粉体成型工艺
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1、2022-6-1湖北工业大学 王志伟1q 定义 粉体成型是指粒度较细的粉体物料加水润湿后，借助于外力将其加工成具有一定尺寸和形状的块状物体的过程。2 粉体成型2022-6-1湖北工业大学 王志伟2q功能 使粉末成为具有一定尺寸和形状的块状物体 成型制品具有一定的机械强度，以保证制品在工艺流程中转运和进一步加工时，其尺寸与形状不会破坏； 赋予制品进一步加工的良好加工性能 2022-6-1湖北工业大学 王志伟3 成型是一个中间环节，原料的性能不同、制品的用途不同，粉体成型方法也不尽相同。 按照外力施加方式的不同分为： 滚动成型、压力成型 按照润湿程度不同分为： w半干法（物料水分5%左右） w可塑
2、法（物料水分15%左右） w注浆法（物料水分40%左右） 2.1粉体成型的基本方法2022-6-1湖北工业大学 王志伟4v定义 滚动成型属半干法成型，是将粉状物料加水润湿，在不断滚动的过程中，由机械力和毛细力共同作用而成型，常用于冶金过程的原料预处理，制品为对尺寸要求不很严格的球状物料。 2.1.1 滚动成型 2022-6-1湖北工业大学 王志伟5说明： 在冶金工业的球团生产中，滚动成型称为造球，目的是将粒度为0.075mm约占80%以上的细磨精矿制成9-15mm的球团矿； 烧结生产中，滚动成型称为制粒，目的是将0-10mm的粉矿中的细粒物料粘附于粗颗粒上，形成制粒小球，以改善烧结过程的透气性
3、。 2022-6-1湖北工业大学 王志伟6v 滚动成型设备及工艺原理 主要设备 圆盘造球机和圆筒造球机（或制粒机） 工艺原理 相同点：造球机旋转时，物料靠造球机内壁摩擦而上升运动至一定高度，然后物料靠重力而向下滚动，当物料滚动到造球机下部时，又靠造球机内壁摩擦而上升运动，如此循环往复，由于水分的作用，物料在滚动过程中互相粘附成型。2022-6-1湖北工业大学 王志伟7不同点：圆盘具有自动分级的特点，成型生球粒度较均匀。圆筒卸出的生球粒度差别大，作为造球设备，生球必须经过筛分，不合格生球返回圆筒造球机；作为制粒设备，卸出的制粒小球则直接进入下一道工序。 2022-6-1湖北工业大学 王志伟8v定
4、义 压制成型是指借助于机械压力和模型将粉体加工成规定尺寸和形状的制品的过程，广泛应用于粉末冶金、耐火材料、建筑材料、型煤生产等工业中，也可以用于生产规模较小的冶金原料预处理工艺。 2.1.2 压制成型 2022-6-1湖北工业大学 王志伟9v 压制成型的方法 机压成型 可塑成型 注浆成型 等静压成型 振动成型 捣打成型 挤压成型 对辊成型,等2022-6-1湖北工业大学 王志伟10 机压成型法 机压成型法是目前耐火材料生产中使用最多的成型方法。该方法使用压砖机和钢模具将粉体压制成坯体。因机压成型一般均指含水量为4%-9%的半干料成型方法，因而也称半干法成型。该法常用的设备有摩擦压砖机、杠杆压砖
5、机和液压机等。 2022-6-1湖北工业大学 王志伟11 机压成型法 w机压成型过程的实质 是一个使物料内颗粒密集和空气排出、形成致密坯体的过程。机压成型的制品具有密度高、强度大、干燥收缩和烧成收缩小、制品尺寸容易控制等优点，所以该法在耐火材料生产中占主要地位。2022-6-1湖北工业大学 王志伟12 可塑成型法 w定义 是指用含水量为16%以上呈塑性的泥料制成制品的方法。 w成型过程 将预制好的物料投入挤泥机中，挤成泥条，然后切割，按所需要的尺寸制成荒坯，再将荒坯用压机压制，使物料具有规定的尺寸和形状。 w缺点 坯体水分大，砖坯强度低，外形尺寸不准确，干燥过程复杂，收缩有时达到10%以上。2
