Dui tecnulugie principali di preparazione di fibre di basalt continue

1. Metudu di a fiamma

U metudu di a fiamma implica un prucessu di pruduzzione induve u calore hè furnitu direttamente à a superficia di u Basaltu fonde in un fornu di basalt strutturatu in mattoni refrattari. Stu calore hè tipicamente generatu da fiamme (cum'è a combustione di gas naturale-ossigenu o aria calda, o fiamme di plasma) da a cima di u fornu. Stu metudu di riscaldamentu primariu pò esse supplementatu da u riscaldamentu di l'elettrodu inferiore. Tuttu u prucessu copre a fusione, a chiarificazione è a furmazione.

I forni à fiamma chjuchi è autonomi, chì sò attualmente cumuni in l'industria, utilizanu solu u riscaldamentu à combustione di gas naturale in cima è ùn anu micca elettrodi ausiliari in fondu. Tuttavia, per via di u so altu cunsumu energeticu, di l'alti costi di pruduzzione è di a bassa rentabilità di u produttu, a maiò parte di l'imprese chì utilizanu sta tecnulugia stanu subendu perdite gravi è sò à l'orlu di a fallimentu.

A direzzione di sviluppu per u metudu di a fiamma hè a fornu à cisterna riscaldatu à fiamma, chì utilizza un approcciu di "cumbinazione gas-elettrica" ​​cù a combustione superiore di gas naturale-ossigenu è u riscaldamentu ausiliariu di l'elettrodu inferiore. Stu metudu di "cumbinazione gas-elettrica" ​​hè a tecnulugia principale assoluta per a fabricazione. Fibra di vetrus, è sti forni di fibra di vetru funzionanu assai maturamente è cù successu, in particulare i forni unitari, chì sò guasi diventati u standard per i disinni di forni di trafilatura di forni à serbatoi in fibra di vetru. Sò stati fatti sforzi per trasferisce sta tecnulugia à a fabricazione cuntinua di fibre di basalt, ma malgradu prove limitate, u successu ùn hè ancu statu ottenutu. In l'ultimi dui anni, alcuni anu aduttatu un approcciu diversu, cambiendu da materie prime di roccia vulcanica naturale pura à materie prime formulate (vale à dì, incorporendu una grande proporzione di roccia non vulcanica). Questu hà purtatu à a messa in serviziu è à u funziunamentu riesciutu di linee di pruduzzione di forni à serbatoi riscaldati à fiamma di 10.000 tunnellate/annu è 3.500 tunnellate/annu.

2. Metudu di fusione tuttu elettricu

U metudu di fusione tuttu elettricu implica un prucessu di pruduzzione induve l'energia elettrica hè furnita direttamente in u basalt fusu à alta temperatura in un fornu di basalt strutturatu in mattoni refrattari. Questu hè ottenutu per mezu di elettrodi (cum'è grafite, molibdenu, diossidu di stagnu, ecc.) o (è) altri metudi fisichi (cum'è i metudi à plasma). Sta tecnulugia copre a fusione, a chiarificazione è a furmazione.

U metudu di fusione elettrica cuntinua di fibra di basalt di a Cina hà cuminciatu cù u prugramma naziunale 863 in u 2002, chì hà cumpletatu un apparecchiu di trafilatura di fornu autonomu à piccula scala utilizendu stu metudu. Avanzate significative in u cuntinuu fibra di basalt A tecnulugia di fusione elettrica hè stata ottenuta in u 2016, cù u cumpletamentu di un fornu di fusione elettrica à scala pilota di milla tunnellate/annu. Stu sistema usa elettrodi progressivi à più file, chì permettenu una prufundità di u livellu di u liquidu fusu finu à 1300 mm. U diametru di u monofilamentu di u pruduttu hè cuncintratu trà 9-22 μm, è u cunsumu energeticu di l'unità cumpletu hè 3,0-3,5 kWh/kg, dimustrendu eccellenti effetti di risparmiu energeticu. In u 2018, una linea di pruduzzione di fornu di fusione elettrica di 1200 tunnellate/annu ("da unu à ottu", cù filiere à 400 fori) hè stata ufficialmente messa in funzione. Hà funzionatu stabilmente per più di trè anni, verificendu chì a vita di u fornu pò ghjunghje à più di trè anni.

Finu à oghje, per e materie prime di roccia vulcanica naturale pura, a tecnulugia di fabricazione cuntinua di fibre di basalt hè mantenuta solu à u livellu di a tecnulugia di i forni à serbatoiu di milla tunnellate/annu, è esclusivamente per u metudu di fusione tuttu elettricu.

3. Paragone di e duie vie tecnologiche

E caratteristiche di l'alta temperatura fusione di basalt, vale à dì a so scarsa cunduttività termica, l'alta viscosità è e proprietà di u materiale cortu, sò precisamente ciò chì rende difficiule a fabricazione di fibra di basalt cuntinua.

• Metudu di a Fiamma

U metudu di a fiamma, una tecnulugia relativamente matura introdutta da l'ex Unione Soviètica (oghje Russia è Ucraina) è adattata à e cundizioni specifiche di a Cina, hà vistu un usu diffusu. Tuttavia, u so più grande svantaghju in l'industrializazione sò l'alti costi di pruduzzione è a bassa rentabilità, in gran parte per via di difetti strutturali fisichi inerenti à u metudu stessu.

