知识产权局没有在当年举办第二十三届中国专利金奖的颁奖仪式，但在当年9月20日于浙江省人民大会堂召开的浙江省知识产权保护和发展大会上，曹国荣代表巨石集团出席大会并上台领奖。

该专利通过首创优化玻纤配方及其配套控制技术，在提高玻纤弹性模量和强度的同时，大大降低高性能玻纤的制造难度，达到国际领先水平，攻克了高性能玻纤在配方技术上的“卡脖子”难题，解决了其难以大规模工业生产的技术问题，实现年产10万吨级以上规模生产，显著提高生产效率。

该获奖专利是首个由中国企业独立发明，并同时在英国、德国、美国、日本、韩国等30多个国家获得成功授权的高性能玻纤配方技术，是中国玻纤技术领域一次里程碑式的科技进步。

助力大尺寸风电叶片

“发电成本高一直是制约我国风电发展的重要因素。”曹国荣表示，使风电平价化，采用大尺寸叶片提高发电效率是重要的解决途径。

玻纤在风电产业链中主要是形成复合材料应用于风电叶片制造。风电叶片由外壳、腹板、主梁三部分组成，复合材料在叶片中的重量占比可达到80%～90%。近年来，风电叶片大型化趋势明显，对复合材料性能要求较高，核心技术就是增强材料要有高的弹性模量和强度。

普通玻纤性能无法满足上述要求，传统高性能玻纤又价高量少、技术长期被国外公司垄断。曹国荣及其团队致力于对高性能玻纤产品和配套生产技术的开发，解决了这一瓶颈。

作为项目负责人，曹国荣还承担了浙江省制造业高质量发展产业链协同创新项目。该项目通过集成应用高熔化率窑炉结构、熔化部立体式纯氧燃烧等自主研发的国际先进技术，将金奖专利技术应用其中，建成一条年产5万吨高性能玻纤生产线，并进行产品量产。

由于高性能玻璃纤维的产品性能，如弹性模量、拉伸强度等指标比原有产品提升20%以上，因此高性能玻璃纤维熔制难度更大，玻璃液熔制温度从原来的1590℃提高到1640℃，同时成型温度从原来的1270℃提升至1295℃。

在曹国荣及其团队的努力下，技改后的这条年产5万吨高性能玻璃纤维生产线，产品由原有的直接无捻粗纱产品升级为E8、E9高模量高强度玻璃纤维，满足了市场对高性能玻璃纤维产品的要求。

“相关产品较S级玻纤具有更高性能，作为原料生产的玻纤织物用于制造风力叶片，尤其大尺寸叶片，满足了高端风电市场需求，促进了产业链的高质量协同发展。”曹国荣向《中国建材》杂志表示，高性能玻纤的成功制造，使风电叶片进一步突破尺寸限制，使制造大型叶片成为可能，并且其耐疲劳性更好，风区适应性更广。

与普通无碱玻纤相比，高性能玻纤具备拉伸强度高、弹性模量高、抗冲击性能好、化学稳定性好、抗疲劳性好等优良性能，生产的关键技术包括玻璃熔制、纤维成型等，对窑炉设计、浸润剂配方、工艺成型提出高要求，且随着风机大型化带来叶片长度增加，技术壁垒也逐渐增高。

高性能玻纤的面世，成功使风电叶片长度从30米提高到90米，并成功应用于全球最长126米风力叶片，大幅降低了单位发电成本，促进风电进入平价时代，推动能源结构转换，助力“双碳”目标实现。

拓宽玻纤应用领域

生产技术的进步，随之而来的便是市场给予的回馈。

2012年前，在如1.5MW以上风力叶片、高压管递、特高压输电等高端领域，其所需的高性能玻纤长期依赖进口，国内少数厂家生产的产品性能和制造水平与国外相比仍有较大差距，属于中低端制造，特别是存在模量、强度、耐疲劳等性能达不到要求，且仅能在千吨级以下电熔窑生产等问题。

曹国荣作为第一发明人设计提出的高性能玻纤配方专利的成功开发，填补了国内技术空白，结束了我国相关产品被国外垄断、主要依靠进口的被动局面，打破国际专利壁垒，实现了技术突破，解决了中国该玻纤产品在配方技术上的“卡脖子”难题，引领玻纤行业高质量发展，通过构建专利族群进行全球布局，实现了高性能玻纤产业自立自强。

