Impacto da composição instável da matéria-prima basáltica na produção real e medidas de melhoria

Semelhante à fibra de carbono e Fibra de vidroA produção de fibra de basalto contínua exige a padronização da matéria-prima. Existem diferenças significativas na qualidade e nos efeitos de aplicação dos produtos de fibra de basalto provenientes de diferentes regiões. Mesmo dentro da mesma região, existem variações no basalto de diferentes partes da mesma mina.

Na prática, foram identificados três problemas principais:

(1) Algumas matérias-primas de minério de basalto têm uma faixa estreita de temperatura de trefilação, que é muito próxima da temperatura de cristalização. Essas matérias-primas tendem a cristalizar imediatamente durante a trefilação, destruindo a continuidade da fibra e reduzindo a resistência à tração.

(2) Algumas matérias-primas de minério de basalto contêm um elevado número de partículas cristalinas resistentes a altas temperaturas, como a olivina e o coríndon, tornando difícil a obtenção de uma fusão homogênea.

(3) O Produtos químicos A composição de diferentes lotes de minério de basalto varia, o que afeta a estabilidade do desempenho das fibras contínuas de basalto produzidas.

Para solucionar a instabilidade na composição da matéria-prima, com base nos pontos mencionados anteriormente, as seguintes medidas podem ser tomadas para melhoria:

• Selecione matérias-primas de minério de basalto de alta qualidade. O minério de basalto deve ser homogêneo, apresentar baixo grau de cristalização, ausência de grandes fenocristais, poucas fissuras, baixo grau de intemperismo e ausência de impurezas externas como quartzo e sílex. A composição química do minério de basalto deve estar dentro de uma faixa aceitável. Além disso, deve apresentar um coeficiente de acidez adequado (Mum​) na faixa de $\mathrm{3,5}\sim \mathrm{5,8}$e uma viscosidade ($lgou$) de $\mathrm{0,5}\sim 1.4\text{Bem}\cdot \text{s}$A viscosidade ($ou$A viscosidade (γ) de fundidos de silicato é uma função da temperatura, pressão e composição, e pode ser representada pela equação de Arrhenius: lgou=lgou0​+Eou​/RT, onde ou0​ é uma constante (fator pré-exponencial) e Eou​ é a energia de ativação do fluxo viscoso para o fundido. O minério de basalto deve manter uma ampla faixa de temperatura durante o processo de trefilação, o que facilita relativamente a fusão e a trefilação, e praticamente não deve conter partículas cristalinas resistentes a altas temperaturas, como olivina e coríndon.
• Fortalecer a homogeneização da matéria-prima. As matérias-primas qualificadas são trituradas, peneiradas e homogeneizadas utilizando equipamentos especializados antes de serem enviadas ao silo de pré-forno. Para garantir a qualidade do minério, o tamanho das partículas deve ser mantido consistente. Partículas excessivamente grandes podem causar dificuldades na fusão, enquanto partículas excessivamente pequenas podem reduzir a qualidade do metal fundido.
• Misturar matérias-primas de minério de basalto de alta qualidade. Devido à complexa composição do minério de basalto natural, com vários minerais associados e coexistentes, e diferentes minerais apresentando pontos de fusão variáveis, a homogeneidade da matéria-prima é um dos fatores decisivos que afetam o resultado da trefilação. Para melhor fundir o material e melhorar a estabilidade do desempenho da fibra resultante, algumas empresas produtoras adotaram o método de "dosagem artificial", inspirado na produção de fibra de vidro. Este método envolve a preparação da matéria-prima de acordo com padrões, a seleção de basalto natural puro de alta qualidade e o ajuste aos valores padrão utilizando uma abordagem de "complemento do que falta" e "puro para puro" — por exemplo, suplementando cálcio se houver deficiência. Além disso, para produtos com requisitos de desempenho especiais, pode-se realizar a modificação seletiva por dopagem para garantir que todos os indicadores de desempenho atendam aos requisitos de projeto, como fibras resistentes a álcalis, fibras resistentes a altas temperaturas e fibras de alta resistência e alto módulo. Isso requer a seleção de materiais minerais de componente único correspondentes ou outros minérios de basalto para a "modificação por dopagem" apropriada da matéria-prima de basalto puro.