불안정한 현무암 원료 조성이 실제 생산 및 개선 대책에 미치는 영향
2025년 6월 20일
탄소섬유와 유사하며 유리 섬유연속 현무암 섬유 생산에는 원료 표준화가 필요합니다. 지역별로 현무암 섬유 제품의 품질과 적용 효과에 상당한 차이가 있습니다. 같은 지역 내에서도 같은 광산의 다른 지역에서 생산된 현무암에는 차이가 있습니다.
실제로 세 가지 주요 문제가 확인되었습니다.
(1) 일부 현무암 광석 원료는 인발 온도 범위가 좁아 결정화 온도에 매우 가깝습니다. 이러한 원료는 인발 직후 결정화되어 섬유의 연속성을 파괴하고 인장 강도를 저하시키는 경향이 있습니다.
(2) 일부 현무암 광석 원료에는 올리빈, 코런덤 등 고온에 강한 결정립이 다량 함유되어 있어 균질한 용융물을 얻기 어렵다.
(3) 그 화학적인 다양한 배치의 현무암 광석 원료의 구성이 다르며, 이는 생산된 연속 현무암 섬유의 성능 안정성에 영향을 미칩니다.
원료 구성의 불안정성을 해결하기 위해, 앞서 언급한 사항을 바탕으로 다음과 같은 개선 조치를 취할 수 있습니다.
- 고품질의 현무암 광석 원료를 선택합니다. 현무암 광석은 균질해야 하며, 결정화도가 낮아야 하고, 큰 반정(phenocryst)이 없어야 하며, 균열이 적고, 풍화작용이 적으며, 석영이나 처트와 같은 외부 불순물이 없어야 합니다. 현무암 광석의 화학 조성은 합리적인 범위 내에 있어야 합니다. 또한, 적절한 산도 계수()의 범위 내에서 , 그리고 점도() 의 . 점도() 규산염 용융물의 온도, 압력 및 구성의 함수이며 아레니우스 방정식으로 표현할 수 있습니다. , 어디 는 상수(지수 전 인자)이고 는 용융물의 점성 유동 활성화 에너지입니다. 현무암 광석은 인발 공정 동안 넓은 온도 범위를 유지해야 하며, 이는 용융 및 인발을 비교적 용이하게 합니다. 또한, 올리빈이나 커런덤과 같은 고온 내성 결정질 입자를 거의 포함하지 않아야 합니다.
- 원자재 균질화를 강화합니다. 자격을 갖춘 원료는 특수 장비를 사용하여 파쇄, 선별, 균질화 과정을 거친 후 킬른 전 사일로로 이송됩니다. 광석 원료의 품질을 보장하기 위해서는 입자 크기가 대체로 일정하게 유지되어야 합니다. 입자가 너무 크면 용해에 어려움이 있을 수 있으며, 입자가 너무 작으면 용해물의 품질이 저하될 수 있습니다.
- 고품질 현무암 광석 원료를 혼합합니다. 천연 현무암 광석은 다양한 광물이 결합 및 공존하는 복잡한 구성을 가지고 있으며, 각 광물의 용융점이 서로 다르기 때문에 원료가 완전히 균질한지 여부는 인발 결과에 영향을 미치는 결정적인 요소 중 하나입니다. 원료를 더 잘 용융하고 최종 섬유의 성능 안정성을 향상시키기 위해 일부 생산 기업은 유리 섬유 생산 방식을 차용한 "인공 배칭" 방식을 채택했습니다. 이는 표준에 따라 원료를 준비하고, 고품질 순수 천연 현무암을 선별한 후, "부족한 부분을 보충"하고 "순수 대 순수" 방식으로 표준 값에 맞춰 조정하는 것을 포함합니다. 예를 들어, 칼슘이 부족할 경우 칼슘을 보충합니다. 또한, 특수 성능 요건이 있는 제품의 경우, 내알칼리성 섬유, 고온 내성 섬유, 고강도 고탄성 섬유 등 모든 성능 지표가 설계 요건을 충족하도록 선택적 도핑 개질을 수행할 수 있습니다. 이를 위해서는 순수한 현무암 원료의 적절한 "도핑 변형"을 위해 해당 단일 성분 광물 재료 또는 기타 현무암 광석을 선택해야 합니다.
