Twee hoofstroom deurlopende basaltveselvoorbereidingstegnologieë

1. Vlammetode

Die vlammetode behels 'n produksieproses waar hitte direk aan die oppervlak van die Basalt smelt binne 'n vuurvaste baksteen-gestruktureerde basalt-oond. Hierdie hitte word tipies gegenereer deur vlamme (soos natuurlike gas-suurstof of warmlugverbranding, of plasmavlamme) vanaf die bokant van die oond. Hierdie primêre verhittingsmetode kan aangevul word deur onderste elektrodeverhitting. Die hele proses dek smelting, verheldering en vorming.

Klein, losstaande vlamoonde, wat tans hoofstroom in die bedryf is, gebruik slegs boonste natuurlike gasverbrandingsverhitting en het nie hulponderste elektrodes nie. As gevolg van hul hoë energieverbruik, hoë produksiekoste en lae produkkoste-effektiwiteit, ervaar die meeste maatskappye wat hierdie tegnologie gebruik egter ernstige verliese en is op die rand van bankrotskap.

Die ontwikkelingsrigting vir die vlammetode is die vlamverhitte tenk oond, wat 'n "gas-elektriese kombinasie"-benadering met boonste natuurlike gas-suurstofverbranding en hulp-onderste elektrodeverhitting gebruik. Hierdie "gas-elektriese kombinasie"-metode is die absolute hoofstroomtegnologie vir vervaardiging Glasvesels, en hierdie glasvesel-oonde werk baie volwasse en suksesvol, veral die eenheidsoonde, wat amper die standaard vir glasvesel-tenkoond-tekenoondontwerpe geword het. Pogings is aangewend om hierdie tegnologie oor te dra na deurlopende basaltveselvervaardiging, maar ten spyte van beperkte proewe is sukses nog nie behaal nie. In die afgelope twee jaar het sommige 'n ander benadering gevolg, deur van suiwer natuurlike vulkaniese rots-grondstowwe na geformuleerde grondstowwe oor te skakel (d.w.s. 'n groot deel nie-vulkaniese rots in te sluit). Dit het gelei tot die suksesvolle inbedryfstelling en bedryf van 10 000 ton/jaar en 3 500 ton/jaar vlamverhitte tenk-oond-produksielyne.

2. Al-elektriese smeltmetode

Die volledig elektriese smeltmetode behels 'n produksieproses waar elektriese energie direk in die hoëtemperatuur-basaltsmelt binne 'n vuurvaste baksteen-gestruktureerde basaltoond gelewer word. Dit word bereik deur elektrodes (soos grafiet, molibdeen, tindioksied, ens.) of (en) ander fisiese metodes (soos plasmametodes). Hierdie tegnologie dek smelting, verheldering en vorming.

China se deurlopende basaltvesel-al-elektriese smeltmetode het in 2002 met die nasionale 863-program begin, wat 'n kleinskaalse, alleenstaande oond-trekapparaat met behulp van hierdie metode voltooi het. Beduidende deurbrake in deurlopende basaltvesel Al-elektriese smelttrektegnologie is in 2016 bereik met die voltooiing van 'n loodsskaalse al-elektriese smelttenkoond van duisend ton/jaar. Hierdie stelsel gebruik progressiewe elektrodes met verskeie rye, wat 'n smeltvloeistofvlakdiepte van tot 1300 mm moontlik maak. Die produk se monofilamentdeursnee is gekonsentreer tussen 9-22 μm, en die omvattende eenheidskragverbruik is 3.0-3.5 kWh/kg, wat uitstekende energiebesparende effekte toon. In 2018 is 'n al-elektriese smelttenkoondproduksielyn van 1200 ton/jaar ("een-tot-agt", met behulp van 400-gat-spinnekoppe) amptelik in werking gestel. Dit het stabiel geloop vir meer as drie jaar, wat bevestig dat die oond se lewensduur meer as drie jaar kan bereik.

Tot op hede, vir suiwer natuurlike vulkaniese rots-grondstowwe, word kontinue basaltveselvervaardigingstegnologie slegs op die duisend-ton/jaar-tenkoondtegnologievlak gehandhaaf, en uitsluitlik vir die volledig elektriese smeltmetode.

3. Vergelyking van die twee tegnologiese roetes

Die eienskappe van hoë temperatuur basaltsmelt, naamlik die swak termiese geleidingsvermoë, hoë viskositeit en kort materiaaleienskappe, is presies wat die vervaardiging van deurlopende basaltvesel uitdagend maak.

• Vlammetode

Die vlammetode, 'n relatief volwasse tegnologie wat uit die voormalige Sowjetunie (nou Rusland en Oekraïne) ingebring is en aangepas is vir China se spesifieke toestande, het wydverspreide gebruik gesien. Die grootste nadeel daarvan in industrialisering is egter hoë produksiekoste en lae koste-effektiwiteit, hoofsaaklik as gevolg van inherente fisiese strukturele defekte in die metode self.

