Үздіксіз базальт талшығы үшін өндірістік жабдық және дәл бақылау технологиясы

1. Үздіксіз жұмыс істеуге арналған негізгі өндірістік жабдық Базальт талшығы 
Үздіксіз базальт талшығы өндіріс жеңілдетілген жұмыс процесімен сипатталатын, бірақ жоғары техникалық кедергілермен сипатталатын «бір сатылы процесті» қабылдайды. Көміртекті талшықты өндірумен салыстырғанда, үздіксіз базальт талшығы энергияны айтарлықтай аз тұтынады (көміртекті талшықтың энергия тұтынуының 1/10 бөлігінен аз) және CO₂, SO₂ немесе басқа зиянды газдар шығармайды, бұл оны қоршаған ортаға зиянсыз және төмен көміртекті өндіру әдісі етеді. Үздіксіз базальт талшығын өндіруге арналған негізгі термиялық жабдық пеш болып табылады, ол тигельді пештерге және резервуарлы пештерге бөлінеді.

(1) Тигель пеші
Тигель пеші әдетте әр втулкаға бір пешпен жұмыс істейді.
Артықшылықтары: ықшам өлшем, аз инвестиция, локализацияланған процесті реттеу үшін икемділік және шағын сериялы немесе мамандандырылған өндіріске жарамдылық.
Кемшіліктері: төмен жылу тиімділігі, жоғары энергия тұтыну, сәйкес келмейтін өнім сапасы, төмен өндірістік тиімділік және жоғары жалпы шығындар.
Қазіргі уақытта тұрақты базальт талшықтары өнеркәсібінде тигельді пештер басым, жылдық өндірістік қуаты 100–300 тонна. Электрод пен отқа төзімді материалдың тозуына байланысты тигельді пештердің қызмет ету мерзімі 6–12 ай. Өнеркәсіптің дамуының алғашқы кезеңдерінде тигель пештері шағын өндіріс пен жабдықты зерттеу үшін өте қолайлы болды.
Тигельді пештердің түрлері:

• Жалынды тигель пеші: табиғи газбен және ауаның жануымен жылытылады.
  Артықшылықтары: икемді жалынды басқару, жылдам іске қосу/тоқтату мүмкіндігі.
  Кемшіліктері: төмен жалын температурасы, нашар балқу қабілеті, зиянды NOₓ шығарындыларын тудыратын азот (ауаның 78%) әсерінен энергия қалдықтары және балқыма біркелкілігіне әкелетін біркелкі емес қыздыру.
• Толық электрлік тигельді пеш: пластина немесе өзек электродтары арқылы іштей жылытылады.
  Артықшылықтары: жоғары жылу тиімділігі, біркелкі ішкі жылыту.
  Кемшіліктері: электродтың тозуына байланысты қысқа қызмет мерзімі, деградациядан кейін толық ауыстыруды қажет етеді.

(2) Резервуарлы пеш
Талшықтың саны мен сапасына сұраныстың өсуіне байланысты резервуарлы пештер (бірнеше втулкалары бар бір пеш) ауқымды өндіріс үшін маңызды болды. Олар температураны қатаң бақылауға, балқыманың біртектілігін жақсартуға, өнімнің тұрақты сапасына және жылдық қуаттылығы мыңдаған он мың тоннаға дейін жететін жоғары тиімділікке мүмкіндік береді.
Резервуарлы пештердің түрлері:

• Толық электрлік резервуарлы пеш: өзек электродтарын пайдаланады (көлденең немесе төменгі жағында орнатылған).
  Артықшылықтары: жоғары жылу тиімділігі және біркелкі қыздыру.
  Кемшіліктері: электродтардың ыстық нүктелері, біркелкі емес тозу және қысқа қызмет мерзімі (~1 жыл).
• Жалпы жалынға арналған резервуарлы пеш: ауамен немесе таза оттегімен табиғи газбен жылытылады. Тиімділік пен шығарындыларды азайту үшін таза оттегінің жануы жақсырақ.
  Артықшылықтары: ұзақ қызмет ету мерзімі (3+ жыл), таза оттегімен энергияны үнемдеу.
  Кемшіліктері: терең балқымалардағы температура градиенттері, бірақ таяз балқымалар біркелкілігін жақсартады.
• Гибридті жалын-электр резервуарлы пеш: жоғарғы жалынмен қыздыру мен төменгі/бүйірлік электродтарды біріктіреді.
  Артықшылықтары: Балқыманың жақсартылған гомогенизациясы.
  Кемшіліктері: күрделі дизайн, біркелкі емес бетті жылыту, сумен салқындатылған электродтардан жоғары энергия жоғалту және электродтың тозуына байланысты қысқа қызмет ету мерзімі.

(3) Втулка
Әдетте платина-родий қорытпасынан жасалған втулка талшықты қалыптастырудың негізгі компоненті болып табылады. Кең ауқымды өндіріс қуаттылығы жоғары төлкелерді қажет етеді. Бастапқы төлкелерде 200 тесік болды; қолданыстағы стандарттар 400, 800 және 1200 тесіктерді қамтиды. Втулка технологиясының жетістіктері резервуарлы пештің дамуымен синергетика.

2. Дәл басқару технологиясы 
Базальт балқымасы жоғары тартылу/кристалдану температурасы, жылдам кристалдану, тар қалыптау температурасы терезелері, талшықтардың біркелкі қатаюы, втулканың қатты сулануы және жылу мөлдірлігінің нашарлығы сияқты қиындықтарды көрсетеді. Бұл факторлар талшықты тарту кезінде тұрақсыздықты тудырады (мысалы, сыну, ұшып кету, диаметрдің өзгеруі). Тұрақтандыру үш аспектіге негізделген:

• Балқыманың біртектілігі және тұрақтылығы: шикізатты дәл араластыру, пеш температурасын бақылау, балқыма деңгейін реттеу және қысымды басқару арқылы қол жеткізіледі.
• Втулка және температураны бақылау: втулканың біркелкі жылынуын қамтамасыз етеді және кристалдануды болдырмайды.
• Сызу процесін оңтайландыру: сызу жылдамдығын, салқындату параметрлерін және талшық кернеуін дәл басқаруды қамтиды.

Негізгі технологиялар материалды араластыруды, пеш температурасын, балқыма деңгейін, камера қысымын, арна температурасын, төлке температурасын және тарту жылдамдығын басқарудың озық жүйелерін қамтиды. Бұл базальт талшығының тұрақты, жоғары сапалы үздіксіз өндірісін қамтамасыз етеді.