تأثیر ترکیب ناپایدار مواد اولیه بازالت بر تولید واقعی و اقدامات بهبود
مشابه فیبر کربن و الیاف شیشهتولید الیاف بازالت پیوسته نیازمند استانداردسازی مواد اولیه است. تفاوتهای قابل توجهی در کیفیت و اثرات کاربردی محصولات الیاف بازالت از مناطق مختلف وجود دارد. حتی در یک منطقه، تفاوتهایی در بازالت از قسمتهای مختلف یک معدن وجود دارد.
در عمل، سه مشکل اصلی شناسایی شدهاند:
(1) برخی از مواد خام سنگ معدن بازالت، محدوده دمای کشش باریکی دارند که بسیار نزدیک به دمای تبلور است. چنین مواد خامی بلافاصله پس از کشش، تمایل به تبلور دارند و پیوستگی الیاف را از بین میبرند و استحکام کششی را کاهش میدهند.
(2) برخی از مواد خام سنگ معدن بازالت حاوی تعداد زیادی ذرات کریستالی مقاوم در برابر دمای بالا، مانند الیوین و کوراندوم هستند که دستیابی به مذاب همگن را دشوار میکند.
(3) شیمیایی ترکیب شیمیایی دستههای مختلف مواد اولیه سنگ معدن بازالت متفاوت است، که بر پایداری عملکرد الیاف بازالت پیوسته تولید شده تأثیر میگذارد.
برای رفع بیثباتی ترکیب مواد اولیه، بر اساس نکات فوقالذکر، میتوان اقدامات زیر را برای بهبود انجام داد:
- مواد اولیه سنگ معدن بازالت با کیفیت بالا را انتخاب کنید. سنگ معدن بازالت باید همگن، دارای درجه تبلور پایین، بدون فنوکریستهای بزرگ، دارای شکافهای کم، هوازدگی کم و بدون ناخالصیهای خارجی مانند کوارتز و چرت باشد. ترکیب شیمیایی سنگ معدن بازالت باید در محدوده معقولی باشد. علاوه بر این، باید ضریب اسیدیته مناسبی داشته باشد () در محدوده و ویسکوزیته () از ویسکوزیته () از مذابهای سیلیکات تابعی از دما، فشار و ترکیب است و میتواند با معادله آرنیوس نشان داده شود: ، کجا یک ثابت (ضریب پیش نمایی) است و انرژی فعالسازی جریان ویسکوز برای مذاب است. سنگ معدن بازالت باید در طول فرآیند کشش، محدوده دمایی وسیعی را حفظ کند که ذوب و کشش را نسبتاً آسان میکند و عملاً نباید حاوی ذرات کریستالی مقاوم در برابر دمای بالا مانند الیوین و کوراندوم باشد.
- همگن سازی مواد اولیه را تقویت کنید. مواد اولیهی واجد شرایط، قبل از ارسال به سیلوی پیشکوره، با استفاده از تجهیزات تخصصی خرد، غربال و همگن میشوند. برای اطمینان از کیفیت مواد اولیهی سنگ معدن، اندازهی ذرات باید تا حد زیادی ثابت نگه داشته شود. ذرات بیش از حد بزرگ میتوانند منجر به مشکلات ذوب شوند، در حالی که ذرات بیش از حد کوچک ممکن است کیفیت مذاب را کاهش دهند.
- مواد اولیه سنگ معدن بازالت با کیفیت بالا را مخلوط کنید. با توجه به ترکیب پیچیده سنگ معدن بازالت طبیعی، با مواد معدنی مختلف مرتبط و همزیست، و مواد معدنی مختلف با نقاط ذوب متفاوت، اینکه آیا ماده اولیه کاملاً همگن است یا خیر، یکی از عوامل تعیینکننده مؤثر بر نتیجه کشش است. برای ذوب بهتر مواد و بهبود پایداری عملکرد الیاف حاصل، برخی از شرکتهای تولیدی روش "دستهبندی مصنوعی" را با الهام از تولید الیاف شیشه اتخاذ کردهاند. این شامل تهیه مواد اولیه طبق استانداردها، انتخاب بازالت طبیعی خالص با کیفیت بالا و تنظیم آن طبق مقادیر استاندارد با استفاده از رویکرد "تأمین آنچه کم است" و "خالص به خالص" است - به عنوان مثال، افزودن کلسیم در صورت کمبود آن. علاوه بر این، برای محصولاتی با الزامات عملکرد ویژه، میتوان اصلاح آلایش انتخابی را انجام داد تا اطمینان حاصل شود که تمام شاخصهای عملکرد الزامات طراحی را برآورده میکنند، مانند الیاف مقاوم در برابر قلیا، الیاف مقاوم در برابر دمای بالا و الیاف با استحکام و مدول بالا. این امر مستلزم انتخاب مواد معدنی تک جزئی مربوطه یا سایر سنگهای بازالت برای "اصلاح آلایش" مناسب ماده اولیه بازالت خالص است.
