Parlando di tecnologia di produzione di fibre di basalto, devo citare Paul Dhe, francese. Fu il primo ad avere l'idea di estrudere fibre dal basalto. Richiese un brevetto statunitense nel 1923. Intorno al 1960, sia gli Stati Uniti che l'ex Unione Sovietica iniziarono a studiare l'utilizzo del basalto, soprattutto in ambito militare, ad esempio per la produzione di razzi. Nel nord-ovest degli Stati Uniti si concentra un gran numero di formazioni basaltiche. RV Subramanian, della Washington State University, condusse ricerche sulla composizione chimica del basalto, sulle condizioni di estrusione e sulle proprietà fisiche e chimiche delle fibre di basalto. Owens Corning (OC) e diverse altre aziende vetrarie intrapresero progetti di ricerca indipendenti e ottennero alcuni brevetti statunitensi. Intorno al 1970, l'American Glass Company abbandonò la ricerca sulle fibre di basalto, concentrandosi strategicamente sui suoi prodotti principali e sviluppando fibre di vetro di qualità superiore, tra cui la fibra di vetro S-2 di Owens Corning.
Contemporaneamente, l'attività di ricerca nell'Europa orientale continua. A partire dagli anni '50, gli istituti indipendenti impegnati in questo settore di ricerca a Mosca, Praga e in altre regioni furono nazionalizzati dall'ex Ministero della Difesa sovietico e concentrati nell'ex Unione Sovietica, vicino a Kiev, in Ucraina, in istituti di ricerca e stabilimenti produttivi. Dopo lo scioglimento dell'Unione Sovietica nel 1991, i risultati della ricerca sovietica furono declassificati e iniziarono a essere utilizzati in prodotti civili.
Oggi, la maggior parte della ricerca, della produzione e dell'applicazione commerciale della fibra di basalto si basa sui risultati della ricerca dell'ex Unione Sovietica. Osservando l'attuale situazione di sviluppo della fibra di basalto in Cina, esistono circa tre tipi di tecnologia di produzione continua di fibra di basalto: uno è il forno a unità combinata elettrica rappresentato da Sichuan Aerospace Tuoxin, un altro è il forno a unità di fusione completamente elettrico rappresentato da Zhejiang Shijin Company, e un altro ancora è il forno a unità combinata elettrica rappresentato da Sichuan Aerospace Tuoxin. Il tipo è la fibra di basalto in pietra basaltica del gruppo Zhengzhou Dengdian come forno a serbatoio di fusione completamente elettrico rappresentativo.
Confrontando l'efficienza tecnica ed economica di diversi processi produttivi nazionali, l'attuale forno completamente elettrico presenta un'elevata efficienza produttiva, un'elevata precisione di controllo, un basso consumo energetico, rispetto dell'ambiente e assenza di emissioni di gas di combustione. Sia che si tratti di tecnologia di produzione di fibra di vetro o di fibra di basalto, il Paese sta unanimemente incoraggiando lo sviluppo di forni completamente elettrici per ridurre le emissioni atmosferiche.
Nel 2019, la Commissione nazionale per lo sviluppo e la riforma ha incluso per la prima volta in modo esplicito la tecnologia di estrusione in forni a vasca per fibre di basalto nel "Catalogo guida per l'adeguamento della struttura industriale nazionale (2019)" per incoraggiarne lo sviluppo, indicando la direzione per lo sviluppo dell'industria cinese delle fibre di basalto e guidando le imprese di produzione a passare gradualmente dai forni a unità singola ai grandi forni a vasca, avviandosi verso la produzione su larga scala.
Secondo quanto riportato, la tecnologia di trafilatura a blocchi della società russa Kamenny Vek si è evoluta fino a raggiungere la tecnologia di trafilatura a forno a blocchi con 1200 fori; mentre gli attuali produttori nazionali dominano ancora la tecnologia di trafilatura a blocchi con 200 e 400 fori. Negli ultimi due anni, diverse aziende nazionali hanno compiuto continui tentativi nella ricerca di forni a blocchi con 1200, 1600 e 2400 fori, ottenendo buoni risultati e entrando nella fase di sperimentazione, ponendo così una solida base per la futura produzione su larga scala di forni a vasca di grandi dimensioni e forni a blocchi di grandi dimensioni in Cina.
La fibra continua di basalto (CBF) è una fibra ad alta tecnologia e ad alte prestazioni. Si caratterizza per un elevato contenuto tecnico, una meticolosa divisione del lavoro professionale e un'ampia gamma di settori di competenza. Attualmente, la tecnologia del processo produttivo è ancora in fase iniziale di sviluppo ed è fondamentalmente dominata da forni singoli. Rispetto all'industria della fibra di vetro, l'industria della CBF presenta una bassa produttività, un elevato consumo energetico complessivo, alti costi di produzione e una scarsa competitività sul mercato. Dopo quasi 40 anni di sviluppo, sono stati realizzati gli attuali forni a vasca di grandi dimensioni da 10.000 e 100.000 tonnellate, un settore ormai maturo. Solo seguendo il modello di sviluppo della fibra di vetro, la fibra di basalto potrà gradualmente passare alla produzione in forni di grandi dimensioni al fine di ridurre continuamente i costi di produzione e migliorare la qualità del prodotto.
