Вытворчае абсталяванне і тэхналогіі дакладнага кіравання для бесперапыннага базальтавага валакна

1. Асноўнае вытворчае абсталяванне для бесперапыннай Базальтавае валакно 
Бесперапынны базальтавае валакно Вытворчасць выкарыстоўвае «аднаэтапны працэс», які характарызуецца спрошчаным працоўным працэсам, але высокімі тэхнічнымі бар'ерамі. У параўнанні з вытворчасцю вугляроднага валакна, бесперапыннае базальтавае валакно спажывае значна менш энергіі (менш за 1/10 ад спажывання энергіі вугляродным валакном) і не выкідвае CO₂, SO₂ або іншыя шкодныя газы, што робіць яго экалагічна чыстым і нізкавугляродным метадам вытворчасці. Асноўным тэрмічным абсталяваннем для бесперапыннай вытворчасці базальтавага валакна з'яўляецца печ, якая класіфікуецца на тыгельныя печы і рэзервуарныя печы.

(1) Тыгельная печ
Тыгельная печ звычайна працуе з адной печчу на ўтулку.
Перавагі: кампактны памер, нізкія інвестыцыі, гнуткасць для лакалізаванай карэкціроўкі працэсу і прыдатнасць для дробнасерыйнай або спецыялізаванай вытворчасці.
Недахопы: нізкая цеплавая эфектыўнасць, высокае спажыванне энергіі, нестабільная якасць прадукцыі, нізкая эфектыўнасць вытворчасці і высокія агульныя выдаткі.
У цяперашні час тыгельныя печы дамінуюць у прамысловасці бесперапыннага базальтавага валакна, з гадавой вытворчай магутнасцю 100-300 тон. З-за дэградацыі электродаў і вогнетрывалых матэрыялаў тыгельныя печы маюць кароткі тэрмін службы — 6-12 месяцаў. На ранніх этапах развіцця галіны тыгельныя печы ідэальна падыходзілі для дробнай вытворчасці і даследаванняў абсталявання.
Тыпы тыгельных печаў:

• Полымяная тыгельная печ: награваецца прыродным газам і паветрам.
  Перавагі: Гнуткае кіраванне полымем, магчымасць хуткага запуску/выключэння.
  Мінусы: нізкая тэмпература полымя, нізкая плаўказдольнасць, страты энергіі з-за азоту (78% паветра), які стварае шкодныя выкіды NOₓ, і нераўнамерны нагрэў, што прыводзіць да неаднароднасці расплаву.
• Цалкам электрычная тыгельная печ: награваецца знутры пласціністымі або стрыжневымі электродамі.
  Плюсы: высокая цеплавая эфектыўнасць, раўнамерны ўнутраны нагрэў.
  Мінусы: кароткі тэрмін службы з-за зносу электродаў, неабходнасць поўнай замены пасля дэградацыі.

(2) Рэзервуарная печ
Паколькі попыт на колькасць і якасць валакна расце, рэзервуарныя печы (адна печ з некалькімі ўтулкамі) сталі крытычна важнымі для буйнамаштабнай вытворчасці. Яны дазваляюць строга кантраляваць тэмпературу, паляпшаць аднастайнасць расплаву, стабільную якасць прадукцыі і высокую эфектыўнасць, а гадавая магутнасць дасягае тысяч і дзясяткаў тысяч тон.
Тыпы чанавых печаў:

• Цалкам электрычная рэзервуарная печ: выкарыстоўвае стрыжневыя электроды (гарызантальна або знізу).
  Плюсы: высокая цеплавая эфектыўнасць і раўнамерны нагрэў.
  Мінусы: перагрэў электродаў, нераўнамерны знос і кароткі тэрмін службы (~1 год).
• Паўпламенная цыстэрнавая печ: награваецца прыродным газам з паветрам або чыстым кіслародам. Для эфектыўнасці і зніжэння выкідаў пераважней спальваць чысты кісларод.
  Плюсы: працяглы тэрмін службы (3+ гады), энергазберажэнне дзякуючы чыстаму кіслароду.
  Мінусы: градыенты тэмпературы ў глыбокіх расплавах, хоць павярхоўныя расплавы паляпшаюць аднастайнасць.
• Гібрыдная полымяна-электрычная печ з рэзервуарам: спалучае верхні нагрэў полымем і ніжнія/бакавыя электроды.
  Перавагі: Палепшаная гамагенізацыя расплаву.
  Мінусы: складаная канструкцыя, нераўнамерны нагрэў паверхні, высокія страты энергіі з-за вадзянога астуджэння электродаў і кароткі тэрмін службы з-за зносу электродаў.

(3) Утулка
Утулка, якая звычайна вырабляецца са сплаву плаціны і родыя, з'яўляецца асноўным кампанентам для фармавання валакна. Буйнамаштабная вытворчасць патрабуе ўтулак высокай ёмістасці. Першапачатковыя ўтулкі мелі 200 адтулін; цяперашнія стандарты ўключаюць 400, 800 і 1200 адтулін. Развіццё тэхналогіі ўтулак ідзе ў сінергію з развіццём ваначных печаў.

2. Тэхналогія дакладнага кіравання 
Базальтавы расплав мае такія праблемы, як высокая тэмпература выцяжкі/крышталізацыі, хуткая крышталізацыя, вузкія тэмпературныя дыяпазоны фармавання, нераўнамернае зацвярдзенне валокнаў, высокая змочвальнасць утулкі і дрэнная цеплапрапускнасць. Гэтыя фактары выклікаюць нестабільнасць падчас выцяжкі валокнаў (напрыклад, паломкі, вылятанне, змяненне дыяметра). Стабілізацыя абапіраецца на тры аспекты:

• Аднастайнасць і стабільнасць расплаву: дасягаецца дзякуючы дакладнаму змешванню сыравіны, кантролю тэмпературы печы, рэгуляванню ўзроўню расплаву і кіраванню ціскам.
• Утулка і кантроль тэмпературы: забяспечвае раўнамерны нагрэў утулкі і прадухіляе крышталізацыю.
• Аптымізацыя працэсу выцягвання: уключае дакладны кантроль хуткасці выцягвання, параметраў астуджэння і нацяжэння валакна.

Ключавыя тэхналогіі ўключаюць перадавыя сістэмы кіравання змешваннем матэрыялаў, тэмпературай печы, узроўнем расплаву, ціскам у камеры, тэмпературай канала, тэмпературай утулкі і хуткасцю выцягвання. Гэта забяспечвае стабільную, высакаякасную бесперапынную вытворчасць базальтавага валакна.