因其较高的产品性价比，巨石集团的高性能玻纤实现了对进口产品的全面替代，还出口至埃及、欧美等国家，打开了中国高性能玻纤产品的国际化市场。

通过专利高性能玻纤配方技术的开发，曹国荣带领团队不但显著提高了玻纤产品模量、强度、耐疲劳和耐腐蚀等性能，还深度拓展了玻纤应用领域。

如今，巨石的高性能玻璃纤维产品，不仅用于风电叶片，还用于5G光缆加强芯、氢能高压储罐和新能源汽车等高端领域，助推高端复材应用升级。

此外，曹国荣还承担了“年产10万吨电子纱暨年产3亿米电子布生产线建设项目”，突破当前电子级玻纤最大规模为年产5万吨的限制，实现年产10万吨池窑规模；带领团队完成低介电配方及配合料体系的设计及验证。

作为浙江省首批“未来工厂”，巨石采用了工业数据中心、大数据分析等新一代信息技术，实现了智能制造，跃升了中国电子级玻纤制造水平，实现了国际领先。

不仅是搞生产技术的一把好手

巨石集团董事长兼首席执行官张毓强将巨石的发展分为四次创业：第一次是1993～2003年，扎根桐乡，并在东部、中部进行战略布局，成为国内玻纤行业第一；第二次是2004～2012年，产能上成为世界玻纤行业第一；第三次是从2012年起，进军埃及和美国，建设海外玻纤生产基地；第四次是从2018年起，在进军海外的同时，重点推进智能制造。

在张毓强看来，1995年加入巨石的曹国荣，搞生产技术是一把好手。当然，事实不仅仅是这样。多年来，曹国荣还致力于技术创新工作的推进和科技创新体系的建设，他针对早期中国玻纤产业缺乏自主创新，发展一直受到海外跨国公司制约的情况，作为玻纤生产和高性能玻纤方向主要技术带头人，以振兴中国民族玻纤工业、发展壮大产业为己任，组建成立了玻纤领域专业技术团队。

目前团队人数273人，其中，获国务院政府津贴4人，省151人才2人，通过对团队组织架构的设置和研究方向的细分，制定了科学合理的管理制度，形成了以技术带头人为核心，老中青相结合的多层次创新团队，人才队伍结构合理，团队凝聚力强。

在此基础上，曹国荣带领团队立足技术创新，依托对现有产品和技术的研究、分析与改进，不断攻克行业技术难题，在玻璃配方、大型池窑、智能制造、绿色制造四大技术领域拥有了一流核心自主知识产权，技术达到世界领先水平。其中，玻璃配方技术尤为突出，从早期中国无自主玻璃配方知识产权、玻璃配方产品各项性能指标远远落后于国外，到首次提出无氟无硼E6玻璃配方，成功实现国产产品性能赶超国外。

以E6配方技术为研究基础，曹国荣带领团队推出了更高性能的E7、E8和E9配方产品。“目前，E9产品是全球首款弹性模量超100GPa的玻纤产品，行业主要竞争对手尚无同模量等级批量生产的产品。”曹国荣说。

15年前，巨石实现了玻纤生产规模全球第一，扛起了民族玻纤工业的领军大旗。

10年前，巨石在海外建设的第一座玻纤池窑成功点火，迈出了国际化发展的坚实步伐。

5年前，巨石智能制造基地全球首条玻纤智能制造生产线成功投产，巨石集团有限公司荣获“中国工业大奖”，进一步巩固了其全球玻纤领导者的地位。

今年，巨石又开启了打造全球首个玻纤零碳智能制造基地的新征程，持续引领玻纤复合材料产业的高质量发展。

30年来，巨石持之以恒开展全面创新、全员创新，瞄准发展制高点，形成了一批具有自主知识产权的世界一流核心技术，在超大型池窑、高性能玻璃配方、浸润剂配方、大漏板制造、数智制造、绿色低碳等关键技术和成套装备上拥有100%自主核心知识产权，国际专利占到集团总数的45%。

在曹国荣看来，无论是中国专利金奖还是国家科技进步奖、中国工业大奖等荣誉的获得，既是国家、行业对巨石多年来专注玻纤制造技术提升的肯定，也是全体巨石人在创新攻坚的道路上矢志不移的结果。

三十年如一日，只争朝夕。剑过处，习习生风。未来，曹国荣将继续带领他的团队，以高性能玻纤舞动“风之剑”。

作者/刘秀枝

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