Virkning av ustabil basaltråmaterialesammensetning på faktisk produksjon og forbedringstiltak

Ligner på karbonfiber og Glassfiber, produksjon av kontinuerlig basaltfiber krever standardisering av råmaterialer. Det er betydelige forskjeller i kvaliteten og anvendelseseffektene av basaltfiberprodukter fra forskjellige regioner. Selv innenfor samme region finnes det variasjoner i basalt fra forskjellige deler av samme gruve.

I praksis har det blitt identifisert tre hovedproblemer:

(1) Noen basaltmalmråvarer har et smalt strekktemperaturområde, som er svært nær krystalliseringstemperaturen. Slike råvarer har en tendens til å krystallisere umiddelbart etter strekk, noe som ødelegger fiberkontinuiteten og reduserer strekkfastheten.

(2) Noen basaltmalmråvarer inneholder et høyt antall krystallinske partikler som er motstandsdyktige mot høye temperaturer, som olivin og korund, noe som gjør det vanskelig å oppnå en homogen smelte.

(3) Den Kjemisk Sammensetningen av forskjellige partier av basaltmalmråvarer varierer, noe som påvirker stabiliteten til ytelsen til de kontinuerlige basaltfibrene som produseres.

For å håndtere ustabiliteten i råmaterialesammensetningen, basert på de ovennevnte punktene, kan følgende tiltak iverksettes for forbedring:

• Velg råvarer av høy kvalitet for basaltmalm. Basaltmalm bør være homogen, ha lav krystallisasjonsgrad, ingen store fenokrystaller, få sprekker, lav forvitring og ingen ytre urenheter som kvarts og chert. Den kjemiske sammensetningen av basaltmalmen bør være innenfor et rimelig område. I tillegg bør den ha en passende surhetskoeffisient (Men​) i området $\mathrm{3,5}\sim \mathrm{5,8}$, og en viskositet ($lgeller$) av $\mathrm{0,5}\sim 1.4\text{Godt}\cdot \text{s}$Viskositeten ($eller$) av silikatsmelter er en funksjon av temperatur, trykk og sammensetning, og kan representeres av Arrhenius-ligningen: lgeller=lgeller0​+OGeller​/RT, hvor eller0​ er en konstant (preeksponentiell faktor) og OGeller​ er aktiveringsenergien til den viskøse strømningen for smelten. Basaltmalm bør opprettholde et bredt temperaturområde under trekkeprosessen, noe som gjør smelting og trekke relativt enkel, og den bør praktisk talt ikke inneholde høytemperaturbestandige krystallinske partikler som olivin og korund.
• Styrke homogeniseringen av råvarer. Kvalifiserte råvarer knuses, siktes og homogeniseres ved hjelp av spesialutstyr før de sendes til forovnssiloen. For å sikre kvaliteten på malmråvarene må partikkelstørrelsen holdes stort sett konsistent. For store partikler kan føre til smeltevansker, mens for små partikler kan redusere kvaliteten på smelten.
• Bland råvarer av høy kvalitet fra basaltmalm. På grunn av den komplekse sammensetningen av naturlig basaltmalm, med ulike mineraler assosiert og sameksisterende, og ulike mineraler med varierende smeltepunkter, er hvorvidt råmaterialet er fullstendig homogent en av de avgjørende faktorene som påvirker trekkeresultatet. For å smelte materialet bedre og forbedre stabiliteten til den resulterende fiberens ytelse, har noen produksjonsbedrifter tatt i bruk "kunstig batching"-metoden, og lånt fra glassfiberproduksjon. Dette innebærer å tilberede råmaterialer i henhold til standarder, velge ren naturlig basalt av høy kvalitet og justere den i henhold til standardverdier ved hjelp av en "lever det som mangler"- og "ren til ren"-tilnærming – for eksempel å tilsette kalsium hvis det er mangelfullt. I tillegg, for produkter med spesielle ytelseskrav, kan selektiv dopingmodifisering utføres for å sikre at alle ytelsesindikatorer oppfyller designkrav, for eksempel alkaliresistente fibre, høytemperaturbestandige fibre og høyfaste fibre med høy modulus. Dette krever valg av tilsvarende enkomponent mineralmaterialer eller andre basaltmalmer for passende "dopingmodifisering" av det rene basaltråmaterialet.