تأثير عدم استقرار تركيبة المواد الخام البازلتية على الإنتاج الفعلي وتدابير التحسين
على غرار ألياف الكربون و الألياف الزجاجيةيتطلب إنتاج ألياف البازلت المتواصلة توحيد معايير المواد الخام. وتوجد اختلافات كبيرة في جودة منتجات ألياف البازلت وتأثيراتها التطبيقية من مناطق مختلفة. حتى داخل المنطقة الواحدة، توجد اختلافات في البازلت المستخرج من أجزاء مختلفة من المنجم نفسه.
من الناحية العملية، تم تحديد ثلاث مشكلات رئيسية:
(1) تتميز بعض المواد الخام لخام البازلت بنطاق ضيق لدرجة حرارة السحب، وهو قريب جدًا من درجة حرارة التبلور. تميل هذه المواد الخام إلى التبلور فور سحبها، مما يؤدي إلى تدمير استمرارية الألياف وتقليل قوة الشد.
(2) تحتوي بعض المواد الخام لخام البازلت على عدد كبير من الجسيمات البلورية المقاومة لدرجات الحرارة العالية، مثل الأوليفين والكوروندوم، مما يجعل من الصعب الحصول على مصهور متجانس.
(3) الـ المواد الكيميائية يختلف تركيب دفعات المواد الخام لخام البازلت، مما يؤثر على استقرار أداء ألياف البازلت المستمرة المنتجة.
لمعالجة عدم استقرار تركيبة المواد الخام، واستناداً إلى النقاط المذكورة أعلاه، يمكن اتخاذ التدابير التالية للتحسين:
- اختر مواد خام البازلت عالية الجودة. يجب أن يكون خام البازلت متجانسًا، وذو درجة تبلور منخفضة، وخاليًا من البلورات الكبيرة، وقليل الشقوق، ومقاومًا للتجوية، وخاليًا من الشوائب الخارجية مثل الكوارتز والصوان. كما يجب أن يكون التركيب الكيميائي لخام البازلت ضمن نطاق معقول. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يتمتع بمعامل حموضة مناسب () في نطاق واللزوجة () ل اللزوجة (إن ( ) مصهورات السيليكات هي دالة لدرجة الحرارة والضغط والتركيب، ويمكن تمثيلها بمعادلة أرهينيوس: ، أين هو ثابت (عامل ما قبل الأسي) و تمثل طاقة التنشيط للتدفق اللزج للمصهور. يجب أن يحافظ خام البازلت على نطاق واسع من درجات الحرارة أثناء عملية السحب، مما يجعل عملية الصهر والسحب سهلة نسبيًا، كما يجب ألا يحتوي عمليًا على أي جزيئات بلورية مقاومة لدرجات الحرارة العالية مثل الأوليفين والكوروندوم.
- تعزيز تجانس المواد الخام. تُسحق المواد الخام المؤهلة وتُغربل وتُجانس باستخدام معدات متخصصة قبل إرسالها إلى صومعة ما قبل الفرن. ولضمان جودة المواد الخام، يجب الحفاظ على حجم الجسيمات متجانسًا إلى حد كبير. فالجسيمات الكبيرة جدًا قد تُسبب صعوبات في الصهر، بينما قد تُقلل الجسيمات الصغيرة جدًا من جودة المصهور.
- امزج مواد خام البازلت عالية الجودة. نظراً للتركيب المعقد لخام البازلت الطبيعي، بما يحتويه من معادن متنوعة متداخلة ومتعايشة، واختلاف درجات انصهارها، يُعدّ تجانس المادة الخام عاملاً حاسماً في عملية السحب. ولتحسين انصهار المادة وتعزيز استقرار أداء الألياف الناتجة، اعتمدت بعض الشركات المصنعة طريقة "الخلط الاصطناعي"، المستوحاة من إنتاج الألياف الزجاجية. تتضمن هذه الطريقة تحضير المواد الخام وفقاً للمعايير، واختيار بازلت طبيعي نقي عالي الجودة، وتعديله وفقاً للقيم القياسية باستخدام نهج "إضافة النواقص" و"النقاء التام" - على سبيل المثال، إضافة الكالسيوم في حال نقصه. إضافةً إلى ذلك، بالنسبة للمنتجات ذات متطلبات الأداء الخاصة، يمكن إجراء تعديل انتقائي بالتطعيم لضمان استيفاء جميع مؤشرات الأداء لمتطلبات التصميم، مثل الألياف المقاومة للقلويات، والألياف المقاومة لدرجات الحرارة العالية، والألياف عالية القوة ومعامل المرونة. يتطلب هذا اختيار مواد معدنية أحادية المكون أو خامات بازلتية أخرى مناسبة لإجراء "تعديل التطعيم" المناسب للمادة الخام البازلتية النقية.
