從粒狀材料形成成型體的方法和相應(yīng)的輥壓機(jī)的制作方法
【專利說明】從粒狀材料形成成型體的方法和相應(yīng)的輥壓機(jī)
[0001]本發(fā)明涉及形成成形體的方法，其中粒狀材料(其可包括一種或者多種物質(zhì)，特別是至少包括煤)由輥壓機(jī)加工成成形體。本發(fā)明也涉及相應(yīng)的輥壓機(jī)。本發(fā)明的較佳的應(yīng)用領(lǐng)域是成形燃料體(如煤球)的生產(chǎn)。
[0002]除其他類型的壓機(jī)之外，輥壓機(jī)也用于生產(chǎn)成形燃料體。在這一點(diǎn)上有各種各樣的加工工藝。例如，輥壓機(jī)只用于粒狀材料的加工成形，其中，隨后進(jìn)行后處理，如對成形體做相應(yīng)的干燥固化。例如可以從DE 199 613 25 Cl中了解這樣一種制作工藝。
[0003]此外，討論了所謂的高壓壓縮，其中通過特定的壓緊力實(shí)現(xiàn)成形體最終的強(qiáng)度，該特定的壓緊力出現(xiàn)在輥壓機(jī)的至少兩輥?zhàn)又g的輥?zhàn)娱g隙中。輥壓機(jī)通常有兩個(gè)可旋轉(zhuǎn)安裝的輥?zhàn)?，兩個(gè)輥?zhàn)友叵喾吹姆较蛐D(zhuǎn)。相應(yīng)的形狀或凹陷位于輥?zhàn)拥谋砻妗］斔偷捷佔(zhàn)拥牧畈牧贤ㄟ^旋轉(zhuǎn)運(yùn)輸?shù)捷佔(zhàn)娱g隙中，且處于壓力下，該壓力引起粒狀介質(zhì)結(jié)塊并且形成成形體。這種情況下，所形成的成形體強(qiáng)度實(shí)質(zhì)上取決于壓力時(shí)間和空間進(jìn)程。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)已知將輥壓機(jī)的固定輥?zhàn)雍突顒?dòng)輥?zhàn)咏Y(jié)合起來。這種情況下，活動(dòng)輥?zhàn)拥姆磯毫τ赏獠肯到y(tǒng)建立起來，例如使用液壓或氣壓系統(tǒng)。有利的是，這些系統(tǒng)的相應(yīng)壓力用作加工過程中的控制變量或參數(shù)。然而，不利的是，由于有粒狀材料反抗壓縮的反壓力，使得活動(dòng)輥?zhàn)忧⒏淖冚佔(zhàn)娱g隙，導(dǎo)致沿著輥?zhàn)訉挾确较蛴胁灰?guī)則的壓力曲線，且成形體在空間上和時(shí)間上質(zhì)量有波動(dòng)。
[0005]以上作為起點(diǎn)，本發(fā)明的目標(biāo)是至少部分地克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。本發(fā)明目標(biāo)通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征實(shí)現(xiàn)，相應(yīng)的從屬權(quán)利要求涉及有利的修改。
[0006]根據(jù)形成成形體的發(fā)明方法，其中粒狀材料的進(jìn)料流供給輥壓機(jī)，粒狀材料具有可預(yù)定的顆粒大小分布，該輥壓機(jī)具有至少兩個(gè)輥?zhàn)樱撝辽賰蓚€(gè)輥?zhàn)友叵喾捶较驀@相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，每一個(gè)輥?zhàn)佑杏糜趬毫庸み^程的配合的凹陷和可選擇的脊，所述輥?zhàn)酉薅嗽谄渲g的輥?zhàn)娱g隙，其特征在于該輥壓機(jī)設(shè)計(jì)有剛性輥?zhàn)印?br>[0007]術(shù)語“剛性輥?zhàn)印痹谶@里具體可理解為不是活動(dòng)輥?zhàn)?，例如該活?dòng)輥?zhàn)油ㄟ^液壓或氣壓系統(tǒng)壓靠固定輥?zhàn)?。相反的，這個(gè)系統(tǒng)具有兩個(gè)剛性的，即固定地安裝的輥?zhàn)樱撦佔(zhàn)拥奈恢煤统叽缦薅讼鄳?yīng)的優(yōu)選地Omm (毫米)到I Omm，特別優(yōu)選地是從Imm到2mm的棍子間隙。這種情況下，輥壓機(jī)兩輥?zhàn)又g的距離，作為兩輥?zhàn)拥漠愋渭怪g的在連接兩輥?zhàn)虞S的中心點(diǎn)的線上(特別是在具有剛性輥?zhàn)雍突顒?dòng)輥?zhàn)拥南到y(tǒng)內(nèi))或被設(shè)置(特別是在具有兩個(gè)剛性輥?zhàn)拥南到y(tǒng)內(nèi))的最小距離出現(xiàn)，輥?zhàn)又付檩佔(zhàn)娱g隙。
