В настоящее время в мире базальтовое непрерывное волокно (БНВ) преставляет большой интерес, что связано с рядом факторов: - БНВ имеют ряд характеристик, которые выгодно отличают их от стекловолокна по прочности, химической стойкости и температуре применения; - по своим характеристикам БНВ занимает промежуточное положение между стекловолокном и углеродными волокнами; - доступность и дешевизна базальтовых пород - исходного сырья для производства БНВ; - производство осуществляется по одностадийной технологии - «базальтовое сырье - волокно»; - развитие технологий и оборудования для производства БНВ за последние годы позволяют обеспечить себестоимость промышленного производства ниже уровня производства стекловолокна. Кратко технологии производства БНВ можно представить в виде следующей последовательности операций: - плавление базальтов и получение расплава; - гомогенизация расплава и подготовка его к выработке; - выработка расплава через фильерный питатель; - вытяжка первичных волокон, нанесение замасливателя и намотка на бобины. Вес довольно просто, если учесть, что первичное плавление, гомогенизацию и обогащение исходного сырья базальтов выполнила сама природа - древние вулканы. Задачи технологий производства - обеспечить качество непрерывных волокон, стабильность производства и требуемую низкую себестоимость производства БНВ. Сложность технологий производства БНВ состоит в том, что: - базальты, как природное сырье, раз¬личны по характеристикам и химиче¬ским составам; - плавление и выработка расплавов происходят при более высоких температурах; - расплавы базальтов не прозрачны для теплового излучения; - характеристики расплавов базальтов и их характеристики при выработке во¬локон через фильерный питатель существенно отличаются от выработки расплавов стекол. Эти особенности технологий опреде¬ляют отличия плавильных печей и фильерных питателей для производства БНВ. Как отмечают специалисты, при всей кажущейся простоте технологий производства БНВ, эти технологии имеют слишком много нюансов. Основные особенности технологий: - выбор базальтовых пород, пригодных по своим характеристикам для выработки непрерывных волокон и обеспечивающих выработку волокон требуемых характеристик и качества; - технологические режимы плавления базальтов, гомогенизации расплава и подготовки расплава к выработке по степени аморфности, температурному интервалу и вязкости; - режимы выработки волокон через фильерный питатель. Для промышленного производства БНВ необходимо учитывать в комплексе все особенности технологий и иметь требуемое для реализации технологий оборудование. Поэтому история разработки технологий и оборудования оказалась непростой. Первые образцы БНВ были получены в 1961 году в Советском Союзе на Украине в отраслевом научно-исследовательском институте. Образцы получались грубыми, мало эластичными, длиной несколько метров, но это уже было непрерывное волокно из базальтов. Потребовались определенные усилия, чтобы в 1963 году получить непрерывные волокна удовлетворительного качества на лабораторной опытной установке. К 1963 году относится и первая публикация о БИВ в журнале «Стек¬ло и Керамика». Далее последовала большая работа, которая проводилась по трем направлениям: - разработка технологий и оборудования производства БНВ; - комплексные исследования характеристик волокон; - разработка образцов материалов на основе БНВ и исследование областей их применения. К 1971 году был накоплен определенный опыт: по исследованию базальтов, их химических составов, характеристик расплавов; исследованию характеристик БНВ по прочности, химической и термической стойкости; по областям их применения. Разработаны некоторые технологии и опытные электрические и газоэлектрические установки для производства БНВ, получены образцы материалов на основе БНВ. В статьях сборника научных трудов «Волокнистые материалы из базальтов Украины» в 1971 году была опубликована часть этих материалов по проведенным исследованиям. В 1974 году было организовано научное подразделение, которое должно было заниматься только базальтовыми технологиями и оборудованием - «Лаборатория базальтовых волокон». Возглавили лабораторию патриоты базальтов Дмитрий Джигирис и Мария Махова. Лаборатория занималась научными и практическими работами по базальтовым супертонким и тонким волокнам и материалами на их основе. Одним из основных направлений работы была разработка технологий и оборудования БНВ. К 1985 году была разработана и построена первая промышленная установка для производства БНВ. Промышленное производство БНВ началось на заводе «Теплозвукоизоляция» под Киевом. В течение нескольких лет было построено еще несколько промышленных установок производительностью по 350 и 500 тонн БНВ в год. Установки представляли собой камнеплавильную печь с двумя фидерами (фидерные установки). В фидерах были установлены платинородиевые струйные фильерные питатели. Конструкция фильерных питателей состоит из струйного питателя (обогреваемой трубки струйного питателя) и собственно фильерного питателя. Фидерные установки были выдающимся для своего времени достижением в развитии базальтовых технологий. Впервые было освоено промышленное производство БНВ. На то время, да и сейчас в России, фидерные установки являются основным типом оборудования для производства БНВ. Оборудование имело несомненные преимущества: обеспечивало производство качественных волокон диаметрами от 8 до 13 микрон, пригодных для текстильной переработки. Вместе с достоинствами оборудование имело определенные недостатки; высокое потребление энергоносителей на производство единицы продукции, большую массу фильерных питателей и относительно низкую производительность. Поскольку потребителем материалов была в основном оборонная промышленность, то о себестоимости производства особо не задумывались. |