Impact of high-pressure grinding roll on ironsand pellets preparation: mechanical activation mechanism and energy efficiency assessment
- 26.07.2025
- Original Paper
- Verfasst von
- Hao Lv
- Min Gan
- Xiao-hui Fan
- Shi-xian Li
- Zhi-yun Ji
- Zeng-qing Sun
- Jin-hua Li
- Xiao-long Wang
- Lin-cheng Liu
- Yu-feng Wu
- Erschienen in
- Journal of Iron and Steel Research International | Ausgabe 10/2025
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Abstract
Diese Studie untersucht die Auswirkungen der Vorbehandlung von Eisen und Pellets durch Hochdruckmahlwalzen (HPGR) und konzentriert sich dabei auf mechanische Aktivierungsmechanismen und Energieeffizienz. Die Forschung untersucht, wie HPGR Partikeleigenschaften, Kristallstruktur, Oxidationskinetik und Konsolidierungsleistung beeinflusst. Zu den wichtigsten Ergebnissen gehört die deutliche Verbesserung der Partikelstruktur und -eigenschaften durch HPGR, wobei die spezifische Oberfläche und die mechanische Energiespeicherung deutlich zunehmen. Die Studie identifiziert die optimale HPGR-Walzendruckintensität für den Ausgleich von Pelletqualität und Energienutzungseffizienz und bietet Einblicke in die Oxidationsreaktionsmechanismen und die Auswirkungen von HPGR auf die Pelletkonsolidierung. Die Forschung kommt zu dem Schluss, dass die HPGR-Vorbehandlung bei 12 MPa die Qualität von Eisen und Pellets signifikant verbessert, die erforderlichen thermischen Behandlungstemperaturen senkt und die Gesamtenergieeffizienz erhöht. Diese umfassende Analyse bietet wertvolle Anhaltspunkte, um die großflächige, effiziente Nutzung von Eisen und Ressourcen in der Stahlindustrie voranzutreiben.
KI-Generiert
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Abstract
The utilization of ironsand for preparing oxidized pellets poses challenges, including slow oxidation and low consolidation strength. The effects and function mechanisms of high-pressure grinding roll (HPGR) pretreatment on the oxidation and consolidation of ironsand pellets were investigated, and the energy utilization efficiency of HPGR with different roller pressure intensities was evaluated. The results indicate that HPGR pretreatment at 8 MPa improves the ironsand properties, with the specific surface area increasing by 740 cm2 g–1 and mechanical energy storage increasing by 2.5 kJ mol–1, which is conducive to oxidation and crystalline connection of particles. As roller pressure intensity increases to 16 MPa, more mechanical energy of HPGR is applied for crystal activation, with mechanical energy storage further rising by 18.1 kJ mol–1. The apparent activation energy for pellet oxidation initially decreases and then increases, reaching a minimum at 12 MPa. Simultaneously, the roasted pellets porosity decreases by 2.8%, while the compressive strength increases by 789 N. At higher roller pressure intensity, the densely connected structure between particles impedes gas diffusion within the pellets, diminishing the beneficial effects of HPGR on pellet oxidation. Moreover, excessive roller pressure intensity decreases the HPGR energy utilization efficiency. The optimal HPGR roller pressure intensity for ironsand is 12 MPa, at which the specific surface area increases by 790 cm2 g–1, mechanical energy storage increases by 10.6 kJ mol–1, the compressive strength of roasted pellets rises to 2816 N, and the appropriate preheating and roasting temperatures decrease by 250 and 125 °C, respectively.
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- Titel
- Impact of high-pressure grinding roll on ironsand pellets preparation: mechanical activation mechanism and energy efficiency assessment
- Verfasst von
-
Hao Lv
Min Gan
Xiao-hui Fan
Shi-xian Li
Zhi-yun Ji
Zeng-qing Sun
Jin-hua Li
Xiao-long Wang
Lin-cheng Liu
Yu-feng Wu
- Publikationsdatum
- 26.07.2025
- Verlag
- Springer Nature Singapore
- Erschienen in
-
Journal of Iron and Steel Research International / Ausgabe 10/2025
Print ISSN: 1006-706X
Elektronische ISSN: 2210-3988 - DOI
- https://doi.org/10.1007/s42243-025-01556-8
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