Produktionsprinzipien von Basaltfasern

Der Kern der Basaltfaserproduktion besteht darin, natürliches Basalterz als alleinigen Primärrohstoff zu verwenden. Der Prozess besteht aus vier Hauptschritten: Zerkleinerung und Vorbehandlung, Hochtemperaturschmelzen, Faserziehen (Formung) und Nachbehandlung. Da kein nennenswerter Zusatz chemischer Rohstoffe erforderlich ist, wird es als umweltfreundliches, anorganisches, nicht{6}}faseriges Material eingestuft.

1. Rohstoffauswahl und Vorbehandlung
Natürliches Basalterz (hauptsächlich bestehend aus Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Eisenoxid, Magnesiumoxid usw.) wird ausgewählt und durch Zerkleinerungsgeräte zu gleichmäßigen Partikeln von 10 bis 50 mm verarbeitet. Anschließend werden magnetische Trennung und Siebung eingesetzt, um Eisenverunreinigungen und Partikel ungeeigneter Größe zu entfernen und so die Gleichmäßigkeit des Rohmaterials für den anschließenden Schmelzprozess sicherzustellen.

 

2. Schmelzen bei hoher-Temperatur
Die vorbehandelten Basaltpartikel werden einem Beckenofen oder einem Elektroschmelzofen zugeführt. Derzeit ist das Poolofenverfahren die gängige Methode, die eine kontinuierliche Produktion in großem Maßstab ermöglicht. Das Material wird auf 1.450–1.550 Grad erhitzt, bis es vollständig zu einer homogenen Schmelze verschmilzt. Während dieses Prozesses können geringe Mengen Schönungsmittel hinzugefügt werden, um innere Blasen zu entfernen und die Qualität der resultierenden Fasern zu verbessern. Im Gegensatz zur herkömmlichen Glasfaserproduktion ist es nicht erforderlich, eine Vielzahl verschiedener Rohstoffe zu mischen.

3. Faserziehen (Umformen)
Der geschmolzene Basalt fließt durch eine Buchsenplatte aus einer Platin--Rhodium-Legierung, die mit Tausenden von Öffnungen (0,5–1,0 mm Durchmesser) ausgestattet ist. Diese Buchsenplatte ist beständig gegen hohe Temperaturen und Korrosion und dient als wichtige Verschleißkomponente im Ziehprozess. Durch die Kühlung mit Hochgeschwindigkeits-Druckluft erstarrt die Schmelze schnell zu einzelnen Basaltfasern mit Durchmessern von 7–20 μm. Um die Gleichmäßigkeit und Stabilität des Faserdurchmessers sicherzustellen, ist eine strenge Kontrolle der Temperatur und der Luftstromgeschwindigkeit erforderlich. Hinweis: Bei diesem Schritt handelt es sich um eine Schmelze mit hoher{10}}Temperatur und einen Luftstrom mit hoher{11}}Geschwindigkeit, wodurch die Gefahr von Verbrennungen und Materialspritzern besteht. Es müssen strenge Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden.

4. Prozesse nach-der Behandlung
Die gezogenen Fasern durchlaufen einen Schlichteapplikator, in dem ein spezielles Schlichtemittel aufgetragen wird, um die Bindungsfestigkeit mit Matrixmaterialien wie Harz oder Zement zu verbessern. Anschließend bündelt eine Sammelvorrichtung die einzelnen Filamente zu Garn. Je nach Anwendungsanforderung wird das Material gewickelt oder geschnitten, um verschiedene fertige Basaltfaserprodukte wie Endlosfasergarn, Schnittfasern oder Matten herzustellen.