[0008]例如，如果要對顆粒大小小于6/0mm的材料進(jìn)行無粘合劑高壓壓塊，則“零毫米間隙”的加工工藝是有利的。在這種工藝中，輥?zhàn)娱g隙設(shè)定為I至2mm的大小作為安全距離。在添加有粘合劑的壓塊中和/或在例如海綿鐵的熱壓塊中，輥?zhàn)娱g隙的寬度尤其根據(jù)可預(yù)先確定的沖壓能力來確定。這里，約I Omm的間隙寬度可能是有利的。
[0009]由于使用了兩個(gè)剛性輥?zhàn)樱驗(yàn)榱畈牧戏纯箟嚎s的反壓力，輥?zhàn)又胁辉儆星?，使得在輥?zhàn)娱g隙中實(shí)現(xiàn)了在空間上和在預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)在時(shí)間上恒定的接觸壓力。因此，均勻的進(jìn)料傳送，即均勻的進(jìn)料流，且特別是涉及恒定壓緊力的工藝，可以實(shí)現(xiàn)具有均勻質(zhì)量的成形體。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法使得能夠生產(chǎn)具有限定質(zhì)量要求的成形體，不會(huì)發(fā)生現(xiàn)有技術(shù)中已知的成形體質(zhì)量的波動(dòng)。因此，可以形成(尤其通過高壓結(jié)塊的方式)尺寸穩(wěn)定的成形體，而不必對這一加工過程進(jìn)行進(jìn)一步的處理步驟，例如干燥。
[0010]輥?zhàn)芋w較佳地設(shè)有段或帶，在該段或帶中可機(jī)加工預(yù)定的輪廓，該輪廓較佳地形成凹陷，或凹陷和光滑表面(脊)，這些凹陷和光滑表面在旋轉(zhuǎn)方向上彼此銜接。這里的段被理解成一種元件，該元件抒到棍子體上。這里的帶被理解成一種元件，該元件被收縮到棍子體上。這些凹陷在優(yōu)選的兩個(gè)輥?zhàn)由暇哂型瑯拥男螤?。這些凹陷的幾何形狀取決于成形體的預(yù)定產(chǎn)品大小，這些產(chǎn)品大小常常取決于成形體的可能用途、輥?zhàn)又睆揭约安牧系膲簤K性能。
[0011 ]在進(jìn)料流中包含的待壓制材料的顆粒大小分布較佳地通過在前磨削加工過程的相應(yīng)參數(shù)選擇來確定。輥?zhàn)拥男D(zhuǎn)軸較佳地彼此平行定向，以便于能夠在輥?zhàn)又g限定均勻的輥?zhàn)娱g隙。各輥?zhàn)釉O(shè)計(jì)為在相同的旋轉(zhuǎn)頻率下沿相反方向旋轉(zhuǎn)，并設(shè)計(jì)成使得當(dāng)輥?zhàn)有D(zhuǎn)時(shí)，兩個(gè)凹陷或一個(gè)凹陷和一個(gè)光滑表面(脊)在輥?zhàn)娱g隙中彼此相對。由于在兩個(gè)相應(yīng)地相對的凹陷邊緣上和內(nèi)部或相對的凹陷和光滑表面邊緣上和內(nèi)部產(chǎn)生的壓力，發(fā)生粒狀材料的壓縮，其中形成了尺寸上穩(wěn)定的成形體，所謂的壓制零件。因此，尤其即使在高壓下，例如80MPa到160Mpa(兆帕)范圍內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)例如成形燃料體的高壓結(jié)塊。
[0012]根據(jù)一優(yōu)選實(shí)施例，粒狀材料至少包括部分燃料，尤其是煤。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的方法可特別有利地用于成形燃料體的成形加工，較佳地在高壓下壓制。這些成形燃料體較佳地至少包括部分煤，尤其是褐煤。根據(jù)本發(fā)明，其它燃料和添加劑是可能的?？商砑悠渌剂匣蛴袡C(jī)材料，例如木肩、稻草等以及添加劑，例如石灰。另外，根據(jù)本發(fā)明，通過供應(yīng)壓塊助劑，例如淀粉或特定量的水，能夠改善粒狀材料的壓塊性能。
[0014]根據(jù)進(jìn)一步有利的實(shí)施例，進(jìn)料流保持恒定。
