Equipos de produción e tecnoloxía de control de precisión para fibra de basalto continua

1. Equipos de produción principais para a produción continua Fibra de basalto 
Continuo fibra de basalto A produción adopta un "proceso dun só paso", caracterizado por un fluxo de traballo simplificado pero con altas barreiras técnicas. En comparación coa produción continua de fibra de carbono, a fibra de basalto continua consome significativamente menos enerxía (menos de 1/10 do consumo de enerxía da fibra de carbono) e non emite CO₂, SO₂ nin outros gases nocivos, o que a converte nun método de produción respectuoso co medio ambiente e con baixas emisións de carbono. O principal equipo térmico para a produción continua de fibra de basalto é o forno, que se clasifica en fornos de crisol e fornos de tanque.

(1) Forno de crisol
Un forno de crisol funciona normalmente cun forno por casquillo.
Vantaxes: tamaño compacto, baixo investimento, flexibilidade para axustes de procesos localizados e idoneidade para a produción en lotes pequenos ou especializada.
Desvantaxes: baixa eficiencia térmica, alto consumo de enerxía, calidade inconsistente do produto, baixa eficiencia de produción e custos xerais elevados.
Actualmente, os fornos de crisol dominan a industria continua da fibra de basalto, cunha capacidade de produción anual de 100 a 300 toneladas. Debido á degradación dos eléctrodos e do material refractario, os fornos de crisol teñen unha vida útil curta de 6 a 12 meses. Durante as primeiras etapas do desenvolvemento da industria, os fornos de crisol eran ideais para a produción a pequena escala e a investigación de equipos.
Tipos de fornos de crisol:

• Forno de crisol de chama: Quentado por gas natural e combustión de aire.
  Vantaxes: control flexible da chama, capacidade de arranque/parada rápidos.
  Contras: baixa temperatura da chama, escasa capacidade de fusión, desperdicio de enerxía debido ao nitróxeno (78 % do aire) que xera emisións nocivas de NOₓ e quecemento desigual que leva a unha homoxeneidade inconsistente da masa fundida.
• Forno de crisol totalmente eléctrico: quentado internamente mediante eléctrodos de placa ou varilla.
  Vantaxes: Alta eficiencia térmica, quecemento interno uniforme.
  Contras: Curta vida útil debido ao desgaste dos eléctrodos, que require unha substitución completa despois da degradación.

(2) Forno de tanque
A medida que medra a demanda de cantidade e calidade de fibra, os fornos de tanque (un forno con varios pasacabos) convertéronse en elementos fundamentais para a produción a grande escala. Permiten un control rigoroso da temperatura, unha mellor homoxeneidade da masa fundida, unha calidade estable do produto e unha alta eficiencia, con capacidades anuais que alcanzan entre miles e decenas de miles de toneladas.
Tipos de fornos de tanque:

• Forno de tanque totalmente eléctrico: usa eléctrodos de vara (montados horizontalmente ou na parte inferior).
  Vantaxes: Alta eficiencia térmica e quecemento uniforme.
  Contras: Puntos quentes dos eléctrodos, desgaste irregular e vida útil curta (~1 ano).
• Forno de tanque de chama total: Quentado con gas natural con aire ou osíxeno puro. Prefírese a combustión con osíxeno puro para maior eficiencia e redución de emisións.
  Vantaxes: longa vida útil (máis de 3 anos), aforro de enerxía con osíxeno puro.
  Contras: Os gradientes de temperatura nas masas fundidas profundas, aínda que as masas fundidas pouco profundas melloran a uniformidade.
• Forno híbrido de chama-tanque eléctrico: combina o quentamento por chama superior e os eléctrodos inferiores/laterales.
  Vantaxes: Mellora da homoxeneización da masa fundida.
  Contras: deseño complexo, quecemento superficial desigual, alta perda de enerxía dos eléctrodos arrefriados por auga e curta vida útil debido ao desgaste dos eléctrodos.

(3) Bucha
O casquillo, normalmente feito de aliaxe de platino-rodio, é un compoñente esencial para a formación de fibras. A produción a grande escala require casquillos de alta capacidade. Os casquillos iniciais tiñan 200 buratos; os estándares actuais inclúen 400, 800 e 1200 buratos. Os avances na tecnoloxía dos casquillos sinerxízanse co desenvolvemento de fornos de tanque.

2. Tecnoloxía de control de precisión 
A masa fundida de basalto presenta desafíos como altas temperaturas de estiramento/cristalización, cristalización rápida, ventás de temperatura de conformado estreitas, endurecemento desigual da fibra, forte mollabilidade dos casquillos e baixa transparencia térmica. Estes factores causan inestabilidade durante o estiramento da fibra (por exemplo, rotura, solta, variación do diámetro). A estabilización baséase en tres aspectos:

• Homoxeneidade e estabilidade da masa fundida: conséguese mediante a mestura precisa de materias primas, o control da temperatura do forno, a regulación do nivel da masa fundida e a xestión da presión.
• Control da bucha e da temperatura: garante un quecemento uniforme da bucha e evita a cristalización.
• Optimización do proceso de debuxo: Inclúe un control preciso da velocidade de debuxo, os parámetros de arrefriamento e a tensión da fibra.

As tecnoloxías clave inclúen sistemas avanzados de control para a mestura de materiais, a temperatura do forno, o nivel de fusión, a presión da cámara, a temperatura do canal, a temperatura do casquillo e a velocidade de estiramento. Isto garante unha produción continua de fibra de basalto estable e de alta calidade.