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![2.3.1 Steuerung von Rösttemperatur und -zeit
Die Rösttemperatur ist der kritischste Faktor, der die endgültige Festigkeit der Pellets bestimmt. Eine geeignete Rösttemperatur (typischerweise zwischen 1200-1250°C) fördert die Rekristallisation von Magnetit (Fe₃O₄) zu Hämatit (Fe₂O₃) innerhalb der Pellets, wodurch eine dichte, verzahnte Kristallstruktur entsteht, die den Pellets eine ausreichende mechanische Festigkeit verleiht. Ist die Temperatur zu niedrig, ist die Verfestigung unzureichend, was zu einer unzureichenden Pelletfestigkeit führt. Ist die Temperatur zu hoch, kann es zu einem Überschmelzen kommen, das zu einer flüssigen Phasenhaftung der Pellets führt, was die Durchlässigkeit der Beschickung verschlechtert, den Energieverbrauch und den FeO-Gehalt erhöht und die Reduzierbarkeit der Pellets verringert.
Die Temperaturregelung erfolgt primär durch direkte Anpassung der Gasdurchflussrate und indirekt durch Anpassung der Verbrennungsluftmenge sowie der Temperatur und Luftmenge jedes Windkastens. Es bestehen jedoch starke Kopplungsbeziehungen zwischen diesen Variablen, und die Anpassung eines Parameters beeinflusst oft andere. Dies erfordert ein hohes Maß an Koordination und Präzision des Steuerungssystems, ein Prozess, der oft auf verschiedenen Datenanalysemethoden beruht. So untersuchten beispielsweise Liu Piliang et al. die Rösttemperatur einer Baotou Steel 624m2 D-L-Bandröstmaschine und stellten durch Korrelationsanalyse mit SPSS und Regressionsanalyse mit MATLAB fest, dass die Faktoren, die die Rösttemperatur signifikant beeinflussen, die Temperatur der 14#-Haube und die Temperatur des 14#-Windkastens waren. In der tatsächlichen Produktion wird die Temperatur jedes Brenners so eingestellt, dass jeder Prozessabschnitt des Pellet-Röstprozesses die erforderliche Temperatur und den erforderlichen Temperaturgradienten erreicht. Daher ist eine genaue und stabile Steuerung der Röstmaschinentemperatur entscheidend für die Verbesserung des Röstprozesses und der Qualität der Pellets. [1] Yu Haizhao, Liao Jiyong, Fan Xiaohui. Anwendung und Forschungsfortschritt der Pellettechnologie in Bandröstmaschinen [J]. Sintering Pellet, 2020, 45(04):47-54+70. DOI:10.13403/j.sjqt.2020.04.054.
Die Röstzeit wird durch die Länge der Bandröstmaschine und die Laufgeschwindigkeit des Wagens bestimmt. Je höher die Maschinengeschwindigkeit, desto höher der Ausstoß, aber desto kürzer die Verweilzeit in jedem Prozessabschnitt. Die Maschinengeschwindigkeit muss mit dem thermischen Regime übereinstimmen, um sicherzustellen, dass die Pellets alle notwendigen physikalischen und chemischen Veränderungen innerhalb einer begrenzten Zeit durchlaufen. Häufige Anpassungen der Maschinengeschwindigkeit deuten auf Produktionsinstabilität hin. Im Idealfall wird eine konstante Maschinengeschwindigkeit unter einem stabilen thermischen Regime aufrechterhalten. Das Getriebesystem der Röstmaschine umfasst typischerweise einen Motor, ein Reduziergetriebe und eine Antriebswelle. Die Zuverlässigkeit jeder Komponente wirkt sich direkt auf den reibungslosen Betrieb des Wagens aus, einschließlich des Förderbandes und der Antriebstrommel. Geräteausfälle können zu Schwankungen der Betriebsbedingungen führen und im schlimmsten Fall zur Abschaltung des gesamten Getriebesystems führen.
