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![2.3.1 Controle da Temperatura e Tempo de Calcinação
A temperatura de calcinação é o fator mais crítico que determina a resistência final de consolidação dos pellets. Uma temperatura de calcinação apropriada (tipicamente entre 1200-1250°C) promove a recristalização da magnetita (Fe₃O₄) em hematita (Fe₂O₃) dentro dos pellets, formando uma estrutura cristalina densa e interligada, conferindo assim resistência mecânica suficiente aos pellets. Se a temperatura for muito baixa, a consolidação é insuficiente, levando a uma resistência inadequada dos pellets. Se a temperatura for muito alta, pode ocorrer super-fusão, causando adesão da fase líquida dos pellets, o que deteriora a permeabilidade da carga, aumenta o consumo de energia e o teor de FeO e reduz a redutibilidade dos pellets.
O controle da temperatura é alcançado principalmente ajustando diretamente a vazão do gás e indiretamente ajustando o volume de ar de combustão e a temperatura e o volume de ar de cada caixa de vento. No entanto, existem fortes relações de acoplamento entre essas variáveis, e o ajuste de um parâmetro geralmente afeta outros. Isso exige que o sistema de controle tenha um alto grau de coordenação e precisão, um processo que geralmente depende de vários métodos de análise de dados. Por exemplo, Liu Piliang et al. estudaram a temperatura de calcinação de uma máquina de calcinação de correia tipo D-L de 624m2 da Baotou Steel e descobriram, por meio de análise de correlação usando SPSS e análise de regressão usando MATLAB, que os fatores que afetam significativamente a temperatura de calcinação foram a temperatura da coifa 14# e a temperatura da caixa de vento 14#. Na produção real, a temperatura de cada queimador é ajustada para garantir que cada seção do processo de calcinação de pellets atinja a temperatura e o gradiente de temperatura necessários. Portanto, o controle preciso e estável da temperatura da máquina de calcinação é crucial para melhorar o processo de calcinação e a qualidade dos pellets. [1] Yu Haizhao, Liao Jiyong, Fan Xiaohui. Aplicação e Progresso da Pesquisa da Tecnologia de Pellets em Máquina de Calcinação de Correia [J]. Sintering Pellet, 2020, 45(04):47-54+70. DOI:10.13403/j.sjqt.2020.04.054.
O tempo de calcinação é determinado pelo comprimento da máquina de calcinação de correia e pela velocidade de funcionamento do carrinho. Quanto mais rápida a velocidade da máquina, maior a produção, mas menor o tempo de permanência em cada seção do processo. A velocidade da máquina deve ser compatível com o regime térmico para garantir que os pellets completem todas as mudanças físicas e químicas necessárias dentro de um tempo limitado. Ajustes frequentes na velocidade da máquina indicam instabilidade na produção. Idealmente, uma velocidade constante da máquina é mantida sob um regime térmico estável. O sistema de transmissão da máquina de calcinação normalmente inclui um motor, redutor e eixo de acionamento. A confiabilidade de cada componente afeta diretamente o bom funcionamento do carrinho, incluindo a correia transportadora e o tambor de acionamento. Falhas de equipamento podem causar flutuações nas condições de operação e, em casos graves, podem levar à paralisação de todo o sistema de transmissão.
