CN102179954A - 一种用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒及其制造工艺 - Google Patents

一种用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒及其制造工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN102179954A
CN102179954A CN2011100700861A CN201110070086A CN102179954A CN 102179954 A CN102179954 A CN 102179954A CN 2011100700861 A CN2011100700861 A CN 2011100700861A CN 201110070086 A CN201110070086 A CN 201110070086A CN 102179954 A CN102179954 A CN 102179954A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wear
biomass
sleeve
forming tube
forming machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011100700861A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102179954B (zh
Inventor
张百良
徐桂转
李保谦
王万章
杨世关
赵兴涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henan Agricultural University
Original Assignee
Henan Agricultural University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henan Agricultural University filed Critical Henan Agricultural University
Priority to CN201110070086.1A priority Critical patent/CN102179954B/zh
Publication of CN102179954A publication Critical patent/CN102179954A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102179954B publication Critical patent/CN102179954B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Abstract

本发明涉及生物质成型机中一种耐磨非金属成型筒的制造工艺和技术。所述成型筒由成型管、套筒和保型管三部分组成，成型管与套筒采用粘接配合，套筒与保型管采用过渡配合；所述成型管采用耐磨型非金属材料制成。本发明将大大提高成型筒的使用寿命，降低生物质成型机的维修成本。