2.3.2 Einstellung der Ofenatmosphäre, Luftgeschwindigkeit und Luftmenge
Das Prozessluftsystem ist das "Atmungssystem" der Bandröstmaschine, das für den Wärmetransport, die Steuerung der Atmosphäre und die Abfuhr von Abgasen verantwortlich ist. Daher hat der Ausfall und die Abschaltung eines jeden Ventilators sehr schwerwiegende Auswirkungen auf den gesamten Röstprozess. Insbesondere Probleme mit dem Kühlventilator und dem Hauptsaugzugventilator führen wahrscheinlich dazu, dass die Röstmaschinentemperatur zu hoch wird, was zu schweren Geräteschäden führt. [1] Chang Tao. Funktionale Übersicht der Prozessluftventilatoren in Bandröstmaschinen [J]. Shanxi Metallurgy, 2016, 39(04):116-117. DOI:10.16525/j.cnki](/_next/image?url=https%3A%2F%2Fpub-8c0ddfa5c0454d40822bc9944fe6f303.r2.dev%2Fai-drawings%2FDDH0qyRcjYzIyMRRkKUIJcdlgPmgPMHT%2Ff3d19d20-94a8-4c09-8e14-d71fe09abb08%2F193d559a-d99c-43db-acd7-15de7b277e53.png&w=3840&q=75)
Rohmaterialien: Epoxidharz E-51 (Epoxidwert 0,51 Äq/100g, Industriequalität), Härter Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid (MTHPA, Industriequalität), Beschleuniger 2-Ethyl-4-methylimidazol (EMI-2,4, analytische Qualität), kontinuierliche Basaltfaser (Durchmesser 13μm, Zugfestigkeit ≥3500MPa, Modul ≥90GPa), Silanhaftvermittler KH-560 (analytische Qualität), wasserfreies Ethanol (analytische Qualität). Vorläufige Vorbereitung: Basaltfasern wurden in 10 cm kurze Fasern geschnitten, 30 min in wasserfreiem Ethanol eingeweicht, um Öl zu entfernen, 2 h in einem 80℃ Ofen getrocknet, um Feuchtigkeit zu entfernen, und zur späteren Verwendung versiegelt. Faser-Oberflächenmodifizierung: Ein einfaktorielles variables Experiment wurde verwendet, um KH-560 zu optimieren. Die wichtigsten Parameter waren die Konzentration des Haftvermittlers (1%, 3%, 5%, 7% Volumenprozent), die Modifikationstemperatur (40℃, 60℃, 80℃) und die Modifikationszeit (1h, 2h, 3h). Der Implementierungsprozess war wie folgt: KH-560-Ethanollösung wurde entsprechend der Konzentration hergestellt und 10 min lang mit Ultraschall dispergiert. Die vorbehandelten Fasern wurden in die Lösung gegeben und bei der eingestellten Temperatur mit 100 U/min gerührt. Nach der Reaktion wurden die Fasern dreimal mit wasserfreiem Ethanol gewaschen, 3 h in einem 100℃ Ofen getrocknet und zur Konservierung versiegelt. Die Charakterisierung erfolgte mittels FT-IR zur Analyse funktioneller Gruppen, SEM zur Beobachtung der Morphologie und einem Kontaktwinkelmessgerät zur Prüfung der Hydrophilie/Hydrophobie. Zusammensetzung des Verbundmaterials: Das Massenverhältnis von Epoxidharz zu Härter betrug 100:80, die Menge des Beschleunigers betrug 2% der Masse des Epoxidharzes und der Fasergehalt betrug 10 Gew.-% - 25 Gew.-%. Das orthogonale Experiment L₁₆(4³) wurde zur Prozessoptimierung verwendet. Die Einflussfaktoren waren Fasergehalt (10 Gew.-%, 15 Gew.-%, 20 Gew.-%, 25 Gew.-%), Härtungstemperatur (60℃, 70℃, 80℃, 90℃) und Härtungszeit (2h, 3h, 4h, 5h). Die Bewertungsindizes waren Zugfestigkeit und Schlagzähigkeit. Der Herstellungsprozess war wie folgt: Die Materialien wurden gemäß der Formel gewogen und durch Rühren in einem 60℃ Ölbad für 30 min gemischt, um die Harzmatrix herzustellen. Die modifizierten Fasern wurden entsprechend dem Gehalt hinzugefügt und 20 min lang mechanisch bei 300 U/min gerührt, gefolgt von Ultraschalldispersion für 15 min. Die Mischung wurde in eine mit Trennmittel beschichtete Form (150 mm × 100 mm × 4 mm) gegossen und unter 5 MPa Druck in einer Heißpresse gemäß den eingestellten Bedingungen gehärtet. Nach dem Abkühlen und Entformen wurde das Rohmaterial erhalten. Zug-, Schlag- und Biegeproben wurden gemäß den Normen bearbeitet, um Grate und Defekte zu entfernen. Leistungsprüfung: Für die mechanischen Eigenschaften wurden 5 Proben in jeder Gruppe getestet und der Durchschnittswert wurde genommen. Die Zugeigenschaften wurden gemäß GB/T1447-2005 mit einer Universalprüfmaschine getestet. Die Schlagzähigkeit wurde gemäß GB/T1451-2005 mit einer einfach gelagerten Balken-Schlagprüfmaschine (Schlagenergie 5J) getestet. Die Biegeeigenschaften wurden gemäß GB/T1449-2005 mit einer Biegeprüfmaschine getestet. Mikrostrukturanalyse: SEM wurde verwendet, um die Oberflächenrauheit der Faser und die Grenzflächenbindung zu beobachten. FT-IR wurde verwendet, um die Wellenzahl von 4000-400cm⁻¹ zu testen. TGA wurde verwendet, um
2.3.1 Steuerung von Rösttemperatur und -zeit Die Rösttemper...
