Impact van de onstabiele samenstelling van basaltgrondstoffen op de daadwerkelijke productie en verbeteringsmaatregelen

2025-06-20

Vergelijkbaar met koolstofvezel en GlasvezelDe productie van continue basaltvezels vereist standaardisatie van de grondstoffen. Er zijn aanzienlijke verschillen in de kwaliteit en toepassingseffecten van basaltvezelproducten uit verschillende regio's. Zelfs binnen dezelfde regio bestaan er variaties in basalt uit verschillende delen van dezelfde mijn.

In de praktijk zijn er drie hoofdproblemen geconstateerd:

(1) Sommige basaltertsgrondstoffen hebben een smal trektemperatuurbereik, dat zeer dicht bij de kristallisatietemperatuur ligt. Dergelijke grondstoffen hebben de neiging om direct na het trekken te kristalliseren, waardoor de vezelcontinuïteit verloren gaat en de treksterkte afneemt.

(2) Sommige basalt-ertsgrondstoffen bevatten een groot aantal kristallijne deeltjes die bestand zijn tegen hoge temperaturen, zoals olivijn en korund, waardoor het moeilijk is om een homogene smelt te verkrijgen.

(3) De Chemisch De samenstelling van verschillende partijen basalt-ertsgrondstoffen varieert, wat de stabiliteit van de prestaties van de geproduceerde continue basaltvezels beïnvloedt.

Om de instabiliteit van de grondstoffensamenstelling aan te pakken, kunnen op basis van de bovengenoemde punten de volgende verbeteringsmaatregelen worden genomen:

Selecteer hoogwaardige basaltertsgrondstoffen. Basalterts moet homogeen zijn, een lage kristallisatiegraad hebben, geen grote fenokristen, weinig scheuren, weinig verwering en geen externe onzuiverheden zoals kwarts en vuursteen. De chemische samenstelling van het basalterts moet binnen een redelijk bereik liggen. Bovendien moet het een geschikte zuurtegraad hebben ( $M_{A}$ ) in het bereik van $3,5 \sim 5.8$ , en een viscositeit ( $ik G of$ ) van $0,5 \sim 1.4 Goed \cdot S$ . De viscositeit ( $of$ ) van silicaatsmelten is een functie van temperatuur, druk en samenstelling, en kan worden weergegeven door de Arrhenius-vergelijking: $ik G of = ik G of_{0} + EN_{of} / RT$ , waar $of_{0}$ is een constante (pre-exponentiële factor) en $EN_{of}$ is de activeringsenergie van de viskeuze stroming voor de smelt. Basalterts moet een breed temperatuurbereik behouden tijdens het trekproces, wat het smelten en trekken relatief gemakkelijk maakt, en het mag vrijwel geen hittebestendige kristallijne deeltjes bevatten, zoals olivijn en korund.
Versterk de homogenisatie van grondstoffen. Gekwalificeerde grondstoffen worden met gespecialiseerde apparatuur vermalen, gezeefd en gehomogeniseerd voordat ze naar de voorovensilo worden gestuurd. Om de kwaliteit van de ertsgrondstoffen te garanderen, moet de deeltjesgrootte grotendeels constant blijven. Te grote deeltjes kunnen leiden tot smeltproblemen, terwijl te kleine deeltjes de kwaliteit van de smelt kunnen verminderen.
Meng hoogwaardige basalt-ertsgrondstoffen. Vanwege de complexe samenstelling van natuurlijk basalterts, met diverse mineralen die naast elkaar voorkomen en verschillende mineralen met verschillende smeltpunten, is de volledig homogeenheid van de grondstof een van de doorslaggevende factoren die het trekresultaat beïnvloeden. Om het materiaal beter te smelten en de stabiliteit van de prestaties van de resulterende vezel te verbeteren, hebben sommige productiebedrijven de "kunstmatige batching"-methode toegepast, gebaseerd op de glasvezelproductie. Dit omvat het bereiden van grondstoffen volgens normen, het selecteren van hoogwaardig puur natuurlijk basalt en het aanpassen ervan aan standaardwaarden met behulp van een "lever wat ontbreekt"- en "zuiver naar zuiver"-benadering – bijvoorbeeld door calcium aan te vullen indien er een tekort is. Daarnaast kan voor producten met speciale prestatie-eisen selectieve dopingmodificatie worden uitgevoerd om ervoor te zorgen dat alle prestatie-indicatoren voldoen aan de ontwerpeisen, zoals alkalibestendige vezels, hittebestendige vezels en zeer sterke vezels met een hoge modulus. Dit vereist de selectie van overeenkomstige ééncomponent minerale materialen of andere basaltertsen voor een geschikte "dopingmodificatie" van de zuivere basaltgrondstof.