Nel corso degli anni, molte aziende di produzione e istituti di ricerca scientifica nazionali hanno investito ingenti risorse umane, materiali e finanziarie nella ricerca sulla tecnologia di produzione di fibre di basalto. Dopo anni di esplorazione e pratica tecnica, la tecnologia di produzione tramite estrusione in forno singolo è matura. Tuttavia, gli investimenti insufficienti nella ricerca sulla tecnologia dei forni a vasca hanno portato a piccoli passi e, nella maggior parte dei casi, a fallimenti.
Ricerca sulla tecnologia dei forni a vascaIl forno è una delle apparecchiature chiave per la produzione di fibra continua di basalto. Dobbiamo affrontare e risolvere questioni tecniche fondamentali come la corretta struttura del forno, la distribuzione ottimale della temperatura, la resistenza del materiale refrattario all'erosione della soluzione di basalto, i parametri di controllo del livello del liquido e la temperatura del forno.
Per la produzione su larga scala sono necessari forni a vasca di grandi dimensioni. Fortunatamente, il Gruppo Dengdian ha assunto un ruolo di primo piano nella ricerca e nello sviluppo di importanti innovazioni tecnologiche per i forni a vasca di fusione completamente elettrici. Secondo fonti del settore, l'azienda dispone ora di un forno a vasca di fusione completamente elettrico di grandi dimensioni con una capacità produttiva di 1.200 tonnellate, operativo dal 2018. Si tratta di un'importante innovazione nella tecnologia di estrusione delle fibre di basalto, che riveste grande importanza e funge da punto di riferimento per lo sviluppo dell'intero settore delle fibre di basalto.
Ricerca sulla tecnologia delle lamelle su larga scala:I forni di grandi dimensioni dovrebbero avere lamelle di grandi dimensioni corrispondenti. La ricerca sulla tecnologia delle lamelle implica modifiche al materiale, alla disposizione delle lamelle, alla distribuzione della temperatura e alla progettazione delle dimensioni della struttura delle lamelle. Questo non è solo necessario, ma i professionisti devono anche sperimentare con audacia nella pratica. La tecnologia di produzione di lamelle di grandi dimensioni è uno dei principali mezzi per ridurre i costi di produzione e migliorare la qualità del prodotto.
Attualmente, il numero di fori nelle lamelle di fibra continua di basalto, sia in patria che all'estero, è principalmente di 200 e 400 fori. Il metodo di produzione con più canaline e lamelle di grandi dimensioni aumenterà notevolmente la capacità di una singola macchina. La ricerca sulle lamelle di grandi dimensioni seguirà l'idea di sviluppo delle lamelle in fibra di vetro, passando da 800, 1200, 1600, 2400 fori, ecc., verso un numero maggiore di fori nelle lamelle. La ricerca e lo sviluppo di questa tecnologia contribuiranno a ridurre i costi di produzione. La riduzione della fibra di basalto contribuisce anche al miglioramento della qualità del prodotto, che rappresenta l'inevitabile direzione di sviluppo futura. Ciò contribuirà a migliorare la qualità del roving di fibra di basalto non ritorta e ad accelerare l'applicazione della fibra di vetro e dei materiali compositi.
Ricerca sulle materie prime basalticheLe materie prime sono alla base delle imprese di produzione. Negli ultimi due anni, a causa dell'impatto delle politiche nazionali di protezione ambientale, molte miniere di basalto in Cina non hanno potuto operare normalmente. Le materie prime non sono mai state al centro dell'attenzione delle imprese di produzione in passato. La loro carenza è diventata un collo di bottiglia nello sviluppo del settore e ha spinto produttori e istituti di ricerca ad avviare studi sull'omogeneizzazione delle materie prime di basalto.
La caratteristica tecnica del processo di produzione delle fibre di basalto risiede nel fatto che segue il processo produttivo dell'ex Unione Sovietica e utilizza un unico minerale di basalto come materia prima. Il processo produttivo è rigoroso per quanto riguarda la composizione del minerale. L'attuale tendenza di sviluppo del settore è quella di utilizzare uno o più minerali di basalto naturale puro per omogeneizzare la produzione, in linea con le cosiddette caratteristiche di "zero emissioni" dell'industria del basalto. Diverse aziende produttrici nazionali si stanno dedicando alla ricerca e alla sperimentazione in questo ambito.
Data di pubblicazione: 29 aprile 2021
