Dua teknologi penyediaan gentian basalt berterusan arus perdana

1. Kaedah Nyalaan

Kaedah nyalaan melibatkan proses pengeluaran di mana haba dihantar terus ke permukaan Basalt cair dalam tanur basalt berstruktur bata tahan api. Haba ini biasanya dihasilkan oleh nyalaan (seperti gas asli-oksigen atau pembakaran udara panas, atau nyalaan plasma) dari bahagian atas relau. Kaedah pemanasan utama ini boleh ditambah dengan pemanasan elektrod bawah. Keseluruhan proses meliputi pencairan, penjernihan, dan pembentukan.

Relau nyalaan kendiri yang kecil, yang kini menjadi arus perdana dalam industri, hanya menggunakan pemanasan pembakaran gas asli teratas dan kekurangan elektrod bawah tambahan. Walau bagaimanapun, disebabkan penggunaan tenaga yang tinggi, kos pengeluaran yang tinggi dan keberkesanan kos produk yang rendah, kebanyakan syarikat yang menggunakan teknologi ini mengalami kerugian teruk dan berada di ambang muflis.

Arah pembangunan untuk kaedah nyalaan ialah relau tangki yang dipanaskan dengan api, yang menggunakan pendekatan "gabungan gas-elektrik" dengan pembakaran gas-oksigen asli atas dan pemanasan elektrod bawah tambahan. Kaedah "gabungan gas-elektrik" ini adalah teknologi arus perdana mutlak untuk pembuatan Gentian Kacas, dan tanur gentian kaca ini beroperasi dengan sangat matang dan berjaya, terutamanya tanur unit, yang hampir menjadi standard untuk reka bentuk tanur lukisan tangki gentian kaca. Usaha telah dibuat untuk memindahkan teknologi ini kepada pembuatan gentian basalt yang berterusan, tetapi walaupun percubaan terhad, kejayaan masih belum dicapai. Dalam dua tahun yang lalu, ada yang telah mengambil pendekatan yang berbeza, menukar daripada bahan mentah batu gunung berapi semula jadi tulen kepada bahan mentah yang dirumus (iaitu, menggabungkan sebahagian besar batu bukan gunung berapi). Ini telah membawa kepada kejayaan pentauliahan dan operasi barisan pengeluaran relau tangki yang dipanaskan api 10,000 tan/tahun dan 3,500 tan/tahun.

2. Kaedah Pencairan Semua Elektrik

Kaedah lebur semua elektrik melibatkan proses pengeluaran di mana tenaga elektrik dihantar terus ke dalam leburan basalt suhu tinggi dalam tanur basalt berstruktur bata tahan api. Ini dicapai melalui elektrod (seperti grafit, molibdenum, timah dioksida, dll.) atau (dan) kaedah fizikal lain (seperti kaedah plasma). Teknologi ini meliputi pencairan, penjernihan dan pembentukan.

Kaedah pencairan semua elektrik gentian basalt berterusan China bermula dengan Program 863 kebangsaan pada tahun 2002, yang menyiapkan radas lukisan relau kendiri berskala kecil menggunakan kaedah ini. Kejayaan yang ketara dalam berterusan gentian basalt teknologi lukisan lebur semua elektrik telah dicapai pada tahun 2016, dengan penyiapan relau tangki lebur elektrik semua skala perintis ribu tan/tahun. Sistem ini menggunakan elektrod progresif berbilang baris, membolehkan kedalaman tahap cecair cair sehingga 1300mm. Diameter monofilamen produk tertumpu antara 9-22μm, dan penggunaan kuasa unit komprehensif ialah 3.0-3.5 kWj/kg, menunjukkan kesan penjimatan tenaga yang sangat baik. Pada 2018, barisan pengeluaran relau tangki lebur elektrik 1200 tan/tahun ("satu hingga lapan," menggunakan pemutar 400 lubang) telah mula beroperasi secara rasmi. Ia telah berjalan dengan stabil selama lebih tiga tahun, mengesahkan bahawa hayat tanur boleh mencapai lebih daripada tiga tahun.

Sehingga kini, untuk bahan mentah batu gunung berapi semula jadi tulen, teknologi pembuatan gentian basalt berterusan hanya dikekalkan pada tahap teknologi relau tangki seribu tan/tahun, dan secara eksklusif untuk kaedah lebur semua elektrik.

3. Perbandingan Dua Laluan Teknologi

Ciri-ciri suhu tinggi basalt cair, iaitu kekonduksian terma yang lemah, kelikatan yang tinggi, dan sifat bahan yang pendek, adalah tepat yang menjadikan pembuatan gentian basalt berterusan mencabar.

• Kaedah Nyalaan

Kaedah nyalaan, teknologi yang agak matang yang diperkenalkan dari bekas Kesatuan Soviet (kini Rusia dan Ukraine) dan disesuaikan untuk keadaan khusus China, telah digunakan secara meluas. Walau bagaimanapun, kelemahan terbesarnya dalam perindustrian ialah kos pengeluaran yang tinggi dan keberkesanan kos yang rendah, sebahagian besarnya disebabkan oleh kecacatan struktur fizikal yang wujud dalam kaedah itu sendiri.

