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压块

2021-02-07 钢百科cbaike128

压块是将细粒物料压制成形的操作。使细粒物料在巨大压力下在模型、凹坑、孔道内压制成形,成为具有一定形状和尺寸的团块或压块。

压块是将细粒物料压制成形的操作。使细粒物料在巨大压力下在模型、凹坑、孔道内压制成形,成为具有一定形状和尺寸的团块或压块。

概念

压块的对象类型很多,有干草、饲料等的农产品,也有橡胶颗粒、屑等的工业产品。

压块的性能

压块最重要的性能是导电系数、孔隙度、弹形模量和机械强度

导电系数表示粉末压实程度和接触表面的大小。接触表面越大,粉末压缩程度与颗粒表面纯度越高、孔隙度越低、被压制的粉末越粗糙、则压块的导电系数越高。氧化薄膜的存在对导电系数的降低有重要的影响,但氧化薄膜的不良影响随着压制压力的增高而降低。

压块

孔隙度主要取决予压制压力。所采用的压力越高,刖孔隙度越低。孔隙度对压块的机械性能有直接的影响。
压块的弹性模量和致密材斜的弹性模量不同。其差别在于压块的弹性模量主要是颗粒之间的接触,而不取决于颗粒的内部状态。
压块的结构对其弹性模量有很大韵影响。压块的弹性模量是局限在颗粒接触部分的残余应力的函数,即:
式中:
 ——弹性模量与残余应力之间的比例系数
 ——压制压力
 ——常数,表示残余应力对于压制应力比例的最小单位。
压块强度就是指压块在负荷作用下抵抗破坏的能力,它主要取决于孔隙度、颗粒形状、颗粒大小和金属颗粒的表面状态。孔隙度越低,颗粒形状越复杂,颗粒表面纯度和粉末分散程度越高,则压块强度越高。

附加因素的影响

所压制的粉末颗粒之间存在着空气,在开始压实阶段,空气的存在对压实过程的阻碍并不显著。随着空气的密集,开始引起压实的困难。因此,在其真空中压制粉末,可使粉末更易于压实。
在压制过程中,特别是在压制复杂树枝状的粉末时,振动作用对于粉束的压实也有积极作用。那些趋向于楔合和“团聚”的颗粒难以被压实。采用振动方法可使“团聚”难以形成,从而改善其压制过程。

不同类型粉末压制过程的特性

压制动力学的一半曲线如图1。而适用于各种不同粉末的实际曲线,会有何种不同的形式。
按照属粉末压制动力学曲线的特征,可将其分为“单调的”和“跳跃的”两种主要类型。
能产生塑性变形的粉末颗粒,按第一种类型曲线被压实。这些粉末的实例有:和其它粉末(图2)。这些粉末的特点是弹性后效随着压制压力的改变而按比例地变化。
脆性粉末例如碳化物硼化物粉末,按第二类型曲栈被压实。在压制过程中,压实程度以及弹性后效发生突然变化。这种突然变化是由于脆性粉末和个别晶体内晶块的脆性断裂以及由此而产生的粉末比裹表面变化(增大)所引起的

木炭压块

木炭颗粒的性能

木炭颗粒的纯度比木炭块的纯度低的多。木炭颗粒中不仅包括从地上拣的木炭、碎片、矿砂和泥土,还包括薪炭材的表层和树皮。粉末状木炭颗粒主要来自比正常木炭含灰量高的树皮、小树枝和叶子生产的木炭。许多这种不希望得到的灰渣可以通过筛选把它们与木炭颗粒分离开来,即设法使尺寸不足的材料从2—4mm的筛网中筛选出来。这样的颗粒中虽然含有50%多的木炭(这要由它被玷污的程度决定),不过,仍然难以利用它。同时保留在筛网上的材料大部分是木炭颗粒,它们经过锤磨作用后适合于压块。木炭颗粒不能像通常使用的简单的木炭燃烧方法进行燃烧,因此一般情况下很难卖出。但如果木炭颗粒能够被完全利用,那么木炭的总产量将升高10—20%。压块——即把木炭颗粒制成木炭块——看来是一个明显答案。不幸的是,经验显示,除非木炭块的价格非常高和木炭颗粒能够以很低或零成本获得,否则,即使木炭颗粒压块的技术可行,但在经济上通常令人失望。

