Спосіб виробництва безперервного базальтового волокна з гірських порід

Спосіб виробництва безперервного базальтового волокна з гірських порід, який 3 28220 700°С, оскільки при температурі, яка дорівнює або близька до 700°С більша частина подрібнених гірських порід знаходиться в плавильній печі в розплавленому стані і вплив на розплав таким газовим потоком, як показали експерименти, не приводить до утворення мікро- і макротвердих включень. Барботування розплаву в плавильній печі потоком з температурою менше 700°С веде до зниження міцності одержуваних волокон. Оптимальною була б температура потоку близька до температури розплаву, однак це суттєво ускладнює процес і в даний час економічно не виправдано. Барботування підігрітим збагаченим киснем повітрям (кількість кисню в суміші складала 30-35ваг.%) дозволив підвищити якість одержуваних волокон, і як наслідок, зменшити їх діаметр до 6-8 мікрометрів при збереженні достатньої міцності для їх безобривного намотування на бобіну. Барботування розплаву в плавильній печі збагаченим киснем дуттям дозволяє хімічно зв'язати зруйновані при високій температурі міжмолекулярні зв'язки матеріалу розплаву ши хти шля хом створення умов для взаємодії кисню з активними радикалами розплаву, одержати гомогенізований розплав. Значення тиску потоку газу менше за 0,3МПа практично не позначається на підвищенні гомогенізації розплаву. Збільшення ж тиску потоку понад 1МПа економічно не виправдане. Приклад. Пропонований спосіб здійснюють так. Попередньо подрібнювали до дисперсності 1,0...5,0мм шихту, склад компонентів якої містив (у мас).%: Al2O 3 15.90-18.10 TiO2 0.75-1.20 Fe2O3 + FeO 7.51-9.53 CaO 6.41-8.95 MgO 2.50-6.40 K2O 1.60-2.72 Na2O 3.30-4.10 P2O5 0.23-0.50 SO3 0.02-0.15 MnO 0.12-0.21 BaO 0.05-0.19 домішок до 1,00 SiO2 решта. Зазначений вище склад подавали у ємність, заповнену розчином гідроокису натрію (NaOH) і гідроокису калію (КО) з концентрацією 0,5N і температурою +20°...+60°С. Подрібнений склад витримували в зазначеному розчині протягом 1520 хвилин при безперервному перемішуванні. Потім розчин зливали і промивали подрібнений і оброблений розчином лугу склад проточною водою протягом 30 хвилин. Зразки обробленого і висушеного складу завантажували в плавильну піч, у якій встановлювали температуру 14001600°С. Одержувала розплав. Здійснювали барботування розплаву в плавильній печі збагаченим киснем дуттям з температурою потоку, яка дорівнювала 700-720°С, і тиском потоку 0,21,3МПа. При цьому кількість кисню в суміші складала 30-35ваг. %. Для кожного зразка розплаву витримували стабільну температуру 4 розплаву у межах 700-720°С, а значення тиску потоку при барботуванні розплаву фіксували. А саме, для першого зразка - 0,2МПа, для другого 0,3МПа, для третього - 0,4 МПа, для четвертого 0,6МПа, для п'ятого - 0,8МПа, для шостого 1,0МПа і для сьомого зразка 1,3МПа. Витримували розплав деякий час для його гомогенізації. Потім уже гомогенізований розплав подавали в зону формування волокна, яка являє собою живильник з фільєрами, в яких підтримували температуру, яка перевищує температуру кристалізації одержаного розплаву. З фільєр розплав виходив у вигляді крапель, що утворюють цибулинки, які при збільшенні їх маси відривалися від фільєр, утворюючи волокна. Витягування волокон виконували без зупинок і уповільнень. Для попередження взаємного тертя в пучку волокон, їх взаємного склеювання, виконували замаслювання волокон на валковому замаслюючому Пристрої. Формування безперервного волокна відбувалося стійко. Одержані елементарні волокна випробовували на міцність при розтягненні при кімнатній температурі та визначали границю міцності волокон при розтягненні, одержаних з кожного зразка розплаву. Дані випробувань зведені до Таблиці. Показник Тиск у системі барботування , МПа Температурн ий інтервал виробки, °С Середній діаметр одержаних елементарни х волокон, мкм Границя міцності при розтягненні, МПа Пропонований спосіб: Барботування розплаву в плавильній печі збага температурою 700-720°С Зразки розплаву 1 2 3 4 0,2 0,3 0,4 0,6 1320... 1435 1320... 1440 1315... 1440 1310... 1440 8,1 7,9 6,0 5,9 5 3280 3500 3798 3840 38 Як випливає з Таблиці, у порівнянні з найближчим аналогом використання барботування розплаву в плавильній печі збагаченим киснем дуттям з температурою, яка дорівнює 700-720°С, і тиском потоку 0,3...1,0МПа, дозволило суттєво підвищити міцність одержуваного волокна на розрив. Цей результат досягнуто за рахунок створення умов для зменшення кількості мікро- і макровключень, які непроплавилися, у розплаві, і, як наслідок, дозволило зменшити кількість дефектів на поверхні волокон. 0 13 14