粉煤成型过程及关键控制技术

粉煤成型过程一般分为如下几个步骤（徐振刚等，2001；刘鹏飞，2004）。

1.装料

经过适当准备（如筛分、破碎、增湿、加黏结剂或添加剂、搅拌等）的粉煤物料进入成型设备的压模以后，煤粒呈自然分布状态，作用在物料上的力只有重力和粒子间的摩擦力，这些力均较小，且粒子间的接触面积也较小，因而此时的系统是不稳定的，在外力P的作用下易变形，如图4-1（a）所示。

图4-1　粉煤成型过程示意图

（据徐振刚等，2001）
（a）装料；（b）加压；（c）成型；（d）压溃；（e）反弹

2.加压

外力P开始压缩不稳定系统，粒子开始移动，物料所占的体积减小，此时所消耗的功用于克服粒子的移动、粒子间的摩擦以及粒子与压模内壁的摩擦力。这一阶段的特点是压力增加较慢，物料体积收缩较快，粒子相互之间最大限度地密集。但此时粒子并未发生变形，粉煤能形成具有一定形状的型块，不过强度很差，一碰即碎，如图4-1（b）所示。(www.xing528.com)

3.成型

压力P快速增加，直至增加到足以使粒子开始变形，而物料体积减小很慢。这一阶段物料体积的减小主要归因于粒子的塑性或弹性变形，但粒子之间仍有相对移动，因此在高压下粒子间的摩擦力对成型过程有很大影响，此时所消耗的功用于克服粒子变形、物料与压模内壁摩擦以及排出系统内的空气。随着粒子相互之间进一步密集，粒子间的接触面大大增加，系统的稳定性接近于天然块状物，如图4-1（c）所示。

4.压溃

继续增加外力P将导致不坚固粒子的破坏，且外力增加愈大，粒子的破坏程度愈重。此时物料体积只是略有减小，同时系统的稳定性也随之减小，型块的机械强度会下降。这一阶段消耗的功用于克服粒子的破坏和排出系统内的空气。实际生产型煤时，应在此阶段之前结束加压，如图4-1（d）所示。

5.反弹

解除外力P以后，由于反弹作用，压缩到最大限度的物料型块体积会略有增大，同时粒子之间的接触面积有所减小，系统的稳定性也有所降低，因而成型压力不宜过大，成型过程不宜发展到上面的第四阶段，因为在上面的第三阶段时，反弹力小于型块的机械强度，外力解除后型块仍能保持较好的稳定性。而如果成型压力过大，粒子被压碎过多，型块的内聚力则大为减小，当反弹力增大到型块的机械强度时，型块脱模后会出现裂纹，甚至会膨胀碎裂，如图4-1（e）所示。

在实际生产型煤的过程中，上述的5个阶段往往并不是截然分开的，甚至有时是几个阶段同时发生，关键是要控制成型压力P＜Pmax。