中南大学《烧结球团学》之《球团理论与工艺6》课件.ppt

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1、12、压团12.1压团的基本原理1）定义*压团—在一定压力下，使粉末物料在模型中受压成为具有一定形状、尺寸、密度和强度的块状物料，成块后还需经过相应的固结，使之获得较高强度*拱桥效应—自由松装的细粒物料，由于颗粒间的摩檫力和机械咬合，使颗粒间相互搭接，造成比颗粒大很多倍的孔隙，此为拱桥效应。由于拱桥效应，颗粒间仅存在简单的面、线、点接触，具不稳定性和流动性2）压团的基本原理①压团过程中细粒物料的位移和变形ⅰ）位移：压团时，细粒物料受压，“拱桥效应”被破坏，颗粒向着自己有利的方向发生位移，从而发生填充

2、孔隙和重新排列，导致颗粒间接触面积增大，松装物料体积减小，团块密度增高*常见位移方式（两颗粒间）颗粒的接近颗粒的离开颗粒的滑动颗粒的转动颗粒的嵌入实际压团过程上述五种位移均存在，所占比例不同而以*位移结果：体积（高度）变小，密度升高。如细磨铁精矿在8000∼10000N/cm2压力下，团块高度为松装高度的40∼50%，即体积缩小2/5到1/2ⅱ）变形细粒物料受压位移的同时产生变形*变形方式弹性变形（可恢复的变形）塑性变形（不可逆的变形）脆性断裂（粉碎性破坏）颗粒表面凹凸不平，有棱角，颗粒间的接触面积

3、小，其变形首先集中在接触区，随压力↑变形从接触区扩展到内部*变形结果脆性物料压团时，产生脆性断裂，细粒物料会填满孔隙，这些新生表面具有过剩的表面自由能，相互接触时，颗粒间发生强烈的重新组合粘结，减少新生面，维持体系的自由能；塑性物料压团时产生塑性变形，并且相互围绕流动，产生强烈的范德华力粘结实际物料压团时两种变形不同程度地存在，在一定条件下可相互转换。②压团过程中团块密度的变化规律*第一阶段：随压力↑，拱桥效应被破坏，颗粒产生位移，填充孔隙，体积↓，密度↑（位移为主）*第二阶段：由于上阶段宏观孔隙被

4、填充，并以达最大密度，因此粉体表现出一定的压缩阻力，随压力↑，密度不提高*第三阶段：随压力↑，超过粉末物料的临界压力，粉末物料变形或断裂，位移和变形同时起作用，密度随之提高（变形为主）对于又硬又脆的物料，第二阶段比较平缓；塑性好的则第二阶段基本消失（只有两个阶段）③压团过程中的压力分布压团过程中所存在的力：模冲施加的团压压力侧压力摩檫力弹性内应力作用于团块不同部位的压力各不相同*团压压力P：由模冲施加给团块的压力，常用单位面积上所受的力表示（N/cm2）团压压力主要消耗在两部分P=P1+P2P1——

5、静压力，使粉末颗粒产生位移、变形及克服颗粒间的内摩檫力，从而使粉末压紧P2—压力损失，用于克服颗粒与模壁之间的摩檫力*侧压力P侧：粉末物料在封闭的模具中受压时，向侧壁膨胀，给模壁一个作用力，模壁也必然会给物料一个大小相等，方向相反的作用力，即侧压力特点：a.粉末物料在压力作用下类似液体，故对侧壁产生压力，但由于颗粒间及颗粒与侧壁间摩檫阻力，粉体流动受阻，团压压力不能全部传递到侧壁上去，即P侧

6、不同高度而变化，P侧随h降低而减小*外摩檫力F摩：物料与模壁之间的摩檫力大小：F摩=u•P侧•SF摩—总摩檫力，u—物料与模壁间的摩檫系数S—物料与模壁的接触面积（cm2）方向：F摩与P方向相反作用：上压模向下运动必须克服这个摩檫力，从而造成团压压力的降低（压力损失），即施加在压模上的团压压力并非全部用于粉末的压紧影响因素：由F摩引起的压力损失与u、团块厚度及直径有关④团块密度分布*由于沿团块高度方向所受压力不同，导致团块密度沿高度方向不同，自上而下降低，即团块上部（模冲接触处）密度最大，下部密度最

7、小*横断面上：最上部，中心密度低于边缘部分（边缘部分的物料与模壁存在摩檫阻力，不如中心部分易流动而挤压得较紧密）；最下部，则相反。可双面压⑤团块粘结机理*团块强度主要取决于团块内颗粒间的摩檫力，使颗粒间发生机械咬合（凹凸不平处产生钩结合锲住）如：树枝状或锲形状的铁矿粒子比圆球形或光滑的粒子所制取的团块强度高得多，抗压强度相差几十倍，抗拉强度相差100倍左右同一种团块，其抗压强度是抗拉强度的几十倍，若颗粒间靠分子粘结力，则抗拉是抗压的3∼5倍；若颗粒间靠相互啮合，随团压压力增加，颗粒间接触面积↑，啮合

8、作用增强，颗粒间摩檫力↑，团块强度↑*团块强度主要取决于颗粒间分子粘结力（范氏力、薄膜水分子力、天然胶结物分子力）如：干磁铁矿粉即使高压强度也低，加水润湿，可在较低压力下获得较高强度；表面光滑不易啮合的煤也可以压团过程中，随团压压力↑，颗粒间接触的表面积↑，由于分子粘结力与颗粒间接触面积成正比，从而促进分子粘结力的作用加强，导致团块强度↑上述两种观点从不同侧面都能解释生产中的某些现象，但实际上团块强度是由颗粒间的机械啮合和分子粘结力共同作用的结果12.2影响压团过程的