在当今的钢铁冶炼及资源循环利用领域,转底炉技术以其*、环保的特点,成为处理含锌除尘灰等工业废弃物的重要手段。然而,在实际应用中,尤其是冷压成型环节,该技术面临着诸多挑战。建杰实业深入探讨转底炉含锌除尘灰冷压成型的技术难点,特别是球团在加热与冷却过程中的一系列物理化学反应,目前已取得重要突破,喜获国家发明*,科技创新再获认可。
球团加热过程中的挑战
1. 水分气化与氧化锌还原
冷压成型后的球团进入转底炉后,随着温度的逐步升高,首先面临的是水分的迅速气化。这一过程不仅消耗了大量热能,还可能在球团内部形成微小气泡,为后续的膨胀和开裂埋下隐患。更为复杂的是,球团中的氧化锌在高温下被还原为气态单质锌并蒸发,这一过程伴随着体积的急剧变化,进一步加剧了球团结构的不稳定。
有机物气化导致的孔隙形成
当温度达到约600~800℃时,球团中的有机物开始大量气化。这些气体的集中释放会在球团内部形成大量孔隙,导致球团结构疏松,极易在后续加热过程中发生胀裂甚至完全破坏,从而显著降低球团强度,增加粉化率。
球团冷却过程中的难题
硅酸二钙的晶型转变
金属化球团在完成高温还原后,在出炉冷却过程中,其内部含有的硅酸二钙(在1200~1300℃形成)会在500℃左右从β型转换为γ型。这一晶型转变伴随着体积的变化和结构的重新排列,使得球团内部结构更加脆弱,增加了粉化的风险。
2. f-CaO的吸水膨胀效应
此外,球团中若含有游离氧化钙(f-CaO),在遇水后会发生剧烈的吸水膨胀,体积可增大1.5~2.5倍。这一特性使得制成的球团在烘干或长期存放过程中极易崩解粉化,是导致冷压球团粉化率过高的另一个关键因素。
原料特性带来的成型难题
含锌除尘灰与碳粉的粒度问题
含锌除尘灰和碳粉作为冷压成型的主要原料,其粒度较细,这不仅增加了混合均匀性的难度,也直接影响了球团的成型效果和机械强度。细粒度的原料难以形成紧密的结构,导致球团在受压时易发生变形,难以达到理想的致密度和强度要求。
针对上述技术难点,建杰实业采取以下措施进行改进:
-优化原料配比与预处理:建杰实业通过调整原料配比,加入适量的粘结剂或造孔剂,改善原料的成型性和透气性;同时,对原料进行预处理,如粒度分级、干燥脱水等,以提高其适用性。
改进加热与冷却工艺:优化转底炉的加热曲线,减少急剧的温度变化,控制氧化锌的还原速率和有机物的气化过程;在冷却阶段,采取缓慢降温策略,避免硅酸二钙的急剧晶型转变。
研发新型添加剂:建杰实业研制出有效抑制f-CaO吸水膨胀的新型添加剂,或利用化学手段将f-CaO转化为更稳定的形态,减少其对球团稳定性的影响。
综上所述,转底炉含锌除尘灰冷压成型技术虽面临诸多挑战,但建杰实业通过持续的技术创新和工艺优化,完全有可能克服这些难题,实现更*、更环保的资源循环利用。
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