Inverkan av instabil basaltråvarusammansättning på faktisk produktion och förbättringsåtgärder

Liknar kolfiber och Glasfiber, produktionen av kontinuerlig basaltfiber kräver standardisering av råmaterial. Det finns betydande skillnader i kvalitet och tillämpningseffekter av basaltfiberprodukter från olika regioner. Även inom samma region finns det variationer i basalt från olika delar av samma gruva.

I praktiken har tre huvudproblem identifierats:

(1) Vissa basaltmalmsråvaror har ett smalt dragtemperaturintervall, vilket är mycket nära kristallisationstemperaturen. Sådana råvaror tenderar att kristallisera omedelbart efter dragning, vilket förstör fiberkontinuiteten och minskar draghållfastheten.

(2) Vissa basaltmalmsråvaror innehåller ett stort antal högtemperaturbeständiga kristallina partiklar, såsom olivin och korund, vilket gör det svårt att få en homogen smälta.

(3) Den Kemisk Sammansättningen av olika batcher av basaltmalmsråmaterial varierar, vilket påverkar stabiliteten hos de producerade kontinuerliga basaltfibrernas prestanda.

För att åtgärda instabiliteten i råmaterialsammansättningen kan följande åtgärder vidtas för förbättring, baserat på ovannämnda punkter:

• Välj högkvalitativa basaltmalmråvaror. Basaltmalm bör vara homogen, ha en låg kristallisationsgrad, inga stora fenokristaller, få sprickor, låg vittringsförmåga och inga yttre föroreningar som kvarts och chert. Basaltmalmens kemiska sammansättning bör ligga inom ett rimligt intervall. Dessutom bör den ha en lämplig surhetskoefficient (Men​) inom intervallet $\mathrm{3,5}\sim \mathrm{5,8}$och en viskositet ($jaggeller$) av $\mathrm{0,5}\sim 1.4\text{Väl}\cdot \text{s}$Viskositeten ($eller$) av silikatsmältor är en funktion av temperatur, tryck och sammansättning och kan representeras av Arrhenius-ekvationen: jaggeller=jaggeller0​+OCHeller​/RT, var eller0​ är en konstant (preexponentiell faktor) och OCHeller​ är aktiveringsenergin för det viskösa flödet för smältan. Basaltmalm bör bibehålla ett brett temperaturområde under dragningsprocessen, vilket gör smältning och dragning relativt enkel, och den bör praktiskt taget inte innehålla några högtemperaturbeständiga kristallina partiklar såsom olivin och korund.
• Stärka homogeniseringen av råvaror. Kvalificerade råvaror krossas, siktas och homogeniseras med specialutrustning innan de skickas till förugnssilon. För att säkerställa malmråvarornas kvalitet måste partikelstorleken hållas i stort sett konstant. Alltför stora partiklar kan leda till smältproblem, medan alltför små partiklar kan minska smältans kvalitet.
• Blanda högkvalitativa basaltmalmråvaror. På grund av den komplexa sammansättningen av naturlig basaltmalm, med olika mineraler som är associerade och samexisterande, och olika mineraler med varierande smältpunkter, är huruvida råmaterialet är helt homogent en av de avgörande faktorerna som påverkar dragresultatet. För att bättre smälta materialet och förbättra stabiliteten hos den resulterande fiberns prestanda har vissa produktionsföretag antagit metoden "artificiell batchning", där de lånar från glasfiberproduktion. Detta innebär att råmaterial förbereds enligt standarder, högkvalitativ ren naturlig basalt väljs och justeras enligt standardvärden med hjälp av en "leverera det som saknas" och en "ren till ren"-metod – till exempel genom att komplettera kalcium om det är bristfälligt. Dessutom kan selektiv dopningsmodifiering utföras för produkter med speciella prestandakrav för att säkerställa att alla prestandaindikatorer uppfyller designkraven, såsom alkaliresistenta fibrer, högtemperaturbeständiga fibrer och höghållfasta fibrer med hög modul. Detta kräver att motsvarande enkomponentsmineralmaterial eller andra basaltmalmer väljs för lämplig "dopningsmodifiering" av det rena basaltråmaterialet.