[0015]尤其，這意味著進(jìn)入壓制室的粒狀材料的進(jìn)料流保持不變，壓制室位于輥?zhàn)由戏健＿@是可以實(shí)現(xiàn)的，例如當(dāng)輸送螺桿用于輸送粒狀材料進(jìn)料流時(shí)，該輸送螺桿的旋轉(zhuǎn)速度保持不變。恒定的進(jìn)料流使得本方法可以簡單控制和調(diào)節(jié)，例如通過至少一個(gè)輥?zhàn)拥男D(zhuǎn)速度來控制和調(diào)節(jié)。較佳地，設(shè)有兩個(gè)輥?zhàn)樱@兩個(gè)輥?zhàn)右酝瑯拥男D(zhuǎn)頻率同步旋轉(zhuǎn)。
[0016]根據(jù)一有利實(shí)施例，至少一個(gè)輥?zhàn)拥男D(zhuǎn)速度根據(jù)如下的至少一個(gè)變量來調(diào)節(jié):
[0017]a)輥?zhàn)拥膲壕o力及
[0018]b)輥?zhàn)拥慕佑|壓力。
[0019]因此，尤其當(dāng)有恒定的粒狀材料進(jìn)料流時(shí)，本發(fā)明的方法可以以簡單的方式實(shí)現(xiàn)。根據(jù)旋轉(zhuǎn)頻率來設(shè)定的輥?zhàn)拥淖畲髩壕o力或最大接觸壓力(其在粒狀材料或待壓制材料行進(jìn)穿過輥?zhàn)娱g隙時(shí)作用在粒狀材料或待壓制材料上)可以通過力傳感器和/或壓力傳感器來以最簡單的方式測量。附連至例如壓機(jī)框架上的應(yīng)變儀較佳地用作力傳感器，用來測量壓緊力。測壓元件較佳地用作壓力傳感器，尤其是基于電容測量原理的測壓元件，壓力傳感器有利地永久地安裝在輥?zhàn)虞S承與壓機(jī)框架之間。進(jìn)一步地，附加或替代地，一優(yōu)選實(shí)施例中，在凹陷中設(shè)置了至少一個(gè)力傳感器或壓力傳感器，用來測量當(dāng)粒狀材料直接壓入凹陷時(shí)產(chǎn)生的最大壓力或最大的力。輥?zhàn)娱g隙中的這個(gè)力或者壓力值也可有利地用來調(diào)節(jié)輥?zhàn)拥男D(zhuǎn)速度。
[0020]根據(jù)進(jìn)一步有利的實(shí)施例，進(jìn)料流被連續(xù)輸送。
[0021]這可以尤其通過相應(yīng)的輸送裝置來實(shí)現(xiàn)，例如，輸送螺桿。通過連續(xù)輸送，可以確保所生產(chǎn)的成形體質(zhì)量恒定，于此同時(shí)簡化該工藝的調(diào)節(jié)或控制是可能的。
[0022]在這一點(diǎn)上，還較佳的是進(jìn)料流中的粒狀材料被壓縮。
[0023]基本上，該工藝應(yīng)選擇成以便于粒狀材料被壓縮，但在進(jìn)料流中尚未壓成塊。壓縮可尤其發(fā)生在將粒狀材料輸送到輥?zhàn)又暗膲褐剖移陂g。這種壓縮尤其可以通過相應(yīng)的輸送裝置來實(shí)現(xiàn)。壓縮進(jìn)料流中的粒狀材料引起進(jìn)料流均勻化，換言之，越均勻輸送材料，就越均勻地將進(jìn)料流供給具有相應(yīng)的凹陷的輥?zhàn)?。這將使得生產(chǎn)的成形體的質(zhì)量均勻化。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了用于形成成形體的輥壓機(jī)，該輥壓機(jī)包含至少第一輥?zhàn)雍偷诙佔(zhàn)?，在各種情況下，第一輥?zhàn)雍偷诙佔(zhàn)泳哂杏糜诩庸こ尚统尚误w的配合的凹陷和可選脊，其中輥?zhàn)涌裳刂鄳?yīng)的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，各旋轉(zhuǎn)軸彼此平行定向，其中輥?zhàn)邮莿傂缘那蚁薅嗽谳佔(zhàn)娱g的輥?zhàn)娱g隙，輥壓機(jī)進(jìn)一步包含控制裝置，該控制裝置是適于且旨在用來實(shí)施本發(fā)明的方法。
[0025]根據(jù)一有利的實(shí)施例，輥壓機(jī)進(jìn)一步包含如下測量傳感器中的至少一個(gè):
[0026]a)壓力傳感器，及
[0027]b)力傳感器
[0028]用于測量如下變量中的至少一個(gè)，這些變量作用于待在輥?zhàn)娱g隙中壓制的材料:
[0029]a)壓力，及
[0030]b)力。
[0031 ]輥?zhàn)娱g隙中壓力和/或力，即各輥?zhàn)拥慕佑|壓力和/或壓緊力，也就是待在輥?zhàn)娱g隙中壓制的整個(gè)材料上的接觸壓力和/或壓緊力，構(gòu)成了簡單的受控變量，借助于該受控變量，可調(diào)節(jié)根據(jù)本發(fā)明的方法以及由此也調(diào)節(jié)輥?zhàn)訅毫?。因此，例如，在預(yù)