中南大學《燒結球團學》之《球團理論與工藝6》課件.ppt

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1、12、壓團12.1壓團的基本原理1）定義*壓團—在一定壓力下，使粉末物料在模型中受壓成為具有一定形狀、尺寸、密度和強度的塊狀物料，成塊后還需經過相應的固結，使之獲得較高強度*拱橋效應—自由松裝的細粒物料，由于顆粒間的摩檫力和機械咬合，使顆粒間相互搭接，造成比顆粒大很多倍的孔隙，此為拱橋效應。由于拱橋效應，顆粒間僅存在簡單的面、線、點接觸，具不穩(wěn)定性和流動性2）壓團的基本原理①壓團過程中細粒物料的位移和變形ⅰ）位移：壓團時，細粒物料受壓，“拱橋效應”被破壞，顆粒向著自己有利的方向發(fā)生位移，從而發(fā)生填充

2、孔隙和重新排列，導致顆粒間接觸面積增大，松裝物料體積減小，團塊密度增高*常見位移方式（兩顆粒間）顆粒的接近顆粒的離開顆粒的滑動顆粒的轉動顆粒的嵌入實際壓團過程上述五種位移均存在，所占比例不同而以*位移結果：體積（高度）變小，密度升高。如細磨鐵精礦在8000～10000N/cm2壓力下，團塊高度為松裝高度的40～50%，即體積縮小2/5到1/2ⅱ）變形細粒物料受壓位移的同時產生變形*變形方式彈性變形（可恢復的變形）塑性變形（不可逆的變形）脆性斷裂（粉碎性破壞）顆粒表面凹凸不平，有棱角，顆粒間的接觸面積

3、小，其變形首先集中在接觸區(qū)，隨壓力↑變形從接觸區(qū)擴展到內部*變形結果脆性物料壓團時，產生脆性斷裂，細粒物料會填滿孔隙，這些新生表面具有過剩的表面自由能，相互接觸時，顆粒間發(fā)生強烈的重新組合粘結，減少新生面，維持體系的自由能；塑性物料壓團時產生塑性變形，并且相互圍繞流動，產生強烈的范德華力粘結實際物料壓團時兩種變形不同程度地存在，在一定條件下可相互轉換。②壓團過程中團塊密度的變化規(guī)律*第一階段：隨壓力↑，拱橋效應被破壞，顆粒產生位移，填充孔隙，體積↓，密度↑（位移為主）*第二階段：由于上階段宏觀孔隙被

4、填充，并以達最大密度，因此粉體表現(xiàn)出一定的壓縮阻力，隨壓力↑，密度不提高*第三階段：隨壓力↑，超過粉末物料的臨界壓力，粉末物料變形或斷裂，位移和變形同時起作用，密度隨之提高（變形為主）對于又硬又脆的物料，第二階段比較平緩；塑性好的則第二階段基本消失（只有兩個階段）③壓團過程中的壓力分布壓團過程中所存在的力：模沖施加的團壓壓力側壓力摩檫力彈性內應力作用于團塊不同部位的壓力各不相同*團壓壓力P：由模沖施加給團塊的壓力，常用單位面積上所受的力表示（N/cm2）團壓壓力主要消耗在兩部分P=P1+P2P1——

5、靜壓力，使粉末顆粒產生位移、變形及克服顆粒間的內摩檫力，從而使粉末壓緊P2—壓力損失，用于克服顆粒與模壁之間的摩檫力*側壓力P側：粉末物料在封閉的模具中受壓時，向側壁膨脹，給模壁一個作用力，模壁也必然會給物料一個大小相等，方向相反的作用力，即側壓力特點：a.粉末物料在壓力作用下類似液體，故對側壁產生壓力，但由于顆粒間及顆粒與側壁間摩檫阻力，粉體流動受阻，團壓壓力不能全部傳遞到側壁上去，即P側

6、不同高度而變化，P側隨h降低而減小*外摩檫力F摩：物料與模壁之間的摩檫力大?。篎摩=u?P側?SF摩—總摩檫力，u—物料與模壁間的摩檫系數(shù)S—物料與模壁的接觸面積（cm2）方向：F摩與P方向相反作用：上壓模向下運動必須克服這個摩檫力，從而造成團壓壓力的降低（壓力損失），即施加在壓模上的團壓壓力并非全部用于粉末的壓緊影響因素：由F摩引起的壓力損失與u、團塊厚度及直徑有關④團塊密度分布*由于沿團塊高度方向所受壓力不同，導致團塊密度沿高度方向不同，自上而下降低，即團塊上部（模沖接觸處）密度最大，下部密度最

7、小*橫斷面上：最上部，中心密度低于邊緣部分（邊緣部分的物料與模壁存在摩檫阻力，不如中心部分易流動而擠壓得較緊密）；最下部，則相反?？呻p面壓⑤團塊粘結機理*團塊強度主要取決于團塊內顆粒間的摩檫力，使顆粒間發(fā)生機械咬合（凹凸不平處產生鉤結合鍥住）如：樹枝狀或鍥形狀的鐵礦粒子比圓球形或光滑的粒子所制取的團塊強度高得多，抗壓強度相差幾十倍，抗拉強度相差100倍左右同一種團塊，其抗壓強度是抗拉強度的幾十倍，若顆粒間靠分子粘結力，則抗拉是抗壓的3～5倍；若顆粒間靠相互嚙合，隨團壓壓力增加，顆粒間接觸面積↑，嚙合

8、作用增強，顆粒間摩檫力↑，團塊強度↑*團塊強度主要取決于顆粒間分子粘結力（范氏力、薄膜水分子力、天然膠結物分子力）如：干磁鐵礦粉即使高壓強度也低，加水潤濕，可在較低壓力下獲得較高強度；表面光滑不易嚙合的煤也可以壓團過程中，隨團壓壓力↑，顆粒間接觸的表面積↑，由于分子粘結力與顆粒間接觸面積成正比，從而促進分子粘結力的作用加強，導致團塊強度↑上述兩種觀點從不同側面都能解釋生產中的某些現(xiàn)象，但實際上團塊強度是由顆粒間的機械嚙合和分子粘結力共同作用的結果12.2影響壓團過程的