在我们之前的文章"你的钢粉中含有锌吗？以下是处理方法。"中，我们探讨了在冶金回收工艺中处理含锌钢粉所面临的挑战和解决方案。从这种废料中回收有价值金属的最有效途径之一是转底炉（RHF），它依靠球团钢粉实现高效热处理和脱锌。
这篇后续博客将深入探讨影响 RHF 效率的一个经常被忽视的关键因素： 粉碎率以及它如何直接影响脱锌率。我们还研究了影响 RHF 粘合材料压块率的技术参数。
什么是粉碎率？
粉碎率是指在处理和加工的各个阶段，碎裂成细小颗粒（<1 毫米）的压块或颗粒所占的比例。这种碎裂会破坏颗粒的结构完整性，影响 RHF 的运行效率和锌去除性能。
下面是计算粉碎率的公式：
在基于 RHF 的脱锌过程中，粉碎发生在两个关键阶段：
| 舞台 | 产品术语 | 说明 |
| 在 RHF(造粒) | 压块 | 带粘结剂的冷压钢粉，尚未加热 |
| RHF 内部 | 颗粒 | 正在进行还原反应的热处理煤块 |
1.在压块和预处理阶段
在进入 RHF 之前，钢灰与粘合剂和其他添加剂混合，并用压块机压制成煤块。由于粘合剂不足、水分不平衡或压实不充分造成的机械强度差，会导致煤球在压制、装卸或运输过程中破裂。在此阶段产生的细粉会返回到预制备和压块工艺中，从而增加能耗和成本。
2.RHF 内部（热处理阶段）
煤球经干燥后送入 RHF，在开始还原时会发生高温反应并转化为金属化颗粒。如果缺乏热稳定性，它们可能会在蒸汽压力、热冲击或烧结应力作用下碎裂。此阶段的粉碎会减少气固接触，促进锌蒸汽的再吸附，从而破坏锌的去除。
这就是为什么了解和控制粉碎率不仅仅是一个质量控制问题，它对于在 RHF 操作中实现高脱锌效率至关重要。
但这究竟会对脱锌产生怎样的影响呢？
粉碎与脱锌之间的关系
在 RHF 工艺中，脱锌是指在高温下通过还原和挥发从钢粉尘中去除锌的比例 (900-1000℃).这些反应取决于颗粒的结构和受热情况。
钢铁厂要求的脱锌率为 ≥90% 使含锌粉尘达到高炉（BF）或碱性氧气炉（BOF）再利用所需的锌含量标准（Zn < 1%）。
因此，优化反应至关重要，以下是优化这些反应的情况：
- 颗粒在足够长的时间内保持其形状和孔隙率，以便完成还原。
- 进入颗粒的热传导效率高。
- 气固接触足以让锌蒸气逸出。
此外，颗粒的高孔隙率有利于脱锌，因为沸腾后的锌更容易从颗粒中流出。但颗粒的高孔隙率会增加粉碎率（颗粒变脆），这可能会影响颗粒的机械强度。
高粉碎率的影响：
- 减少反应表面控制： 细小颗粒聚集在一起或不规则烧结，会导致热量分布不均和反应不完全。
- 锌蒸汽再吸附： 当颗粒崩解成细粒时，表面积会不规则地增加，促进锌蒸汽重新吸附到相邻颗粒上，从而降低整体去除率。
- 粉尘损失和排放： 细颗粒可能会被气流带走，造成材料损失，并可能增加下游气体处理系统的锌排放量。
因此，低粉碎率对于保持球团完整性、最大限度地提高热效率以及在 RHF 运行中实现高脱锌率至关重要。
低粉碎率的优势：
保持较低的粉碎率可带来多项技术和操作优势，直接提高脱锌性能
- 热效率更高： 完整的颗粒可保持其预定形状和孔隙率，从而使传热更加均匀。
- 降低锌排放量： 完整的颗粒具有可控的孔隙率，可最大限度地减少蒸汽截留，确保锌气体与固体基质的分离更加清洁，从而提高下游气体处理的效率，降低固体残渣中的锌含量。
- 炉子运行稳定 较高比例的细粉会堵塞 RHF 内部或破坏气固接触区，导致停留时间不一致以及局部过热或过冷。低粉化率可确保更平稳的气流动力学和温度均匀性，从而保持 RHF 的热平衡。
- 提高整体金属回收率： 坚固耐用的颗粒能够充分参与还原和挥发反应。这不仅能最大限度地回收锌，还能最大限度地回收钢铁粉尘中的铁，有助于提高资源效率和经济回报。
- 减少重复压块工艺，降低成本： 在压块步骤中，粉碎的细料将返回制备步骤，并再次送入压块机。破碎的煤球越少，意味着重复工作越省力，同时还能节省能源和费用。
影响 RHF 压块率的因素
要获得抗粉碎的高强度压块和颗粒，首先要从压块阶段开始。压块率/制粒率（指成功制成高强度压块/颗粒的材料百分比）取决于几个相互关联的因素：
1.粘合剂类型和剂量
用于 RHF 脱锌的钢粉尘粘结剂
高性能粘合剂对于提供机械强度和热稳定性至关重要。 建杰专有的粘合剂例如，焙烧炉用粘合剂是专为高温强度保持而设计的。不适当的粘结剂（例如在高温下不能很好保持强度的糖蜜粘结剂）会导致易碎的压块/颗粒在 RHF 条件下容易破裂。
2.水分含量
水是一种必要的添加剂，可激活某些粘合剂，使其正常粘合和压实。但是，水分过多会妨碍干燥效率，增加加热过程中出现裂缝或变形的风险。目标水分范围应兼顾施工性和干燥性能。在 RHF 脱锌工艺中，建议压块的水分≤2%。
3.粒度分布
细颗粒和粗颗粒的混合分级能更好地压实结构，帮助煤球达到理想的布莱恩数值。
细粒过多 → 产生致密而脆的颗粒
粗颗粒过多 → 减少结合接触和机械强度。
请注意： 对压块/颗粒的不同要求会对粒度分布提出不同的标准。如需进一步了解粒度，可联系我们寻求支持（免费咨询）。
4.压实压力
压块过程中使用的成型压力直接影响压块的强度。使用双辊压块机等压块机有助于提高压块的强度 (≥750N 每块）。
较高的压力通常会使煤球更耐用，但过大的压力会导致层压（分层结构）和内应力，使煤球容易受到热冲击。
5.固化和干燥规程
固化（化学粘合剂）和干燥（除湿）是至关重要的步骤。干燥不彻底会导致 RHF 中的蒸汽爆炸，而过度干燥则可能导致脆性。理想的干燥方式是有控制地逐步干燥。
6.灰尘的化学成分
灰尘中的某些成分，如硅、盐、硫和碳，会干扰粘结剂的反应或结构。可能需要定制粘结剂配方来解决特定的化学不相容性问题。
优化颗粒质量，实现卓越的锌去除效果
为了最大限度地提高 RHF 的脱锌效率，工厂和操作人员必须控制质量和工艺参数。RHF 不仅仅是一个熔炉，它还是一个化学反应器，其中球团工程起着决定性作用。通过优化粘合剂选择、工艺控制和原料制备，工业企业可以提高球团的坚固性，确保稳定的脱锌效果，并促进更可持续的循环利用。
如果您希望减少粉碎，提高球团性能，并实现超过 90% 的脱锌效率、 联系建杰 现在 专家咨询，并为您的 RHF 应用量身定制粘合剂解决方案。
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