Rozwój włókna bazaltowego

Mówiąc o technologii produkcji włókien bazaltowych, muszę wspomnieć o Paulu Dhe z Francji. Był on pierwszym, który wpadł na pomysł wytłaczania włókien z bazaltu. Złożył wniosek o patent w USA w 1923 roku. Około 1960 roku Stany Zjednoczone i były Związek Radziecki rozpoczęły badania nad zastosowaniem bazaltu, zwłaszcza w sprzęcie wojskowym, takim jak rakiety. W północno-zachodnich Stanach Zjednoczonych skoncentrowana jest duża liczba złóż bazaltu. Uniwersytet Stanowy Waszyngtonu, R.V. Subramanian, przeprowadził badania nad składem chemicznym bazaltu, warunkami wytłaczania oraz właściwościami fizycznymi i chemicznymi włókien bazaltowych. Owens Corning (OC) i kilka innych firm szklarskich przeprowadziło kilka niezależnych projektów badawczych i uzyskało kilka patentów w USA. Około 1970 roku American Glass Company porzuciła badania nad włóknem bazaltowym, koncentrując się strategicznie na swoich głównych produktach i opracowała wiele lepszych włókien szklanych, w tym włókno szklane S-2 firmy Owens Corning.
Jednocześnie kontynuowane są prace badawcze w Europie Wschodniej. Od lat 50. XX wieku niezależne instytucje zajmujące się tą dziedziną badań w Moskwie, Pradze i innych regionach zostały znacjonalizowane przez byłe radzieckie Ministerstwo Obrony i skoncentrowane w byłym Związku Radzieckim pod Kijowem na Ukrainie. Były to instytuty badawcze i fabryki. Po rozpadzie Związku Radzieckiego w 1991 roku wyniki badań ZSRR zostały odtajnione i zaczęto je wykorzystywać w produktach cywilnych.

Obecnie większość badań, produkcji i zastosowań rynkowych włókna bazaltowego opiera się na wynikach badań z byłego Związku Radzieckiego. Analizując obecną sytuację rozwojową krajowego włókna bazaltowego, można wyróżnić trzy rodzaje technologii ciągłej produkcji włókna bazaltowego: jeden to elektryczny piec kombinowany, reprezentowany przez Sichuan Aerospace Tuoxin, drugi to całkowicie elektryczny piec topialny, reprezentowany przez Zhejiang Shijin Company, a trzeci to elektryczny piec kombinowany, reprezentowany przez Sichuan Aerospace Tuoxin. Reprezentatywnym przykładem jest włókno bazaltowe firmy Zhengzhou Dengdian Group, będące w pełni elektrycznym piecem zbiornikowym do topienia.
Porównując efektywność techniczną i ekonomiczną kilku różnych krajowych procesów produkcyjnych, obecny piec całkowicie elektryczny charakteryzuje się wysoką wydajnością, wysoką precyzją sterowania, niskim zużyciem energii, ochroną środowiska i brakiem emisji spalin. Niezależnie od tego, czy chodzi o technologię produkcji włókna szklanego, czy bazaltowego, kraj jednomyślnie popiera rozwój pieców całkowicie elektrycznych w celu redukcji emisji do powietrza.

W 2019 r. Narodowa Komisja Rozwoju i Reform po raz pierwszy wyraźnie uwzględniła technologię ciągnienia włókien bazaltowych w piecu basenowym do „Katalogu wytycznych dotyczących dostosowania struktury przemysłowej (2019)”, aby zachęcić do rozwoju, w którym wskazano kierunek rozwoju chińskiego przemysłu włókien bazaltowych i nakazano przedsiębiorstwom produkcyjnym stopniowe przechodzenie z pieców jednostkowych na duże piece basenowe. , Marsz w kierunku produkcji na dużą skalę.
Według doniesień, technologia ciągnienia ślimakowego rosyjskiej firmy Kamennyj Vek rozwinęła się do technologii pieców ciągnionych z 1200 otworami; obecni krajowi producenci nadal dominują w technologii pieców ciągnionych z 200 i 400 otworami. W ciągu ostatnich dwóch lat kilka krajowych firm prowadziło ciągłe badania nad płytami o 1200, 1600 i 2400 otworach, osiągając dobre wyniki i wchodząc w fazę testów, co stanowi solidny fundament pod przyszłą produkcję dużych pieców zbiornikowych i dużych płyt w Chinach na dużą skalę.
Włókno bazaltowe ciągłe (CBF) to zaawansowane technologicznie, wysokowydajne włókno. Charakteryzuje się wysoką zawartością substancji technicznych, skrupulatnym, profesjonalnym podziałem pracy i szerokim zakresem zastosowań. Obecnie technologia procesu produkcyjnego jest wciąż w początkowej fazie rozwoju i jest zasadniczo zdominowana przez piece pojedyncze. W porównaniu z przemysłem włókna szklanego, przemysł CBF charakteryzuje się niską produktywnością, wysokim całkowitym zużyciem energii, wysokimi kosztami produkcji i niewystarczającą konkurencyjnością rynkową. Po prawie 40 latach rozwoju opracowano obecnie piece zbiornikowe o dużej pojemności o wydajności 10 000 i 100 000 ton. Jest to technologia bardzo dojrzała. Tylko podobnie jak w przypadku włókna szklanego, włókno bazaltowe może stopniowo przechodzić do produkcji w piecach wielkoskalowych, aby stale obniżać koszty produkcji i poprawiać jakość produktu.
Na przestrzeni lat wiele krajowych firm produkcyjnych i instytutów naukowo-badawczych zainwestowało znaczne środki ludzkie, materialne i finansowe w badania nad technologią produkcji włókien bazaltowych. Po latach badań technicznych i praktyki, technologia produkcji w piecu jednokomorowym osiągnęła dojrzałość. Zastosowania, ale niewystarczające inwestycje w badania nad technologią pieców wannowych, podejmowane małymi krokami, w większości przypadków kończyły się niepowodzeniem.

