تأثير عدم استقرار تركيب المواد الخام البازلتية على الإنتاج الفعلي وتدابير التحسين
مشابهة لألياف الكربون و الألياف الزجاجيةيتطلب إنتاج ألياف البازلت المستمرة توحيد معايير المواد الخام. وتختلف جودة منتجات ألياف البازلت وتأثيراتها التطبيقية اختلافًا كبيرًا من منطقة لأخرى. وحتى داخل المنطقة نفسها، توجد اختلافات في البازلت من أجزاء مختلفة من المنجم نفسه.
وفي الممارسة العملية، تم تحديد ثلاث مشاكل رئيسية:
(1) بعض المواد الخام لخام البازلت لها نطاق ضيق لدرجة حرارة السحب، وهو قريب جدًا من درجة حرارة التبلور. تميل هذه المواد الخام إلى التبلور فور السحب، مما يُضعف استمرارية الألياف ويُقلل من قوة الشد.
(2) تحتوي بعض المواد الخام لخام البازلت على عدد كبير من الجسيمات البلورية المقاومة لدرجات الحرارة العالية، مثل الزبرجد والكوراندوم، مما يجعل من الصعب الحصول على مصهور متجانس.
(3) ال كيميائي يختلف تكوين الدفعات المختلفة من المواد الخام لخام البازلت، مما يؤثر على استقرار أداء ألياف البازلت المستمرة المنتجة.
ولمعالجة عدم استقرار تركيب المواد الخام، وبناءً على النقاط المذكورة أعلاه، يمكن اتخاذ التدابير التالية للتحسين:
- اختيار المواد الخام من خام البازلت عالية الجودة. يجب أن يكون خام البازلت متجانسًا، وذو درجة تبلور منخفضة، وخاليًا من البلورات الفينوكريستية الكبيرة، وقليلًا من الشقوق، وقليلًا من التجوية، وخاليًا من الشوائب الخارجية مثل الكوارتز والصوان. يجب أن يكون التركيب الكيميائي لخام البازلت ضمن نطاق معقول. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يتمتع بمعامل حموضة مناسب () في نطاق ، واللزوجة () ل . اللزوجة () من مصهور السيليكات هو دالة لدرجة الحرارة والضغط والتركيب، ويمكن تمثيله بمعادلة أرينيوس: ، أين هو ثابت (عامل ما قبل الأسي) و هي طاقة تنشيط التدفق اللزج للمصهور. يجب أن يحافظ خام البازلت على نطاق واسع من درجات الحرارة أثناء عملية السحب، مما يُسهّل عمليتي الصهر والسحب نسبيًا، كما يجب أن يكون خاليًا تقريبًا من الجسيمات البلورية المقاومة لدرجات الحرارة العالية، مثل الزبرجد والكوراندوم.
- تعزيز تجانس المواد الخام. تُسحق المواد الخام المؤهلة وتُغربل وتُجَنّس باستخدام معدات متخصصة قبل إرسالها إلى صومعة ما قبل الفرن. لضمان جودة المواد الخام الخام، يجب الحفاظ على ثبات حجم الجسيمات بشكل كبير. فالجسيمات الكبيرة جدًا قد تُسبب صعوبات في الذوبان، بينما قد تُقلل الجسيمات الصغيرة جدًا من جودة المصهور.
- خلط مواد خام البازلت عالية الجودة. نظراً للتركيب المعقد لخام البازلت الطبيعي، مع وجود معادن متنوعة مترابطة ومتعايشة، واختلاف درجات انصهارها، فإن تجانس المادة الخام يُعدّ أحد العوامل الحاسمة المؤثرة على نتائج السحب. لتحسين صهر المادة وتحسين استقرار أداء الألياف الناتجة، اعتمدت بعض شركات الإنتاج طريقة "الدفعات الاصطناعية"، مستلهمة من إنتاج الألياف الزجاجية. تتضمن هذه الطريقة تحضير المواد الخام وفقاً للمعايير، واختيار بازلت طبيعي نقي عالي الجودة، وتعديله وفقاً للقيم القياسية باستخدام نهجي "توفير ما ينقص" و"من النقي إلى النقي" - على سبيل المثال، إضافة الكالسيوم في حال نقصه. بالإضافة إلى ذلك، بالنسبة للمنتجات ذات متطلبات الأداء الخاصة، يمكن إجراء تعديل انتقائي للتشويب لضمان استيفاء جميع مؤشرات الأداء لمتطلبات التصميم، مثل الألياف المقاومة للقلويات، والألياف المقاومة لدرجات الحرارة العالية، والألياف عالية القوة ومعامل المرونة. ويتطلب ذلك اختيار مواد معدنية مكونة من مكون واحد أو خامات بازلتية أخرى مناسبة لإجراء "تعديل المنشطات" المناسب لمادة البازلت الخام النقية.