Lae hittebenutting

In hierdie metode word natuurlike gas vanaf die bokant van die oond verbrand, met die vlam wat die basaltsmeltoppervlak direk verhit. Meer as 60% van die hitte word deur die smeltoppervlak weerkaats en deur uitlaatgasse weggevoer. Aangesien hoëtemperatuur-basaltsmelt 'n termiese geleidingsvermoë het wat tien keer laer is as hoëtemperatuur-glassmelt, is hitte-oordrag uiters stadig. Klein, enkel-eenheid oonde kan slegs 'n smeltdiepte van ongeveer 15 cm handhaaf. Terwyl 10 000 ton/jaar vlamverhitte basalt-tenk-oonde 'n smeltdiepte van 50 cm kan bereik met hulp-onderste elektrodeverhitting, vorm die smelt 'n skottelagtige struktuur binne die oond, wat lei tot 'n groot spesifieke oppervlakarea en beduidende hitte-afvoer. Hitteverlies deur isolasiemateriaal oorskry 10%. Gevolglik is die werklike hittebenuttingskoers minder as 30%.

Lae smeltkwaliteit

As gevolg van die vlak smeltvlak in die vlammetode, kan die verhelderings- en homogeniseringsafdelings nie deeglike homogenisering bereik nie, wat lei tot laer smeltkwaliteit.

Uitlaatgasvrystellings

Die verbranding van natuurlike gas produseer uitlaatgasse soos swael- en stikstofoksiede.

Kweekhuisgasvrystellings

As 'n fossielbrandstof stel natuurlike gasverbranding beduidende hoeveelhede CO2, 'n kweekhuisgas, vry.

Hoë Toerustingbelegging

Die aanspreek van uitlaatgasvrystellings van natuurlike gasverbranding noodsaak besoedelingsbeheermaatreëls. Die lae hittebenutting vereis ook maatreëls vir die herwinning van afvalhitte. Verder vereis suiwer suurstofverbranding suurstofopwekkingstoerusting. Hierdie drie faktore verhoog die toerustingbelegging aansienlik. Die eenheidsbelegging vir die vlammetode is ongeveer 11 000-20 000 RMB per ton.

• Al-elektriese smeltmetode

In vergelyking met die vlammetode bied die volledig elektriese smeltmetode noemenswaardige voordele.

Hoë smeltkwaliteit

Die volledig elektriese smelttegnologie is gebaseer op die beginsel dat die smelt elektries geleidend is in 'n hoëtemperatuur-gesmelte toestand, wat toelaat dat elektriese energie direk aan die smelt voorsien word vir interne verhitting. Die vertikale rangskikking van elektrodes vergemaklik vertikale smelting. Duisend-ton-per-jaar volledig elektriese smelttenkovne kan 'n smeltdiepte van meer as 1.2 meter bereik, wat 'n langer verhelderings- en homogeniseringsgedeelte bied. Die hoëtemperatuur-isotermiese sone binne die tenk is dieper, wat lei tot beter smelt- en homogeniseringskwaliteit vir basalt.

Energie-doeltreffendheid

Direkte interne verhitting van die smelt, vertikale smelting, dieper tenks en koue materiaalbedekking op die smeltoppervlak dra by tot hoë smelttempo's en hoë termiese doeltreffendheid. Eerstens verseker elektrodes wat direk in die smelt geplaas word, volle benutting van Joule-hitte. Tweedens lei die diep smeltvlak, met sy diepte wat die oond se interne deursnee nader, tot 'n kleiner, byna minimale spesifieke oppervlakarea vir die smelt. Hierdie geometriese struktuur verminder hitteverspreiding aansienlik in vergelyking met die skottelagtige struktuur van die vlammetode. Derdens vorm die koue materiaalbedekking op die smeltoppervlak 'n "koue oondtop", wat hitteverlies verder verminder.

Lae koolstofvoetspoor

Die volledig elektriese smelttegnologie elimineer die koolstofvrystellings wat verband hou met die verbranding van natuurlike gas in die vlammetode. Die koolstofvrystellings word uitsluitlik bepaal deur die kragnetwerk se energiemengsel. Indien waterkrag of ander hernubare energiebronne gebruik word, kan nul koolstofvrystellings bereik word.

Laer Belegging

Aangesien die volledig elektriese smeltmetode nie suiwer suurstofverbranding van natuurlike gas behels nie, is daar geen nodigheid om in uitlaatgas-omgewingbehandelingstoerusting of suurstofopwekkingstoerusting te belê nie. Boonop beteken die koue materiaalbedekking op die smeltoppervlak dat geen belegging in afvalhitteherwinningstoerusting nodig is nie. Die eenheidsbelegging vir die volledig elektriese smeltmetode is dus laer.

Kostevoordeel

Beduidende energiebesparings en laer waardevermindering van vaste bates vertaal in 'n duidelike kostevoordeel.