อุปกรณ์การผลิตและเทคโนโลยีการควบคุมความแม่นยำสำหรับเส้นใยบะซอลต์แบบต่อเนื่อง

1. อุปกรณ์การผลิตหลักสำหรับการผลิตต่อเนื่อง เส้นใยบะซอลต์ 
ต่อเนื่อง เส้นใยบะซอลต์ การผลิตใช้ "กระบวนการขั้นตอนเดียว" ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือขั้นตอนการทำงานที่เรียบง่ายแต่มีอุปสรรคทางเทคนิคสูง เมื่อเทียบกับการผลิตเส้นใยคาร์บอน เส้นใยบะซอลต์แบบต่อเนื่องใช้พลังงานน้อยกว่ามาก (น้อยกว่า 1 ใน 10 ของพลังงานที่เส้นใยคาร์บอนใช้) และไม่ปล่อยก๊าซ CO₂, SO₂ หรือก๊าซอันตรายอื่นๆ ทำให้เป็นวิธีการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและปล่อยคาร์บอนต่ำ อุปกรณ์ความร้อนหลักสำหรับการผลิตเส้นใยบะซอลต์แบบต่อเนื่องคือเตาเผา ซึ่งแบ่งออกเป็นเตาเผาแบบเบ้าหลอมและเตาเผาแบบถัง

(1) เตาเผาเบ้าหลอม
เตาเผาเบ้าหลอมโดยทั่วไปจะทำงานโดยใช้เตาเผา 1 ตัวต่อบูช 1 อัน
ข้อดี: ขนาดกะทัดรัด การลงทุนต่ำ ความยืดหยุ่นในการปรับกระบวนการในพื้นที่ และเหมาะสำหรับการผลิตเป็นล็อตเล็กหรือเฉพาะทาง
ข้อเสีย: ประสิทธิภาพความร้อนต่ำ การใช้พลังงานสูง คุณภาพผลิตภัณฑ์ที่ไม่สม่ำเสมอ ประสิทธิภาพการผลิตต่ำ และต้นทุนโดยรวมสูง
ปัจจุบัน เตาเผาแบบเบ้าหลอมเป็นอุตสาหกรรมเส้นใยบะซอลต์แบบต่อเนื่องที่ได้รับความนิยมสูงสุด โดยมีกำลังการผลิตต่อปีอยู่ที่ 100-300 ตัน เตาเผาแบบเบ้าหลอมมีอายุการใช้งานสั้นเพียง 6-12 เดือน เนื่องจากอิเล็กโทรดและวัสดุทนไฟเสื่อมสภาพ ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาอุตสาหกรรม เตาเผาแบบเบ้าหลอมเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตขนาดเล็กและการวิจัยอุปกรณ์
ประเภทของเตาเผาแบบเบ้าหลอม:

• เตาเผาเบ้าหลอมเปลวไฟ: ให้ความร้อนด้วยก๊าซธรรมชาติและการเผาไหม้อากาศ
  ข้อดี: การควบคุมเปลวไฟที่ยืดหยุ่น ความสามารถในการเริ่ม/หยุดอย่างรวดเร็ว
  จุดด้อย: อุณหภูมิเปลวไฟต่ำ ความสามารถในการหลอมละลายต่ำ การสูญเสียพลังงานเนื่องจากไนโตรเจน (78% ของอากาศ) ทำให้เกิดการปล่อย NOₓ อันเป็นอันตราย และความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอทำให้ความสม่ำเสมอของการหลอมละลายไม่สม่ำเสมอ
• เตาเผาเบ้าหลอมไฟฟ้าทั้งหมด: ให้ความร้อนภายในโดยใช้แผ่นหรืออิเล็กโทรดแท่ง
  ข้อดี: ประสิทธิภาพความร้อนสูง ความร้อนภายในสม่ำเสมอ
  จุดด้อย: อายุการใช้งานสั้นเนื่องจากการสึกหรอของอิเล็กโทรด จำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่ทั้งหมดหลังจากการเสื่อมสภาพ

(2) เตาเผาถัง
เนื่องจากความต้องการเส้นใยทั้งปริมาณและคุณภาพเพิ่มขึ้น เตาเผาแบบถัง (เตาเผาเดียวที่มีบูชหลายตัว) จึงกลายเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการผลิตขนาดใหญ่ เตาเผาเหล่านี้ช่วยให้ควบคุมอุณหภูมิได้อย่างเข้มงวด ปรับปรุงความสม่ำเสมอของเนื้อหลอม คุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่คงที่ และประสิทธิภาพสูง โดยมีกำลังการผลิตต่อปีสูงถึงหลายพันตันถึงหลายหมื่นตัน
ประเภทของเตาเผาถัง:

