Tác động của thành phần nguyên liệu bazan không ổn định đến sản xuất thực tế và các biện pháp cải tiến

Tương tự như sợi carbon và Sợi thủy tinhViệc sản xuất sợi bazan liên tục đòi hỏi phải chuẩn hóa nguyên liệu thô. Có sự khác biệt đáng kể về chất lượng và hiệu quả ứng dụng của các sản phẩm sợi bazan từ các khu vực khác nhau. Ngay cả trong cùng một khu vực, bazan từ các khu vực khác nhau của cùng một mỏ cũng có sự khác biệt.

Trong thực tế, ba vấn đề chính đã được xác định:

(1) Một số nguyên liệu quặng bazan có phạm vi nhiệt độ kéo rất hẹp, rất gần với nhiệt độ kết tinh. Những nguyên liệu thô này có xu hướng kết tinh ngay sau khi kéo, phá hủy tính liên tục của sợi và làm giảm độ bền kéo.

(2) Một số nguyên liệu quặng bazan chứa nhiều hạt tinh thể chịu nhiệt độ cao như olivin và corundum, khiến việc thu được hỗn hợp đồng nhất trở nên khó khăn.

(3) Các Hóa chất Thành phần của các lô nguyên liệu quặng bazan khác nhau thay đổi, ảnh hưởng đến tính ổn định của hiệu suất của sợi bazan liên tục được sản xuất.

Để giải quyết tình trạng mất ổn định thành phần nguyên liệu, dựa trên những điểm đã nêu, có thể thực hiện các biện pháp cải thiện sau:

• Lựa chọn nguyên liệu quặng bazan chất lượng cao. Quặng bazan phải đồng nhất, có độ kết tinh thấp, không có các tinh thể lớn, ít khe nứt, ít bị phong hóa và không có tạp chất bên ngoài như thạch anh và đá phiến. Thành phần hóa học của quặng bazan phải nằm trong phạm vi hợp lý. Ngoài ra, nó phải có hệ số axit phù hợp (MMột​) trong phạm vi $\mathrm{3,5}\sim 5.8$và độ nhớt ($tôighoặc$) của $\mathrm{0,5}\sim 1.4\text{Tốt}\cdot \text{S}$. Độ nhớt ($hoặc$) của silicat nóng chảy là một hàm của nhiệt độ, áp suất và thành phần, và có thể được biểu diễn bằng phương trình Arrhenius: tôighoặc=tôighoặc0​+VÀhoặc​/RT, Ở đâu hoặc0​ là một hằng số (hệ số tiền mũ) và VÀhoặc​ là năng lượng hoạt hóa của dòng chảy nhớt trong quá trình nấu chảy. Quặng bazan phải duy trì một phạm vi nhiệt độ rộng trong quá trình kéo, giúp việc nấu chảy và kéo tương đối dễ dàng, và hầu như không chứa các hạt tinh thể chịu nhiệt độ cao như olivin và corundum.
• Tăng cường đồng nhất nguyên liệu thô. Nguyên liệu thô đạt tiêu chuẩn được nghiền, sàng lọc và đồng nhất bằng thiết bị chuyên dụng trước khi đưa vào silo tiền lò nung. Để đảm bảo chất lượng nguyên liệu thô, kích thước hạt phải được duy trì đồng đều. Hạt quá lớn có thể gây khó khăn cho quá trình nấu chảy, trong khi hạt quá nhỏ có thể làm giảm chất lượng của hỗn hợp nóng chảy.
• Pha trộn nguyên liệu quặng bazan chất lượng cao. Do thành phần phức tạp của quặng bazan tự nhiên, với nhiều loại khoáng chất liên kết và cùng tồn tại, và mỗi loại khoáng chất có điểm nóng chảy khác nhau, nên việc nguyên liệu thô có hoàn toàn đồng nhất hay không là một trong những yếu tố quyết định ảnh hưởng đến kết quả kéo sợi. Để làm nóng chảy vật liệu tốt hơn và cải thiện độ ổn định hiệu suất của sợi thành phẩm, một số doanh nghiệp sản xuất đã áp dụng phương pháp "đúc mẻ nhân tạo", vay mượn từ sản xuất sợi thủy tinh. Phương pháp này bao gồm việc chuẩn bị nguyên liệu thô theo tiêu chuẩn, lựa chọn bazan tự nhiên nguyên chất chất lượng cao và điều chỉnh theo các giá trị tiêu chuẩn bằng cách sử dụng phương pháp "bổ sung phần còn thiếu" và "từ nguyên chất đến nguyên chất" - ví dụ, bổ sung canxi nếu thiếu. Ngoài ra, đối với các sản phẩm có yêu cầu hiệu suất đặc biệt, có thể thực hiện điều chỉnh pha tạp chọn lọc để đảm bảo tất cả các chỉ số hiệu suất đáp ứng yêu cầu thiết kế, chẳng hạn như sợi chịu kiềm, sợi chịu nhiệt độ cao và sợi có độ bền cao, mô đun đàn hồi cao. Điều này đòi hỏi phải lựa chọn các vật liệu khoáng đơn thành phần tương ứng hoặc các quặng bazan khác để "điều chỉnh pha tạp" phù hợp cho nguyên liệu bazan nguyên chất.