Utilizzazione di u calore bassu

In questu metudu, u gasu naturale hè brusgiatu da a cima di u fornu, cù a fiamma chì riscalda direttamente a superficia di a fusione di basalt. Più di u 60% di u calore hè riflessu da a superficia di a fusione è purtatu via da i gasi di scaricu. Datu chì a fusione di basalt à alta temperatura hà una cunduttività termica dece volte inferiore à a fusione di vetru à alta temperatura, u trasferimentu di calore hè estremamente lentu. I forni chjuchi à una sola unità ponu mantene solu una prufundità di fusione di circa 15 cm. Mentre i forni à serbatoiu di basalt riscaldati à fiamma di 10.000 tunnellate/annu ponu ghjunghje à una prufundità di fusione di 50 cm cù u riscaldamentu ausiliariu di l'elettrodu di fondu, a fusione forma una struttura simile à un piattu in u fornu, purtendu à una grande superficia specifica è una dissipazione di calore significativa. A perdita di calore attraversu i materiali isolanti supera u 10%. Di cunsiguenza, u tassu di utilizzazione di u calore reale hè inferiore à u 30%.

Qualità di bassa fusione

A causa di u livellu di fusione superficiale in u metudu di a fiamma, e sezzioni di chiarificazione è omogeneizazione ùn ponu micca ottene una omogeneizazione cumpleta, ciò chì risulta in una qualità di fusione più bassa.

Emissioni di gas di scaricu

A combustione di gas naturale produce gas di scaricu cum'è zolfu è ossidi d'azotu.

Emissioni di gas serra

Cum'è un carburante fossile, a combustione di gas naturale libera quantità significative di CO2, un gasu à effettu serra.

Investimentu elevatu in attrezzature

Affruntà l'emissioni di gas di scaricu da a combustione di gas naturale richiede misure di cuntrollu di l'inquinamentu. U bassu usu di u calore richiede ancu misure di recuperu di u calore di scaricu. Inoltre, a combustione di l'ossigenu puru richiede apparecchiature di generazione di ossigenu. Quessi trè fattori aumentanu significativamente l'investimentu in l'apparecchiature. L'investimentu unitariu per u metudu di a fiamma hè di circa 11.000-20.000 RMB per tonnellata.

• Metudu di fusione tuttu elettricu

In paragone cù u metudu di a fiamma, u metudu di fusione tuttu elettricu offre vantaghji notevuli.

Alta qualità di fusione

A tecnulugia di fusione tutta elettrica hè basata annantu à u principiu chì a fusione hè elettricamente conduttiva in un statu fusu à alta temperatura, chì permette à l'energia elettrica d'esse furnita direttamente à a fusione per u riscaldamentu internu. A dispusizione verticale di l'elettrodi facilita a fusione verticale. I forni di fusione tutta elettrica di milla tunnellate à l'annu ponu ottene una prufundità di fusione di più di 1,2 metri, furnendu una sezione di chiarificazione è omogeneizazione più longa. A zona isotermica à alta temperatura in u tank hè più prufonda, ciò chì porta à una migliore qualità di fusione è omogeneizazione per u basalt.

Efficienza energetica

U riscaldamentu internu direttu di a fusione, a fusione verticale, i serbatoi più profondi è a cupertura di materiale fretu nantu à a superficia di a fusione cuntribuiscenu à alti tassi di fusione è à un'alta efficienza termica. Prima di tuttu, l'elettrodi inseriti direttamente in a fusione assicuranu a piena utilizzazione di u calore Joule. Siconda, u livellu prufondu di a fusione, cù a so prufundità chì si avvicina à u diametru internu di u fornu, si traduce in una superficia specifica più chjuca è quasi minima per a fusione. Questa struttura geometrica riduce significativamente a dissipazione di u calore paragunata à a struttura à piastra di u metudu di a fiamma. Terzu, a cupertura di materiale fretu nantu à a superficia di a fusione forma una "cima di u fornu fretu", riducendu ulteriormente a perdita di calore.

Impronta di Carboniu Bassa

A tecnulugia di fusione tutta elettrica elimina l'emissioni di carbone assuciate à a combustione di gas naturale in u metudu di a fiamma. E so emissioni di carbone sò determinate solu da u mix energeticu di a rete elettrica. Sè l'energia idroelettrica o altre fonti d'energia rinnuvevuli sò aduprate, si pò ottene zero emissioni di carbone.

Investimentu più bassu

Siccomu u metudu di fusione tuttu elettricu ùn implica micca a combustione pura di l'ossigenu di u gasu naturale, ùn ci hè bisognu d'investisce in apparecchiature di trattamentu ambientale di i gasi di scaricu o in apparecchiature di generazione d'ossigenu. Inoltre, a cupertura di materiale fretu nantu à a superficia di a fusione significa chì ùn hè necessariu alcun investimentu in apparecchiature di recuperu di u calore di scaricu. L'investimentu unitariu per u metudu di fusione tuttu elettricu hè dunque più bassu.

Vantaghju di costu

Risparmii energetichi significativi è una minore ammortizazione di l'attività fisse si traducenu in un vantaghju di costu distintu.