长期以来,压球机对烟煤和***煤的无粘结剂成型被认为是有一定困难的。从泥煤、褐煤到烟煤、***煤,随着煤化度的***,在煤中的氢含量逐渐减少、碳含量逐渐增加的同时,煤的胶团结构愈来愈大,排列更加整齐,煤的硬度、弹性愈来愈高,塑性愈来愈低。因此,成型性能愈来愈差硬度高的煤种,就不易使之产生塑性变型。对于弹性大的煤种,在外力作用下煤粒将产生很大的弹性变形,在外力消除后,型煤将产生很大的弹性膨胀,使结构松散,或脱模后重新***。所以,一般说来,烟煤、***煤的无粘结剂成型要比泥煤、褐煤困难得多,需要较高的成型压力,特别是***粉煤的无粘结剂成型,更是困难。
但是,自然界所有的煤种都是由植物转化而来,尽管煤种有所不同。但它们的有机质都是含碳高分子有机物,本质上没有太大差别。泥煤、年轻褐煤能在中压下直接成型,年老的烟煤乃至***煤,也应该能无粘结剂成型,这在理论上是完全可能的。
各种粉煤是否能无粘结剂成型,说到底是粉煤粒子能否紧密结合在一起的问题,即粒子间能否建立起一种使之紧密结合力的问题,也就是人们通常所说的内聚力。在通常条件下,虽然烟煤、***煤并不象泥煤、年轻褐煤那样存在着许多自身粘结Vii,但这些粉煤在外力作用下可能出现的内聚力形式也是多种多样的。例如,当粒子表面接触得相当紧密时,分子间的吸引力以及在较高压力一F成型时粒子的受热和摩擦,使粒子在点或面上的熔接等。在成型时,只要提供一些必要的条件,使这些内聚力的建立成为可能,那么烟煤、***煤粉煤的无粘结剂成型也是可能的口
如上所述,烟煤、***煤粉煤无粘结剂成型困难,其根本原因是这些煤种的硬度大、弹性高。因此,如何克服这些困难就成为这些煤种无从结剂成型的关键。
综观现代烟煤、***粉煤无粘结刑成型的实验研究方法,在克服煤的硬度大、弹性高所造成的困难方面不外采取两种途径,一种是采用强制高压的***,另一种是改善成型方式
压球机使用强制高压方法的实质是破坏煤粒的弹性,消除它对成型的不利影响。这种方法在国外研究的时间很长,解决丈峙去也很多研究的注意力主要集中十高凡成型机的研究,以及在高压成型后煤球脱模时,如何解决残余弹性变形所积蓄的能量均匀放出和尽of能消除空气的干扰问题(因为空气在高压下被压缩后,当外力消除时也会膨胀而影响型煤质量〕。有的成型机的成型压力高达200MPa以上,这往往造成成型机的构造复杂,动力消耗大,成型部件磨损快,材质要求也高,而生产能力并不一定高,因而型煤的成本高,经济上难以过关。由此可见,强制高压的成型方法有很大局限件,工业上很难广泛采用,所以这种方法的发展受到一定限制。
在型煤压制的方式上做必要的改进,可以在一定程度上克服煤粒弹性的影响,增加塑性变形,达到成型的目的。据分析,一般的成型机不能使煤粒完全压紧,除原料粉煤的粒度、水分等不好控制外,还有下列两个原因:
(1))粉煤受压时,受到煤粒内摩擦的对抗,阻碍煤粒的运动和接近。即粉煤在外力作用下,由于煤粒形状不规则、粒度大小不均匀,粒子接触面和点上有摩擦力存在,大颗粒之间要产生“架桥”而影响粒子的滑动,使粒子之间剩余空隙不能***填允;
(2))就是前面多次提到的煤粒弹***。基于这个分析,产生了一个新的概念,即粉煤在承受较高压力下,煤粒彼此紧密接触后,再使煤粒扭动。由于煤粒已经紧密接触再发生扭动,煤粒的表面就会发生适当的剪切变形。这种剪切变形称为切变变形。可以这样来实现煤粒在被压紧后再扭动产生切变变形,如图6一2所示。
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