Description

一种用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒及其制造工艺
技术领域
本发明涉及一种用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒及其制造工艺。
背景技术
生物秸秆属于可再生能源，作为燃料可实现C02温室气体的零排放，但目前秸秆大多被直接荒烧，造成极大的环境污染和能源浪费，大力发展生物质成型燃料将能够充分利用生物质秸秆，将其转换成能够运输的可再生能源，不仅有利于环境保护，更能够充分利用生物质资源。
由于秸秆具有自由体积密度小，能源密度小等特点，通过生物质成型机在一定的温度(110-160℃)、压力下（10-30MPa），可将其压缩成型。生物质成型机分为多种形式，液压式生物质成型机是依靠液压装置驱动压缩杆将物料压入成型筒来实现生物质的压缩成型的，压缩过程中一方面由于外部加热使秸秆纤维、木质素软化，另一方面压缩杆产生挤压力把秸秆推入成型筒从而压缩成型。
生物质秸秆内有较高的Si以及Ca、K等碱金属，秸秆收集过程中会夹带许多泥沙(含有Si02等金属氧化物)。在生物质成型过程中，由于成型筒处在较高温度和压力下工作，成型筒内壁与物料始终处于磨擦状态，因此导致成型筒的磨损非常严重。当成型筒磨损到一定程度时，原料就无法完成成型。因此，成型筒的磨损决定了生物质成型机的使用寿命。目前，国外生物质成型燃料在生产800-1000t时就需要对成型筒进行修复，修复价为4000欧元；国内则只能生产75-300t就需对成型筒进行修复，修复价为1-3万元。由于成型筒处于高速运转情况下成型时所受的摩擦力很大，而目前采用的成型筒的金属材料无法满足高摩擦力的环境，造成成型筒过快磨损；另一方面，目前成型筒的制造工艺造成成型筒处于高粉尘环境，造成成型筒的快速磨损。
因此，研究新型耐磨材料和新型制造工艺以制造耐磨生物质成型筒成为急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒及其制造工艺，以提高成型筒的使用寿命。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒，所述成型筒由成型管、套筒和保型管三部分组成，成型管与套筒采用粘接配合，套筒与保型管采用过渡配合；所述成型管采用耐磨型非金属材料制成。
成型管优选采用氧化铝陶瓷制成。
套筒采用铸钢或碳钢制成。
保型管采用合金钢制成。
由于普通的生物质成型机的成型筒磨损严重，本发明利用耐磨型非金属材料来制取生物质成型机上的成型管，摒弃了以前单纯用金属耐磨材料作为成型筒材料的做法。
本发明将成型筒分为成型管、套筒和保型管三部分，这三部分采用不同材质进行制造。其中生物质成型过程中的主要磨损部位成型管采用非金属的陶瓷耐磨材料，其主要材质为氧化铝陶瓷；成型筒的套筒采用铸钢；保型管采用合金钢。这样在生物质成型机中，利用陶瓷非金属耐磨材料来承受主要的摩擦力，用金属材料作为骨架，这样既保证了成型筒具有优异的耐磨性，又保证了其强度和刚度，使成型筒在生物质成型时具有极高的耐磨性和良好的稳定性，使生物质成型筒的稳定工作时间由原来的不足100小时提高到500小时以上，使液压式生物质成型机的稳定工作寿命有了质的飞跃。
本发明还提供了一种用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒的制造工艺，其中，成型管采用氧化铝陶瓷等静压成型后烧结制成；套筒采用铸钢整体铸造；保型管采用内孔渗碳工艺制造，之后进行高频表面淬火处理使其硬度达到58-80HRC。
所述的等静压成型、内孔渗碳工艺、高频表面淬火处理都是常规成熟的方法。
其中针对本发明中的成型管，制造时的烧结温度为1650-1720℃，时间为50-70h。
套筒在铸造过程中保证套筒的内壁表面粗糙度不低于3.2，具体可通过镗床加工实现。
保型管采用内孔渗碳工艺制造，将工件置入活性渗碳介质中, 加热到600-1200℃，保温20h以上，渗碳深度为0.4-1.0mm，然后进行高频表面淬火处理使其硬度达到58-80HRC。
高频表面淬火处理如下进行：将工件放在用空心铜管绕成的感应器内，通入200～300KHZ高频交流电，将零件表面加热至600～1200℃后，立即喷水或浸油淬火。
采用内孔渗碳制造工艺时，先加热到单相奥氏体区,保温足够时间后,使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层,从而获得表层高碳,心部仍保持原有成分。高频表面淬火处理时，通入高频交流电后，在工件表面会形成同频率的感应电流，而喷水冷却或浸油淬火后，可使工件表面层淬硬，获得要求的硬度。
成型管与套筒采用耐高温耐磨陶瓷胶粘接，此胶可直接购买市售产品。
所述的氧化铝陶瓷中氧化铝含量不低于95%，氧化铁含量不高于0.1%。
将本发明研制的耐磨性非金属材料的成型筒在生物质成型机上进行试验，采用花生壳、锯末、稻壳、麦秸秆、水稻秸秆等生物质废弃物进行压缩成型试验，实验过程中的成型筒加热温度为140-160℃,成型压力为15-20MPa，成型筒的使用寿命在500小时以上。
本发明突破原有生物质成型机成型筒的设计思维模式，采用全新设计工艺和新型材料。本发明的应用，彻底解决了秸秆成型燃料设备的磨损问题，大大提高生物质成型筒的耐磨性，从而提高生物质成型机的使用寿命，为秸秆成型燃料设备的发展与推广铺平道路。
附图说明
图1为成型筒的装配图，1为成型管，2为套筒，3为保型管。
具体实施方式
以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：
实施例1
用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒，所述成型筒由成型管、保型管和套筒三部分组成，成型管采用氧化铝陶瓷制成，其中氧化铝含量为90－98%，氧化铁含量不超过0.1%；保型管采用30CrMo合金钢制成；套筒则采用ZG310-570铸钢制成。
制造时，成型管采用等静压成型，1700℃高温烧结50h；非金属成型筒套筒采用铸钢整体铸造，在铸造过程中通过镗床加工保证成型套筒的内壁表面光洁度不低于3.2；保型管采用内孔渗碳的制造工艺进行制造：将工件置入活性渗碳介质中,加热到900℃,保温20h，使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层,从而获得表层高碳；渗碳后进行高频表面淬火处理：将工件放在用空心铜管绕成的感应器内，通入200KMz高频交流电后，在工件表面形成同频率的感应电流，将零件表面加热至800℃后，立即喷水冷却，工件表面层硬度达到58HRC。
生物质成型套筒中的保型管与套筒采用过渡配合，成型管与套筒采用耐高温耐磨陶瓷胶（成都市托马斯科技有限公司产，TH04055）粘接。

Claims (10)