• เตาเผาถังไฟฟ้าทั้งหมด: ใช้ขั้วไฟฟ้าแบบแท่ง (ติดตั้งแนวนอนหรือด้านล่าง)
  ข้อดี: ประสิทธิภาพความร้อนสูงและความร้อนสม่ำเสมอ
  จุดด้อย: จุดร้อนบนอิเล็กโทรด การสึกหรอที่ไม่สม่ำเสมอ และอายุการใช้งานสั้น (~1 ปี)
• เตาเผาถังเปลวไฟทั้งหมด: ให้ความร้อนด้วยก๊าซธรรมชาติร่วมกับอากาศหรือออกซิเจนบริสุทธิ์ การเผาไหม้ด้วยออกซิเจนบริสุทธิ์เป็นที่นิยมมากกว่าเพื่อประสิทธิภาพและลดการปล่อยมลพิษ
  ข้อดี: อายุการใช้งานยาวนาน (3+ ปี) ประหยัดพลังงานด้วยออกซิเจนบริสุทธิ์
  จุดด้อย: การไล่ระดับอุณหภูมิในของเหลวที่ละลายในระดับลึก ในขณะที่ของเหลวที่ละลายในระดับตื้นจะช่วยปรับปรุงความสม่ำเสมอ
• เตาเผาถังแบบไฮบริดเปลวไฟ-ไฟฟ้า: รวมความร้อนเปลวไฟด้านบนและอิเล็กโทรดด้านล่าง/ด้านข้างเข้าด้วยกัน
  ข้อดี: การปรับปรุงการทำให้เนื้อละลายเป็นเนื้อเดียวกัน
  จุดด้อย: การออกแบบที่ซับซ้อน การให้ความร้อนพื้นผิวไม่สม่ำเสมอ การสูญเสียพลังงานสูงจากอิเล็กโทรดระบายความร้อนด้วยน้ำ และอายุการใช้งานสั้นเนื่องจากการสึกหรอของอิเล็กโทรด

(3) บูชชิ่ง
บูชชิ่ง ซึ่งโดยทั่วไปทำจากโลหะผสมแพลตตินัม-โรเดียม เป็นส่วนประกอบหลักสำหรับการขึ้นรูปเส้นใย การผลิตขนาดใหญ่ต้องการบูชชิ่งที่มีความจุสูง บูชชิ่งเริ่มต้นมี 200 รู มาตรฐานปัจจุบันประกอบด้วย 400, 800 และ 1,200 รู ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีบูชชิ่งผสานรวมกับการพัฒนาเตาหลอมแบบถัง

2. เทคโนโลยีการควบคุมความแม่นยำ 
แร่บะซอลต์หลอมเหลวมีความท้าทายหลายประการ เช่น อุณหภูมิการดึง/ตกผลึกที่สูง การตกผลึกอย่างรวดเร็ว ช่วงอุณหภูมิการขึ้นรูปที่แคบ การแข็งตัวของเส้นใยที่ไม่สม่ำเสมอ ความสามารถในการเปียกของบุชชิ่งสูง และความโปร่งใสของความร้อนต่ำ ปัจจัยเหล่านี้ทำให้เกิดความไม่เสถียรระหว่างการดึงเส้นใย (เช่น การแตกหัก การหลุดร่วง การเปลี่ยนแปลงของเส้นผ่านศูนย์กลาง) การทำให้เสถียรขึ้นอยู่กับสามปัจจัย ได้แก่

• ความสม่ำเสมอและเสถียรภาพของของเหลวหลอมเหลว: ทำได้โดยการผสมวัตถุดิบที่แม่นยำ การควบคุมอุณหภูมิของเตา การควบคุมระดับของเหลวหลอมเหลว และการจัดการแรงดัน
• การควบคุมอุณหภูมิและบูช: ช่วยให้บูชได้รับความร้อนสม่ำเสมอและหลีกเลี่ยงการตกผลึก
• การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการวาดภาพ: รวมถึงการควบคุมที่แม่นยำของความเร็วในการวาดภาพ พารามิเตอร์การระบายความร้อน และความตึงของเส้นใย

เทคโนโลยีหลักประกอบด้วยระบบควบคุมขั้นสูงสำหรับการผสมวัสดุ อุณหภูมิเตาหลอม ระดับหลอมเหลว ความดันในห้อง อุณหภูมิช่อง อุณหภูมิบูชชิ่ง และความเร็วในการดึง สิ่งเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการผลิตเส้นใยบะซอลต์อย่างต่อเนื่องและมีคุณภาพสูง