Базальтовые непрерывные волокна по сравнению со стеклянными имеют на (10-20)% больший модуль, большую абсолютную прочность после воздействия высоких температур, превосходят их по щелоче- и, особенно, по кислотостойкости.
Обладая термостойкостью, приблизительно равной термостойкости асбестовых волокон, базальтовые волокна не расщепляются под воздействием высоких контактных напряжений в условиях повышенных температур (характерных для эксплуатации изделий триботехнического назначения) на тонкодисперсные (менее 0,4 мкм), микроволокнистые структуры, обладающие канцерогенными свойствами.
В основе предлагаемого нами технологического производства тонкого непрерывного волокна лежит индукционный способ плавления горных пород в водоохлаждаемом тигле, позволяющий быстро и эффективно осуществлять процесс перевода шихты в расплав и гомогенизацию стекломассы. Из расплава с помощью струйного и фильерного питателей формируются элементарные нити, которые затем обрабатываются замасливателем и наматываются на бобины.
Производство предполагает организацию следующих участков, соответствующих содержанию технологических процессов:
- дробление шихты до требуемой фракционности;
- приготовление замасливателя;
- плавление шихты;
- получение элементарных непрерывных волокон;
- обработка волокон замасливателем и формирование комплексных нитей;
- намотка нитей на бобины;
- складирование.
Схема производства тонкого непрерывного волокна
 | 1 - тара с шихтой
2 - вакуумнасос
3 - емкость с шихтой
4 - дозатор
5 - пневмотранспорт для шихты
6 - печь индукционная
7 - установка высокочастотная
8 - фидер
9 - струйный питатель
10 - фильерный питатель
11 - замасливатели
12 - наматывающие устройства |
Предлагаемая технология позволяет строить производства по модульному типу.
В зависимости от комплектации оборудованием годовая производительность технологических модулей по выпуску тонкого непрерывного волокна составляет 100 и 300 тонн. Путем проектной компоновки возможно создание производств любой мощности.
Техническая характеристика модулей
| Годовой выпуск, т | 100 | 300 |
| Габаритные размеры (длина - ширина - высота), м | 9х6х7,3 | 13х6х7,3 |
| Обслуживающий персонал, чел. | 13 | 13 |
| Расход электроэнергии на 1 тонну продукции, кВт | 10400 | 8300 |
| Расход воды на 1 тонну продукции, м3 | замкнутый водооборот |
| Расход природного газа на 1 т продукции, м3 | 500 | 500 |
| Давление охлаждающей воды, МПа | 0,20-0,25 | 0,20-0,25 |
| Напряжение питающей сети, В | 380 | 380 |
| Частота питающей сети, Гц | 50 | 50 |
| Расход сырья, кг/кг |
1,1
от 0,6 до 1,0
|
1,1
от 0,6 до 1,0
|
Выработанное базальтовое непрерывное волокно в дальнейшем подвергается переработке в ровинг, жгут или крученую нить с помощью тростильных, жгутовых и крутильных машин.
Основные технические характеристики базальтового ровинга
| Удельная разрывная нагрузка ровинга, мН/текс |
375
280
|
| Влажность, %, не более | 1,0 |
| Номинальная линейная плотность, текс: |
250-800
400-900
|
| Содержание веществ, удаляемых при прокаливании, %, не менее | 1,2 |
Достоинства
- высокая химическая стойкость
- широкий температурный диапазон эксплуатации
- негорючесть и нетоксичность
- долговечность
- стойкость к вибрации
Область применения
- изоляция электрических проводов, кабелей
- текстильное производство тканей, лент технического назначения
- армирование пластмасс
- изготовление фрикционных материалов
- производство стеклопластиков
- укрепление земель и рекультивация
- промышленное дорожное строительство
Базальтовые непрерывные волокна в виде ровингов и нитей являются основой при изготовлении базальтопластиков, которые по основным техническим характеристикам не только не уступают стеклопластикам, но и превосходят их по модулю упругости, ударной вязкости и стойкости к агрессивным средам. Несомненным преимуществом базальтопластиков являются также высокие диэлектрические свойства и стабильность основных качественных характеристик при длительной эксплуатации.
Основные технические характеристики базальтопластиков
| Разрушающее напряжение, МПа, |
460 - 490
670 - 780
1080 - 1380
|
| Модуль упругости при растяжении, МПа | 89000 - 93000 |
| Водопоглощение за 24 ч., % | 0,01 |
Применение базальтопластиков расширяет ассортимент композиционных материалов со специальными свойствами, обеспечивающими работоспособность их в условиях повышенных температур и влажности. В сферу применения базальтопластиков входят электро- и радиотехническая промышленность, производство акустических материалов, коммуникационные системы, машиностроение и дорожное строительство. На основе базальтопластиков можно изготавливать дорожные плиты, борты, паребрики, базальтопластиковую арматуру, 1 кг которой заменяет 9 кг арматурной стали, ограждающие панели для зданий, трубы горячего и холодного водоснабжения, облицовку гидротехнических сооружений и др.
Изготовленные из базальтового непрерывного волокна трикотажные полотна легко изменяют свою форму и могут быть использованы для изготовления несгораемых чехлов, костюмов, рукавиц. Перспективно применение базальтового трикотажа в качестве матриц при изготовлении звукопоглощающих изделий с высокой акустической прозрачностью для авиационной и машиностроительной промышленности.
Высокие акустические свойства базальтовых тканей позволяют применять их для облицовки стен промышленных зданий с повышенной звуковой нагрузкой.
Применение базальтовой сетки в качестве армирующего материала при укладке дорожных покрытий значительно увеличивает срок их эксплуатации.
В производстве асбестоцементных и железобетонных конструкций эффективна замена асбеста и металла на базальтопластиковую арматуру.