6、022-6-1湖北工业大学 王志伟13 注浆成型法 w定义 将泥浆注入石膏模型，借助于模型吸水制成坯体的方法。 w注浆成型的方式 有空心浇注、实心浇注、压力浇注、离心浇注、真空浇注等，其中空心浇注是最主要的浇注方式。2022-6-1湖北工业大学 王志伟14 注浆成型法 u空心浇注的特点 石膏模不带任何型芯，所以又称单面浇注或单面吸浆。泥浆注入石膏模型后，在模腔内壁形成坯体的外形，适合于薄壁中空制品。 w实心浇注的特点 石膏模腔内放置一个或几个型芯，以形成注件的内表面，所以又称为双面浇注或双面吸浆，适合于壁厚大件或外形复杂的制品。2022-6-1湖北工业大学 王志伟15w注浆成型的特点 泥浆水分
7、一般达40%左右，它主要用于生产中空壁薄的高级耐火制品及特种耐火制品，在陶瓷工业中，注浆成型是一种适应性大、生产效率高的成型方法。凡是形状复杂或不规则、以及薄胎等制品，均可采用注浆成型法来生产。2022-6-1湖北工业大学 王志伟16 等静压成型法 w定义 应用帕斯卡原理，依靠高压液体或气体在粉体各个方向上施加等同压力进行成型的方法。常用的压力传递介质为液体。因刹车油或无水甘油的可压缩性极小，几乎可以把全部压力传递到弹性模具上，故多用这两种液体作为压力传递介质。 2022-6-1湖北工业大学 王志伟17w等静压成型的特点 粉体各部分受压均匀且压力很高，这样得到的制品密度高且均匀，从而使制品在烧
8、成过程中的变形和收缩等大为减少，也不会出现一般成型法成型制品因密度差产生应力而导致的烧成裂纹。 2022-6-1湖北工业大学 王志伟18w等静压成型方法 按施压介质及成型温度可分为冷等静压成型法（介质为常温液体）和热等静压成型法（介质为气体，加压与加热同时进行）。 通常所称等静压成型法是指冷等静压成型法。 2022-6-1湖北工业大学 王志伟19 振动成型法 w定义 利用振动作用使粉体成型方法。适用于形状复杂及大型的制品，也适用于密度相差不太悬殊的物料。由于成型时物料不受破坏，容易水化的物料如焦油白云石、焦油镁砂料等，多用此法成型。2022-6-1湖北工业大学 王志伟20 振动成型法 w原理
9、是物料在频率很高（一般为3000-12000次/min）的振动作用下，质点相互撞击，动摩擦代替质点间的静摩擦，粉体变成具有流动性的颗粒，在自重和外力作用下逐渐堆集密实形成致密的制品。 w特点 颗粒具有三维空间的活动能力，颗粒密集并填充于模型的各个角落而将空气排挤出去。在很小的单位压力下既可得到密度较高的制品。2022-6-1湖北工业大学 王志伟21 捣打成型法 w定义 用手动、风动或电动捣锤将粉体捣实成型的方法。捣打成型法一般用于成型形状复杂、体积较大的制品。 捣打成型的粉体水分大多控制在4%6%的范围内，粉体的临界颗粒度比机压成型时要大，这有利于提高坯体的密度。2022-6-1湖北工业大学
10、王志伟22挤压成型法 w定义 强力挤压可塑性粉体使其通过孔模成型 挤压成型与可塑成型都是采用可塑性粉体，两者的区别在于挤压成型需用强力挤压的挤压机，多用于特殊耐火材料的生产。 特殊耐火材料用的原料大多属于瘠性料，不具有可塑性。在挤压成型前通常加入塑化剂或粘结剂使其成为可塑料，如糊精、工业糖浆、羧甲基纤维素、聚醋酸乙烯脂、聚乙烯醇等有机塑化剂。 2022-6-1湖北工业大学 王志伟23对辊成型 对辊成型广泛应用于氮肥工业中的煤球生产、竖罐炼锌的制团等处理量较小的工艺。 压团采用对辊压团机。团矿的成型压力、型态及大小等对团矿的强度、制团效率和蒸馏效率都有直接影响。 2022-6-1湖北工业大学 王
11、志伟242.2 水分在成型的过程中的作用q 粉体物料的特性 分散度大，比表面积大，具有较大的表面能。从热力学角度，高的比表面能是粉体成型的推动力。 表面分子处于不均衡的力场中，当其与周围介质（气体或液体）接触时，颗粒表面就显示出电荷，并在颗粒表面的空间形成电场。 2022-6-1湖北工业大学 王志伟25q 粉体物料中水分的存在形式 当干燥固体颗粒与水接触时，在电场范围内的极性水分子被吸附于颗粒表面，依次形成吸附水、薄膜水；水分进一步增加时，则在粉体中形成毛细水。水分使粉体颗粒相互靠近、粘结，在外力作用下完成粉体成型。 2022-6-1湖北工业大学 王志伟26颗粒表面极化水分子的排列及电分子力的
