利用激光装置回收耐火材料,可减少80万吨二氧化碳排放

时间:2023-09-05 11:54来源:OFweek激光网作者:weixiang 点击:
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摘要:耐火材料可承受1500℃以上的高温。对于生产玻璃或陶瓷、有色金属和钢铁的工业炉而言,它们是必不可少的材料。而耐火材料制成品的使用寿命从几天到多年不等,这具体取决于材料、熔化容器中的温度和其他操作参数。因此,尽管全球每年生产多达大约3200万吨废旧耐火材料,却只有其中一小部分会被回收利用。   从初级原料生产耐火材料会产生相当数量的二氧化碳,主要是

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耐火材料可承受1500℃以上的高温。对于生产玻璃或陶瓷、有色金属和钢铁的工业炉而言,它们是必不可少的材料。而耐火材料制成品的使用寿命从几天到多年不等,这具体取决于材料、熔化容器中的温度和其他操作参数。因此,尽管全球每年生产多达大约3200万吨废旧耐火材料,却只有其中一小部分会被回收利用。

  从初级原料生产耐火材料会产生相当数量的二氧化碳,主要是因为二氧化碳必须从碳酸盐型原料中去除。此外,原材料主要进口到欧洲。目前还没有明显的替代方案——而激光装置将是用于解决这一问题的绝佳方案。

  利用激光装置进行自动分拣

  RHI Magnesita的资源项目协调员Alexander Leitner解释称:“耐火材料产品可以精确地适应客户的要求。耐高温材料的最佳组成取决于预期的应用、制造工艺和工艺介质的相关化学性质。这意味着我们的产品有非常不同的成分。因此,在回收之前,我们必须尽可能精确地分离它们。”

  因此,该项目的中心是一个用于废旧耐火材料的自动分拣系统。激光装置将用于识别传送带上所用材料的成分,而不与它们接触。激光技术来自亚琛的Laser Analytical Systems & Automation公司(LSA),这是德国弗劳恩霍夫激光技术研究所(Fraunhofer ILT)的一个分拆公司,专注于开发和生产用于工业应用的实时激光分析系统。

  “在Fraunhofer ILT,我们已经开发出一种在线测量技术,可以对传送带上的金属废料进行直接分析,并检测每块废料的成分,”Fraunhofer ILT材料分析小组负责人Cord Fricke-Begemann博士表示,“通过这种多元素分析,我们可以检测到大量的合金。我们现在正在将这些发现转移到耐火材料上。”

  研究合作伙伴预计,由于这一项目的发现,他们可以将该行业的潜在回收份额从之前的7%提高到30%-90%。“我们正在将最新的分析技术与最先进的软件相结合,以解决当前的环保问题。我们有望每年减少欧洲80万吨的二氧化碳排放量。”Cord Fricke-Begemann表示。

  一种利用激光作为水下金属切割工具的新方法

  对水下使用的现代拆除技术的需求也在增长。例如,为了提高海上风力发电厂的发电能力,必须首先在海平面以下拆除旧的钢框架,然后在更大的尺寸上重建它们。

  位于德国德累斯顿的弗劳恩霍夫材料与光束技术研究所(IWS)现在已经找到了一种技术方法,可以将激光作为高效、环保和节能的水中切割工具。

  为了切割水面以下的钢铁和其他金属,IWS的研究人员使用短波长的绿色激光,即使在水中也能切割。同时,水作为一种工具,通过压力将产生的熔体从切口排出。这消除了电力损失、额外的燃气管道和其他缺点。在实验室里,这已经奏效了。

  2023年9月,IWS将在德国埃森焊接切割展览会(SchweiBen & Schneiden)上展示这种创新工艺。

  用激光切割金属并不是一种新方法了。然而,它通常是在干燥的环境中进行的操作——红外线或其他相当长的激光获得放大效益后用于切割金属。

  而IWS的工程师们使用的绿色激光器,其波长比目前大多数工业激光器的波长短得多。然而,这是可能的,因为超过1kW级的绿色激光器,已经成为可用于实现必要的切割功率。

  在未来,更短波长的蓝色激光版本也是有望轻松实现的。这种短波激光甚至可以穿透水而不会造成重大破坏与损失,因此也可以用于水体。这种在海洋中大量存在的介质可以替代干燥环境中所需的切割气体,从而消除了对天然气管道的需求。

【激光网激光门户网综合报道】( 责任编辑:weixiang )
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