Penggunaan Haba Rendah

Dalam kaedah ini, gas asli dibakar dari bahagian atas relau, dengan nyalaan terus memanaskan permukaan cair basalt. Lebih 60% haba dipantulkan oleh permukaan cair dan dibawa oleh gas ekzos. Memandangkan cair basalt suhu tinggi mempunyai kekonduksian terma sepuluh kali lebih rendah daripada cair kaca suhu tinggi, pemindahan haba adalah sangat perlahan. Relau kecil unit tunggal hanya boleh mengekalkan kedalaman cair kira-kira 15cm. Walaupun relau tangki batch basalt yang dipanaskan api 10,000 tan/tahun boleh mencapai kedalaman leburan 50cm dengan pemanasan elektrod bawah tambahan, leburan membentuk struktur seperti hidangan dalam relau, yang membawa kepada kawasan permukaan khusus yang besar dan pelesapan haba yang ketara. Kehilangan haba melalui bahan penebat melebihi 10%. Akibatnya, kadar penggunaan haba sebenar adalah kurang daripada 30%.

Kualiti Lebur Rendah

Oleh kerana tahap leburan cetek dalam kaedah nyalaan, bahagian penjelasan dan homogenisasi tidak dapat mencapai homogenisasi menyeluruh, menyebabkan kualiti lebur yang lebih rendah.

Pelepasan Gas Ekzos

Pembakaran gas asli menghasilkan gas ekzos seperti sulfur dan nitrogen oksida.

Pelepasan Gas Rumah Hijau

Sebagai bahan api fosil, pembakaran gas asli membebaskan sejumlah besar CO2, gas rumah hijau.

Pelaburan Peralatan Tinggi

Menangani pelepasan gas ekzos daripada pembakaran gas asli memerlukan langkah kawalan pencemaran. Penggunaan haba yang rendah juga memerlukan langkah pemulihan haba sisa. Tambahan pula, pembakaran oksigen tulen memerlukan peralatan penjanaan oksigen. Tiga faktor ini meningkatkan pelaburan peralatan dengan ketara. Pelaburan unit untuk kaedah nyalaan adalah kira-kira 11,000-20,000 RMB setiap tan.

• Kaedah Pencairan Semua Elektrik

Berbanding dengan kaedah nyalaan, kaedah lebur semua elektrik menawarkan kelebihan yang ketara.

Kualiti Peleburan Tinggi

Teknologi lebur semua elektrik adalah berdasarkan prinsip bahawa leburan adalah konduktif elektrik dalam keadaan cair suhu tinggi, membolehkan tenaga elektrik dibekalkan terus kepada leburan untuk pemanasan dalaman. Susunan menegak elektrod memudahkan pencairan menegak. Ribuan tan setahun Relau tangki lebur elektrik semua boleh mencapai kedalaman cair lebih 1.2 meter, memberikan bahagian penjelasan dan homogenisasi yang lebih panjang. Zon isoterma suhu tinggi di dalam tangki adalah lebih dalam, membawa kepada kualiti lebur dan penhomogenan yang lebih baik untuk basalt.

Kecekapan Tenaga

Pemanasan dalaman terus leburan, lebur menegak, tangki yang lebih dalam, dan liputan bahan sejuk pada permukaan cair menyumbang kepada kadar lebur yang tinggi dan kecekapan haba yang tinggi. Pertama, elektrod yang dimasukkan terus ke dalam leburan memastikan penggunaan sepenuhnya haba Joule. Kedua, tahap leburan dalam, dengan kedalamannya menghampiri diameter dalam relau, menghasilkan kawasan permukaan khusus yang lebih kecil dan hampir minimum untuk leburan. Struktur geometri ini dengan ketara mengurangkan pelesapan haba berbanding dengan struktur seperti hidangan kaedah nyalaan. Ketiga, liputan bahan sejuk pada permukaan cair membentuk "bahagian atas relau sejuk," seterusnya mengurangkan kehilangan haba.

Jejak Karbon Rendah

Teknologi lebur semua elektrik menghapuskan pelepasan karbon yang berkaitan dengan pembakaran gas asli dalam kaedah nyalaan. Pelepasan karbonnya ditentukan semata-mata oleh campuran tenaga grid kuasa. Jika kuasa hidro atau sumber tenaga boleh diperbaharui lain digunakan, pelepasan karbon sifar boleh dicapai.

Pelaburan yang lebih rendah

Memandangkan kaedah lebur semua elektrik tidak melibatkan pembakaran oksigen tulen gas asli, tidak perlu melabur dalam peralatan rawatan alam sekitar gas ekzos atau peralatan penjanaan oksigen. Selain itu, liputan bahan sejuk pada permukaan cair bermakna tiada pelaburan dalam peralatan pemulihan haba sisa diperlukan. Oleh itu, pelaburan unit untuk kaedah lebur semua elektrik adalah lebih rendah.

Kelebihan Kos

Penjimatan tenaga yang ketara dan susut nilai aset tetap yang lebih rendah diterjemahkan kepada kelebihan kos yang berbeza.