Производствена опрема и технологија за прецизна контрола за континуирани базалтни влакна

1. Главна опрема за производство за континуирано Базалтни влакна 
Континуирано базалтно влакно Производството користи „едночекорен процес“, кој се карактеризира со поедноставен работен тек, но со високи технички бариери. Во споредба со производството на јаглеродни влакна, континуираното базалтно влакно троши значително помалку енергија (помалку од 1/10 од потрошувачката на енергија на јаглеродните влакна) и не испушта CO₂, SO₂ или други штетни гасови, што го прави еколошки и нискојаглероден метод на производство. Примарната термичка опрема за континуирано производство на базалтни влакна е печката, која е категоризирана во печки за огноотпорни влакна и печки со резервоар.

(1) Печка за огноотпорни житарки
Кројциблната печка обично работи со една печка по чаура.
Предности: Компактна големина, ниска инвестиција, флексибилност за локализирани прилагодувања на процесот и погодност за производство во мали серии или специјализирано производство.
Недостатоци: Ниска термичка ефикасност, висока потрошувачка на енергија, неконзистентен квалитет на производот, ниска ефикасност на производството и високи вкупни трошоци.
Моментално, печките за крчење доминираат во индустријата за континуирано производство на базалтни влакна, со годишен производствен капацитет од 100–300 тони. Поради деградацијата на електродите и огноотпорните материјали, печките за крчење имаат краток век на траење од 6–12 месеци. Во раните фази од развојот на индустријата, печките за крчење беа идеални за производство во мал обем и истражување на опрема.
Видови печки за огноотпорни ложици:

• Печка за пламен: Се загрева со согорување на природен гас и воздух.
  Предности: Флексибилна контрола на пламенот, можност за брзо стартување/исклучување.
  Недостатоци: Ниска температура на пламенот, слаб капацитет на топење, губење на енергија поради азот (78% од воздухот) што создава штетни емисии на NOₓ и нерамномерно загревање што доведува до неконзистентна хомогеност на топењето.
• Целосно електрична печка од огноотпорен сад: Се загрева внатрешно преку плочести или прачкини електроди.
  Предности: Висока термичка ефикасност, рамномерно внатрешно греење.
  Недостатоци: Краток век на траење поради абење на електродата, што бара целосна замена по оштетување.

(2) Резервоарска печка
Со зголемувањето на побарувачката за количина и квалитет на влакна, резервоарските печки (една печка со повеќе вдлабнатини) станаа критични за производство на големи размери. Тие овозможуваат строга контрола на температурата, подобрена хомогеност на топењето, стабилен квалитет на производот и висока ефикасност, со годишни капацитети што достигнуваат од илјадници до десетици илјади тони.
Видови на резервоарски печки:

• Целосно електрична резервоарска печка: Користи прачкисти електроди (хоризонтално или монтирани на дното).
  Предности: висока термичка ефикасност и рамномерно загревање.
  Недостатоци: жаришта на електродите, нерамномерно абење и краток век на траење (~1 година).
• Резервоарна печка со целосен пламен: Се загрева со природен гас со воздух или чист кислород. Согорувањето на чист кислород е претпочитано за ефикасност и намалени емисии.
  Предности: Долг животен век (3+ години), заштеда на енергија со чист кислород.
  Недостатоци: Температурните градиенти кај длабоките топења, иако плитките топења ја подобруваат униформноста.
• Хибридна пламено-електрична резервоарна печка: Комбинира греење на горниот пламен и долни/странични електроди.
  Предности: Подобрена хомогенизација на топењето.
  Недостатоци: Комплексен дизајн, нерамномерно загревање на површината, голема загуба на енергија од електродите ладени со вода и краток век на траење поради абење на електродите.

(3) Втулка
Втулката, обично изработена од легура на платина-родиум, е основна компонента за формирање влакна. Производството во голем обем бара втулки со голем капацитет. Првичните втулки имаа 200 дупки; сегашните стандарди вклучуваат 400, 800 и 1.200 дупки. Напредокот во технологијата на втулките се во синергија со развојот на резервоарските печки.

2. Технологија за прецизна контрола 
Базалтниот растоп се соочува со предизвици како што се високи температури на влечење/кристализација, брза кристализација, тесни прозорци за температура на формирање, нерамномерно стврднување на влакната, силна навлажнливост на вдлабнатината и слаба топлинска транспарентност. Овие фактори предизвикуваат нестабилност за време на влечењето на влакната (на пр., кршење, разлетување, варијација на дијаметарот). Стабилизацијата се потпира на три аспекти:

• Хомогеност и стабилност на стопената маса: Се постигнува преку прецизно мешање на суровините, контрола на температурата на печката, регулирање на нивото на стопената маса и управување со притисокот.
• Контрола на втулка и температура: Обезбедува рамномерно загревање на втулката и избегнува кристализација.
• Оптимизација на процесот на цртање: Вклучува прецизна контрола на брзината на цртање, параметрите за ладење и затегнатоста на влакната.

Клучните технологии вклучуваат напредни системи за контрола на мешање на материјали, температура на печката, ниво на топење, притисок во комората, температура на каналот, температура на втулката и брзина на влечење. Овие технологии обезбедуваат стабилно, висококвалитетно континуирано производство на базалтни влакна.