压块技术

压块时需要将木炭颗粒与成形剂混合在一起,用冲压机把它们压成块状,然后再经过炉子的干燥处理或者设法把水分蒸发掉,这样木炭压块就会非常坚固,可以和通常的木炭块一起放在同一装置中燃烧。
总的来说,木炭是一种缺乏塑性的材料,因此它必须与粘结剂混合在一起才能形成压块。粘结剂最好能够燃烧,虽然有效的低浓度非燃烧粘结剂也比较适用。淀粉通常虽然较贵,但它是更令人喜欢的粘结剂。假若其用量不超过15%,塑性较大的粘土也比较适合。从蒸馏或木炭蒸馏罐中获得的焦油和沥青已经用来制作特殊目的的压块,但是它们在用来形成适当的压块之前,必须再进行一次炭化。它们具有良好的质量,但价格昂贵。
必须很好地设计压块设备,要求建造结实,能够把木炭混合物充分地粘结在一起,经过处理或干燥过程就可以装卸。压块的产出必须由投人资本和设备的经营成本来决定是否合理。用于木炭颗粒的压块设备通常是昂贵的精密机械,产出水平较高。用砖制成的冲压设备成本很低,但看来没有一点商业利用价值。木炭具有极强的磨损作用,因此颗粒筛选、研磨、与粘结剂混合等所用的设备必须耐磨和进行很好的设计。
粘结剂有许多,但正如前面所讲,淀粉是最普遍应用的有效粘结剂。大约4%一8%的淀粉和水调成浆糊就足够了。首先,将颗粒干燥和筛选。丢弃尺寸不足的颗粒,将留下的颗粒进行锤磨。把这种粉末与淀粉浆混合并加入压块设备中。然后将形成的压块放进大约80°C的固定温度的炉子中干燥。淀粉中的水分被蒸发后,就会将木炭颗粒粘结成压块,它可以像普通的木炭块一样装卸和燃烧,但只能用于家庭的炉子和炉栅。颗粒压块一般不适用于工业中的高炉和化铁炉,因为经过轻微地加热,颗粒压块就容易破碎。要想生产冶金使用的木炭压块,必须具有足够的抗压强度,这种压块的生产需要用焦油或沥青来粘结,并在木炭窑内进行炭化。对大多数国家来说,这种生产工业用的木炭压块的成本过于昂贵。
为生产更能令人接受的产品,可能要加入蜡、硝酸等材料帮助木炭压块燃烧。为降低压块的成本,也可以使用粘土、二氧化硅等作为粘结剂,和木炭颗粒混合在一起。当然,这会降低压块的热值,即使生产者宣称改善了燃烧效率,但与消费者所付出的,它也仅仅是一种劣等品。但是经过精心制作的木炭压块是可接受的实用产品。木炭颗粒和粉末的实际缺乏及它们的均匀性对用于烧烤目的的消费者很有吸引力。它们一般在价格高的市场中几乎以与木炭块相同的费用被出售,并且其热值与商业用的含水量为10%一15%的木炭基本相等。
发达国家的木炭颗粒压块生产的成功率很高。美国南部以锯末和树皮的炭化为基础的工业就是例子,他们使用多路回转膛式熔炼炉每天大约生产25—50t木炭颗粒,将其压块后,主要用于烧烤目的,在零售市场销路不错。同时,炉中的热气可以用来加热电厂的蒸气,因此这样把废锯末和树皮转化为两种有用的产品——电力和木炭压块,并且使空气污染和废物处理问题达到最小化。

木炭压块的经济性

木炭压块的成本主要依赖于三个因素。将木炭颗粒运送到生产地点准备加工的成本、粘结剂的成本和资本成本。木炭颗粒通常几乎没有什么价值,因此在评价木炭压块生产投资是否合理时,一般将其成本视为零。然而,这不太正确,因为木炭颗粒的运输距离即使很近,也需要花费成本。如果压块所需的木炭颗粒要从别的生产经营主体处获得,那么一旦木炭压块在市场上出现,木炭颗粒的购买价格就会稳定上升。淀粉是最适合的粘结剂,它是一种食品原料,其价格是未经处理的木炭块的10多倍。因此生产木炭压块时,加入占总量4%一8%的淀粉是一项非常巨大的成本项目

干草压块

干草经过粉碎、添加精料及其他矿物元素,然后压制成草块,以提高饲料的营养价值、采食量和消化率。草块密度增加,便于贮藏、运输和进入市场流通。
根据工作原理和结构,可把压块机分为柱塞式、环模式、平模式及缠绕式等。其中环模式压块机因其
攫取物料性能较好,所以使用较多。
国内外牧草压块机种类、机型较多,现列举如下几种。 

捡拾压块机

捡拾压块机属于环模式,能在田间直接捡拾风干的草条并压制成草块。一般由捡拾器、喷水装置、输
送装置、切碎器、压块机构、草块输送装置等组成。
压制成的草块大小为30mm×30mm×(100~150)mm,密度为700—850kg/m3。

干草压块机

干草压块机属固定作业式压块机,可将干草切成长3~5cm的碎段,再压制成具有一定密度的草块。该机适用于有电力源的打贮草站、饲料公司、饲草料加工场点等,尤其适于牧草原料产区就地加工使用。

移动式烘干压饼机

移动式烘干压饼机与有关机具配套作业,以新鲜牧草为原料,在机内烘干制块,能使牧草的养分损失减少到最低程度。该机是由高温干燥机、压饼机、发动机、热发生器和燃料箱等组成。制饼工艺流程是:先将鲜草切成2~5cm长的碎段,由带活动底的接受槽、运送器等输入干燥滚筒,使水分由75%一85%降至2%一15%,干燥后的草段直接进入压饼机制成直径55~65mm,厚约10mm的草饼。贮存时草饼含水量一般不超过12%,密度为300—450kg/m3。
制饼过程中,可以根据饲喂对象的需要,添加尿素、矿物质及各种添加剂。 

缠绕式(卷扭)式压块机

缠绕式(卷扭)式压块机是将不经过切碎的牧草用缠绕方法,拧挤成圆柱形草棒,然后切断成饼状或块状。
压块设备的工艺流程为:秸秆、干草等饲料喂入粉碎机,粉碎到适当的粒度,则由筛孔大小来控制。粉碎后的物料由风送至沙克龙,经沙克龙集料至缓冲仓,缓冲仓内物料由螺旋输送机排至定量输送机。由定量输送机、化学剂添加装置和精料添加装置完成配料作业,主料由定量输送机输送,精料由精料装置输送,二者间的配比调节,是在机器开动后同时接取各自的输送物料,使其重量达到配方要求而完成。配合后的物料进入连续混合机,同时加入适量的水和蒸汽,混合均匀后进人压块机压成草块,再通过倾斜输送机将草块提升到卧式冷却器内,冷却后进行包装

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