2.3.2 Configuração da Atmosfera do Forno, Velocidade do Ar e Volume de Ar
O sistema de ar de processo é o "sistema respiratório" da máquina de calcinação de correia, responsável por transportar calor, controlar a atmosfera e remover gases de escape. Portanto, a falha e a paralisação de qualquer ventilador terão um impacto muito sério em todo o processo de calcinação. Em particular, problemas com o ventilador de resfriamento e o ventilador de tiragem induzida principal provavelmente farão com que a temperatura da máquina de calcinação fique muito alta, levando a sérios danos ao equipamento. [1] Chang Tao. Visão Geral Funcional dos Ventiladores de Ar de Processo na Máquina de Calcinação de Correia [J]. Shanxi Metallurgy, 2016, 39(04):116-117. DOI:10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf](/_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)
Matérias-primas: Resina epóxi E-51 (valor epóxi 0,51 eq/100g, grau industrial), agente de cura anidrido metiltetrahidroftálico (MTHPA, grau industrial), acelerador 2-etil-4-metilimidazol (EMI-2,4, grau analítico), fibra de basalto contínua (diâmetro 13μm, resistência à tração ≥3500MPa, módulo ≥90GPa), agente de acoplamento silano KH-560 (grau analítico), etanol anidro (grau analítico). Preparo preliminar: As fibras de basalto foram cortadas em fibras curtas de 10cm, imersas em etanol anidro por 30min para remover o óleo, secas em estufa a 80℃ por 2h para remover a umidade e seladas para uso posterior. Modificação da superfície da fibra: Um experimento de variável de fator único foi usado para otimizar o KH-560. Os parâmetros-chave foram concentração do agente de acoplamento (1%, 3%, 5%, 7% em volume), temperatura de modificação (40℃, 60℃, 80℃) e tempo de modificação (1h, 2h, 3h). O processo de implementação foi o seguinte: a solução de etanol KH-560 foi preparada de acordo com a concentração e dispersa ultrasonicamente por 10min. As fibras pré-tratadas foram colocadas na solução e agitadas a 100r/min na temperatura definida. Após a reação, as fibras foram lavadas três vezes com etanol anidro, secas em estufa a 100℃ por 3h e seladas para preservação. A caracterização foi realizada usando FT-IR para analisar grupos funcionais, SEM para observar a morfologia e um instrumento de medição de ângulo de contato para testar a hidrofilicidade/hidrofobicidade. Preparo do material compósito: A proporção em massa de resina epóxi para agente de cura foi de 100:80, a quantidade de acelerador foi de 2% da massa de resina epóxi e o teor de fibra foi de 10wt%-25wt%. O experimento ortogonal L₁₆(4³) foi usado para otimização do processo. Os fatores de influência foram o teor de fibra (10wt%, 15wt%, 20wt%, 25wt%), a temperatura de cura (60℃, 70℃, 80℃, 90℃) e o tempo de cura (2h, 3h, 4h, 5h). Os índices de avaliação foram resistência à tração e resistência ao impacto. O processo de preparação foi o seguinte: os materiais foram pesados de acordo com a fórmula e misturados por agitação em banho de óleo a 60℃ por 30min para preparar a matriz de resina. As fibras modificadas foram adicionadas de acordo com o teor e agitadas mecanicamente a 300r/min por 20min, seguido de dispersão ultrassônica por 15min. A mistura foi vertida em um molde revestido com agente desmoldante (150mm×100mm×4mm) e curada sob pressão de 5MPa em uma prensa quente de acordo com as condições definidas. Após resfriamento e desmoldagem, o material em branco foi obtido. Amostras de tração, impacto e flexão foram processadas de acordo com as normas para remover rebarbas e defeitos. Teste de desempenho: Para propriedades mecânicas, 5 amostras foram testadas em cada grupo e o valor médio foi obtido. As propriedades de tração foram testadas de acordo com GB/T1447-2005 usando uma máquina de ensaio universal. As propriedades de impacto foram testadas de acordo com GB/T1451-2005 usando uma máquina de ensaio de impacto de viga simplesmente apoiada (energia de impacto 5J). As propriedades de flexão foram testadas de acordo com GB/T1449-2005 usando uma máquina de ensaio de flexão. Análise de microestrutura: SEM foi usado para observar a rugosidade da superfície da fibra e a ligação da interface. FT-IR foi usado para testar o número de onda de 4000-400cm⁻¹. TGA foi usado para testar
2.3.1 Controle da Temperatura e Tempo de Calcinação A tempe...
