Offer Cynhyrchu a Thechnoleg Rheoli Manwl gywir ar gyfer Ffibr Basalt Parhaus

1. Prif Offer Cynhyrchu ar gyfer Parhaus Ffibr Basalt 
Parhaus ffibr basalt Mae cynhyrchu'n mabwysiadu "proses un cam", a nodweddir gan lif gwaith symlach ond rhwystrau technegol uchel. O'i gymharu â chynhyrchu ffibr carbon, mae ffibr basalt parhaus yn defnyddio llawer llai o ynni (llai nag 1/10 o ddefnydd ynni ffibr carbon) ac nid yw'n allyrru unrhyw CO₂, SO₂, na nwyon niweidiol eraill, gan ei wneud yn ddull cynhyrchu sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd ac yn garbon isel. Y prif offer thermol ar gyfer cynhyrchu ffibr basalt parhaus yw'r ffwrnais, sy'n cael ei gategoreiddio'n ffwrneisi croeslin a ffwrneisi tanc.

(1) Ffwrnais Crucible
Mae ffwrnais croeslin fel arfer yn gweithredu gydag un ffwrnais fesul bushing.
Manteision: Maint cryno, buddsoddiad isel, hyblygrwydd ar gyfer addasiadau prosesau lleol, ac addasrwydd ar gyfer cynhyrchu sypiau bach neu arbenigol.
Anfanteision: Effeithlonrwydd thermol isel, defnydd ynni uchel, ansawdd cynnyrch anghyson, effeithlonrwydd cynhyrchu isel, a chostau cyffredinol uchel.
Ar hyn o bryd, ffwrneisi croeslin sy'n dominyddu'r diwydiant ffibr basalt parhaus, gyda chynhwysedd cynhyrchu blynyddol o 100–300 tunnell. Oherwydd dirywiad electrodau a deunydd anhydrin, mae gan ffwrneisi croeslin oes fer o 6–12 mis. Yn ystod camau cynnar datblygiad y diwydiant, roedd ffwrneisi croeslin yn ddelfrydol ar gyfer cynhyrchu ar raddfa fach ac ymchwil offer.
Mathau o Ffwrneisi Crucible:

• Ffwrnais Crucible Fflam: Wedi'i gynhesu gan hylosgi nwy naturiol ac aer.
  Manteision: Rheoli fflam hyblyg, gallu cychwyn/stopio cyflym.
  Anfanteision: Tymheredd fflam isel, gallu toddi gwael, gwastraff ynni oherwydd nitrogen (78% o aer) yn cynhyrchu allyriadau NOₓ niweidiol, a gwresogi anwastad yn arwain at homogenedd toddi anghyson.
• Ffwrnais Crucible Holl-Drydanol: Wedi'i gynhesu'n fewnol trwy electrodau plât neu wialen.
  Manteision: Effeithlonrwydd thermol uchel, gwresogi mewnol unffurf.
  Anfanteision: Oes fer oherwydd traul yr electrod, angen ei newid yn llwyr ar ôl dirywiad.

(2) Ffwrnais Tanc
Wrth i'r galw am faint ac ansawdd ffibr dyfu, mae ffwrneisi tanc (un ffwrnais gyda sawl bwsh) wedi dod yn hanfodol ar gyfer cynhyrchu ar raddfa fawr. Maent yn galluogi rheolaeth tymheredd llym, homogenedd toddi gwell, ansawdd cynnyrch sefydlog, ac effeithlonrwydd uchel, gyda chapasiti blynyddol yn cyrraedd miloedd i ddegau o filoedd o dunelli.
Mathau o Ffwrneisi Tanc:

• Ffwrnais Tanc Trydanol: Yn defnyddio electrodau gwialen (wedi'u gosod yn llorweddol neu ar y gwaelod).
  Manteision: Effeithlonrwydd thermol uchel a gwresogi unffurf.
  Anfanteision: Mannau poeth electrod, traul anwastad, a hyd oes byr (~1 flwyddyn).
• Ffwrnais Tanc Holl-Fflam: Wedi'i gynhesu gan nwy naturiol gydag aer neu ocsigen pur. Mae hylosgi ocsigen pur yn cael ei ffafrio ar gyfer effeithlonrwydd a llai o allyriadau.
  Manteision: Oes hir (3+ blynedd), arbed ynni gydag ocsigen pur.
  Anfanteision: Graddiannau tymheredd mewn toddi dwfn, er bod toddi bas yn gwella unffurfiaeth.
• Ffwrnais Tanc Fflam-Drydan Hybrid: Yn cyfuno gwresogi fflam uchaf ac electrodau gwaelod/ochr.
  Manteision: Homogeneiddio toddi gwell.
  Anfanteision: Dyluniad cymhleth, gwresogi arwyneb anwastad, colled ynni uchel o electrodau wedi'u hoeri â dŵr, a hyd oes byr oherwydd traul yr electrod.

(3) Llwyni
Mae'r bwsh, sydd fel arfer wedi'i wneud o aloi platinwm-rhodiwm, yn gydran graidd ar gyfer ffurfio ffibr. Mae cynhyrchu ar raddfa fawr yn galw am fwshiau capasiti uchel. Roedd gan y bwshiau cychwynnol 200 o dyllau; mae'r safonau cyfredol yn cynnwys 400, 800, a 1,200 o dyllau. Mae datblygiadau technoleg bwsh yn cyd-fynd â datblygiad ffwrnais tanciau.

2. Technoleg Rheoli Manwl gywir 
Mae toddi basalt yn cyflwyno heriau megis tymereddau tynnu/crisialu uchel, crisialu cyflym, ffenestri tymheredd ffurfio cul, caledu ffibr anwastad, gwlybaniaeth cryf y bwsh, a thryloywder gwres gwael. Mae'r ffactorau hyn yn achosi ansefydlogrwydd yn ystod tynnu ffibr (e.e., torri, hedfan i ffwrdd, amrywiad diamedr). Mae sefydlogi yn dibynnu ar dair agwedd:

• Homogenedd a Sefydlogrwydd Toddi: Wedi'i gyflawni trwy gymysgu deunyddiau crai yn fanwl gywir, rheoli tymheredd y ffwrnais, rheoleiddio lefel toddi, a rheoli pwysau.
• Llwyni a Rheoli Tymheredd: Yn sicrhau gwresogi llwyni unffurf ac yn osgoi crisialu.
• Optimeiddio Proses Lluniadu: Yn cynnwys rheolaeth fanwl gywir ar gyflymder lluniadu, paramedrau oeri, a thensiwn ffibr.

Mae technolegau allweddol yn cynnwys systemau rheoli uwch ar gyfer cymysgu deunyddiau, tymheredd y ffwrnais, lefel y toddi, pwysedd y siambr, tymheredd y sianel, tymheredd y bwsh, a chyflymder tynnu. Mae'r rhain yn sicrhau cynhyrchu ffibr basalt parhaus sefydlog o ansawdd uchel.