Влияние нестабильного состава базальтового сырья на фактическое производство и меры по его улучшению

2025-06-20

Подобно углеродному волокну и СтекловолокноПроизводство непрерывного базальтового волокна требует стандартизации сырья. Качество и эффективность базальтового волокна, производимого в разных регионах, существенно различаются. Даже в пределах одного региона существуют различия в составе базальта из разных частей одного и того же месторождения.

На практике были выявлены три основные проблемы:

(1) Некоторые виды базальтового сырья имеют узкий температурный диапазон вытяжки, очень близкий к температуре кристаллизации. Такое сырье имеет тенденцию кристаллизоваться сразу после вытяжки, что нарушает целостность волокон и снижает прочность на разрыв.

(2) Некоторые виды базальтового рудного сырья содержат большое количество кристаллических частиц, устойчивых к высоким температурам, таких как оливин и корунд, что затрудняет получение однородного расплава.

(3) Химический Состав различных партий базальтового сырья различается, что влияет на стабильность эксплуатационных характеристик получаемых непрерывных базальтовых волокон.

Для решения проблемы нестабильности состава сырья, исходя из вышеизложенных пунктов, можно предпринять следующие меры по улучшению:

Отбор высококачественного базальтового рудного сырья. Базальтовая руда должна быть однородной, иметь низкую степень кристаллизации, отсутствие крупных вкрапленников, мало трещин, низкую степень выветривания и отсутствие посторонних примесей, таких как кварц и кремнистый сланец. Химический состав базальтовой руды должен быть в разумных пределах. Кроме того, она должна иметь подходящий коэффициент кислотности ( $М_{а}$ ) в диапазоне $3.5 \sim 5.8$ , и вязкость ( $л г или$ ) из $0,5 \sim 1.4 Хорошо \cdot с$ . Вязкость ( $или$ ) силикатных расплавов является функцией температуры, давления и состава и может быть представлена уравнением Аррениуса: $л г или = л г или_{0} + И_{или} / РТ$ , где $или_{0}$ является константой (предэкспоненциальный множитель) и $И_{или}$ — энергия активации вязкого течения расплава. Базальтовая руда должна сохранять широкий диапазон температур в процессе волочения, что делает плавку и волочение относительно лёгкими, и должна практически не содержать кристаллических частиц, устойчивых к высоким температурам, таких как оливин и корунд.
Усилить гомогенизацию сырья. Качественное сырье измельчается, просеивается и гомогенизируется на специализированном оборудовании перед отправкой в предпечной силос. Для обеспечения качества рудного сырья необходимо поддерживать стабильный размер частиц. Слишком крупные частицы могут привести к трудностям при плавке, а слишком мелкие — к снижению качества расплава.
Смесь высококачественного базальтового рудного сырья. В связи со сложным составом природной базальтовой руды, включающим в себя различные сопутствующие и сосуществующие минералы, а также минералы с различными температурами плавления, абсолютная однородность сырья является одним из решающих факторов, влияющих на результат вытяжки. Для более плавкого материала и повышения стабильности характеристик получаемого волокна некоторые производственные предприятия применяют метод «искусственного дозирования», заимствованный из производства стекловолокна. Этот метод включает в себя подготовку сырья в соответствии со стандартами, выбор высококачественного чистого природного базальта и корректировку его содержания в соответствии со стандартными значениями по принципу «поставка недостающего» и «от чистого к чистому», например, путем добавления кальция при его дефиците. Кроме того, для изделий с особыми требованиями к эксплуатационным характеристикам может быть проведена селективная модификация легирования, чтобы гарантировать соответствие всех эксплуатационных характеристик проектным требованиям, например, для щелочестойких, термостойких и высокопрочных высокомодульных волокон. Это требует подбора соответствующих однокомпонентных минеральных материалов или других базальтовых руд для соответствующей «легирующей модификации» чистого базальтового сырья.