Badania nad technologią pieców zbiornikowych:Wyposażenie pieca jest jednym z kluczowych elementów w produkcji ciągłego włókna bazaltowego. Czy konstrukcja pieca jest odpowiednia, czy rozkład temperatury jest odpowiedni, czy materiał ogniotrwały jest odporny na erozję spowodowaną roztworem bazaltu, czy parametry kontroli poziomu cieczy i temperatura pieca są odpowiednie? Kluczowe kwestie techniczne, takie jak kontrola, stoją przed nami i wymagają rozwiązania.
Wielkopojemne piece zbiornikowe są niezbędne do produkcji na dużą skalę. Na szczęście Grupa Dengdian jest liderem w dokonywaniu przełomowych odkryć w badaniach i rozwoju technologii całkowicie elektrycznych pieców zbiornikowych do topienia. Według osób znających branżę, firma posiada obecnie w pełni elektryczny piec zbiornikowy do topienia o wydajności 1200 ton, działający od 2018 roku. Jest to przełom w technologii ciągnienia włókien bazaltowych w całkowicie elektrycznych piecach zbiornikowych do topienia, co ma ogromne znaczenie referencyjne i promocyjne dla rozwoju całego przemysłu włókien bazaltowych.

Badania nad technologią listew na dużą skalę:Piece wielkogabarytowe powinny być wyposażone w odpowiednio duże ruszty. Badania nad technologią rusztów obejmują zmiany w materiale, układzie rusztów, rozkładzie temperatury oraz projektowaniu rozmiarów rusztów. Jest to nie tylko konieczne, ale również wymaga od profesjonalistów śmiałych prób w praktyce. Technologia produkcji dużych płyt poślizgowych jest jednym z głównych sposobów na obniżenie kosztów produkcji i poprawę jakości produktu.
Obecnie liczba otworów w listwach z ciągłych włókien bazaltowych w kraju i za granicą wynosi głównie 200 i 400 otworów. Metoda produkcji wielu śluz i dużych listew zwiększy wydajność pojedynczej maszyny wielokrotnie. Kierunek badań nad dużymi listwami będzie podążał za ideą rozwoju listew z włókna szklanego, od 800 otworów, 1200 otworów, 1600 otworów, 2400 otworów itd. w kierunku większej liczby otworów listew. Badania i rozwój tej technologii pomogą obniżyć koszty produkcji. Zmniejszenie ilości włókien bazaltowych przyczynia się również do poprawy jakości produktu, co jest nieuniknionym kierunkiem przyszłego rozwoju. Jest to pomocne w poprawie jakości włókien bazaltowych w procesie bezpośredniego nieskręcania i przyspieszeniu stosowania włókna szklanego i materiałów kompozytowych.
Badania surowców bazaltowychSurowce stanowią fundament przedsiębiorstw produkcyjnych. W ciągu ostatnich dwóch lat, z powodu krajowej polityki ochrony środowiska, wiele kopalni bazaltu w Chinach nie było w stanie normalnie eksploatować surowca. Surowce nigdy wcześniej nie były priorytetem przedsiębiorstw produkcyjnych. Stało się to wąskim gardłem w rozwoju branży, a także zmusiło producentów i instytuty badawcze do rozpoczęcia badań nad homogenizacją surowców bazaltowych.
Cechą techniczną procesu produkcji włókien bazaltowych jest to, że jest on zgodny z procesem produkcyjnym stosowanym w byłym Związku Radzieckim i wykorzystuje jako surowiec pojedynczą rudę bazaltową. Proces produkcyjny wymaga odpowiedniego składu rudy. Obecnym trendem w rozwoju branży jest wykorzystanie jednego lub kilku różnych, czystych, naturalnych minerałów bazaltowych w celu ujednolicenia produkcji, co jest zgodne z tzw. „zerową emisją” w przemyśle bazaltowym. Kilka krajowych firm produkcyjnych prowadzi badania i próby w tym zakresie.