Impacto de la composición inestable de la materia prima de basalto en la producción real y medidas de mejora

Similar a la fibra de carbono y Fibra de vidrioLa producción de fibra de basalto continua requiere la estandarización de la materia prima. Existen diferencias significativas en la calidad y los efectos de aplicación de los productos de fibra de basalto procedentes de distintas regiones. Incluso dentro de una misma región, se observan variaciones en el basalto de diferentes zonas de la misma mina.

En la práctica, se han identificado tres problemas principales:

(1) Algunas materias primas de mineral de basalto presentan un rango de temperatura de estiramiento estrecho, muy cercano a la temperatura de cristalización. Dichas materias primas tienden a cristalizar inmediatamente después del estiramiento, lo que destruye la continuidad de la fibra y reduce la resistencia a la tracción.

(2) Algunas materias primas de mineral de basalto contienen una gran cantidad de partículas cristalinas resistentes a altas temperaturas, como olivino y corindón, lo que dificulta la obtención de una fusión homogénea.

(3) El Químico La composición de los diferentes lotes de materias primas de mineral de basalto varía, lo que afecta la estabilidad del rendimiento de las fibras continuas de basalto producidas.

Para abordar la inestabilidad de la composición de la materia prima, en base a los puntos mencionados anteriormente, se pueden tomar las siguientes medidas para su mejora:

• Seleccionar materias primas de mineral de basalto de alta calidad. El mineral de basalto debe ser homogéneo, tener un bajo grado de cristalización, carecer de fenocristales grandes, presentar pocas fisuras, baja meteorización y no contener impurezas externas como cuarzo y sílex. La composición química del mineral de basalto debe estar dentro de un rango razonable. Además, debe tener un coeficiente de acidez adecuado (METROa​) en el rango de $3.5\sim 5.8$, y una viscosidad ($lgramoo$) de $0.5\sim 1.4\text{Bien}\cdot \text{s}$La viscosidad ($o$La viscosidad de los fundidos de silicatos es función de la temperatura, la presión y la composición, y puede representarse mediante la ecuación de Arrhenius: lgramoo=lgramoo0​+Yo​/RT, dónde o0​ es una constante (factor preexponencial) y Yo​ es la energía de activación del flujo viscoso para la masa fundida. El mineral de basalto debe mantener un amplio rango de temperatura durante el proceso de extracción, lo que facilita la fusión y la extracción, y prácticamente no debe contener partículas cristalinas resistentes a altas temperaturas, como olivino y corindón.
• Reforzar la homogeneización de la materia prima. Las materias primas calificadas se trituran, tamizan y homogeneizan mediante equipos especializados antes de enviarlas al silo previo al horno. Para garantizar la calidad del mineral, el tamaño de partícula debe mantenerse lo más uniforme posible. Las partículas demasiado grandes pueden dificultar la fusión, mientras que las demasiado pequeñas pueden reducir la calidad del fundido.
• Mezclar materias primas de mineral de basalto de alta calidad. Debido a la compleja composición del mineral de basalto natural, con diversos minerales asociados y coexistentes, y con diferentes puntos de fusión, la homogeneidad de la materia prima es un factor decisivo que influye en el resultado del estirado. Para mejorar la fusión del material y la estabilidad del rendimiento de la fibra resultante, algunas empresas productoras han adoptado el método de "dosificación artificial", inspirado en la producción de fibra de vidrio. Este método consiste en preparar las materias primas según estándares, seleccionar basalto natural puro de alta calidad y ajustarlo según los valores estándar mediante un enfoque de "suministro de lo que falta" y "pureza sobre pureza"; por ejemplo, añadiendo calcio si hay deficiencia. Además, para productos con requisitos de rendimiento especiales, se puede realizar una modificación selectiva mediante dopaje para garantizar que todos los indicadores de rendimiento cumplan con los requisitos de diseño, como fibras resistentes a los álcalis, fibras resistentes a altas temperaturas y fibras de alta resistencia y alto módulo. Esto requiere seleccionar materiales minerales monocomponentes u otros minerales de basalto para la "modificación mediante dopaje" adecuada de la materia prima de basalto puro.