1.一种用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒，所述成型筒由成型管、套筒和保型管三部分组成，成型管与套筒采用粘接配合，套筒与保型管采用过渡配合，其特征在于，所述成型管采用耐磨型非金属材料制成。
2.如权利要求1所述的用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒，其特征在于，成型管采用氧化铝陶瓷制成。
3.如权利要求1所述的用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒，其特征在于，套筒采用铸钢或碳钢制成；保型管采用合金钢制成。
4.如权利要求2所述的用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒，其特征在于，套筒采用铸钢或碳钢制成；保型管采用合金钢制成。
5.权利要求4所述的用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒的制造工艺，其特征在于，成型管采用氧化铝陶瓷等静压成型后烧结制成；套筒采用铸钢整体铸造；保型管采用内孔渗碳工艺制造，之后进行高频表面淬火处理使其硬度达到58-80HRC。
6.如权利要求5所述的用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒的制造工艺，其特征在于，成型管制造时的烧结温度为1650-1720℃，烧结时间为50-70h。
7.如权利要求6所述的用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒的制造工艺，其特征在于，套筒在铸造过程中保证套筒的内壁表面粗糙度不低于3.2。
8.如权利要求6所述的用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒的制造工艺，其特征在于，保型管采用内孔渗碳工艺制造，将工件置入活性渗碳介质中, 加热到600-1200℃，保温20h以上，渗碳深度为0.4-1.0mm，然后进行高频表面淬火处理使其硬度达到58-80HRC。
9.如权利要求8所述的用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒的制造工艺，其特征在于，高频表面淬火处理如下进行：将工件放在用空心铜管绕成的感应器内，通入200～300KHZ高频交流电，将零件表面加热至600～1200℃后，立即喷水或浸油淬火。
10.如权利要求5所述的用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒的制造工艺，其特征在于，成型管与套筒采用耐高温耐磨陶瓷胶粘接。
CN201110070086.1A 2010-11-12 2011-03-23 一种用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒及其制造工艺 Expired - Fee Related CN102179954B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110070086.1A CN102179954B (zh) 2010-11-12 2011-03-23 一种用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒及其制造工艺

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010541967.2 2010-11-12
CN201010541967 2010-11-12
CN201110070086.1A CN102179954B (zh) 2010-11-12 2011-03-23 一种用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒及其制造工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102179954A true CN102179954A (zh) 2011-09-14
CN102179954B CN102179954B (zh) 2015-01-21

Family

ID=44566333

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110070086.1A Expired - Fee Related CN102179954B (zh) 2010-11-12 2011-03-23 一种用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒及其制造工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102179954B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102672998A (zh) * 2012-04-28 2012-09-19 河南农业大学 一种平模瓷管生物质成型机
CN103007823A (zh) * 2011-09-27 2013-04-03 钴碳化钨硬质合金公司 涂覆的造粒模具及涂覆方法
CN103861524A (zh) * 2014-02-21 2014-06-18 曹县中达环保生物科技有限公司 一种生物质颗粒模具
CN104527125A (zh) * 2014-12-03 2015-04-22 哈尔滨工业大学 一种平模生物质成型机用金属陶瓷复合结构衬套及氧化铝陶瓷层生长方法

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4378964A (en) * 1980-01-08 1983-04-05 Trw Inc. Internally insulated extrusion die
DE3420944A1 (de) * 1983-08-02 1985-02-21 The Japan Steel Works, Ltd., Tokio/Tokyo Granulierwerkzeug fuer einen kunstharzextruder
CN2148662Y (zh) * 1992-12-04 1993-12-08 甘肃省刘家峡化肥厂 压片机模具
CN2288331Y (zh) * 1997-06-20 1998-08-19 上海电力学院 陶瓷、玻璃钢复合管道
JP3322527B2 (ja) * 1995-05-24 2002-09-09 株式会社日本リサイクルマネジメント ディスクタイプの造粒機におけるダイスの構造
CN1635294A (zh) * 2003-12-26 2005-07-06 山东中博先进材料股份有限公司 陶瓷、玻璃钢复合管及其制备方法
DE102004030397A1 (de) * 2004-06-23 2006-01-19 Hafner, Edzard, Prof. Dr.-Ing. Ringmatrize für eine Ringmatrizenpresse insbesondere zur Herstellung von Pellets bzw. Preßlingen aus granulierten Roh- und Reststoffen, Ringmatrizenpresse mit einer solchen Ringmatrize und Verschleißhülse für eine solche Ringmatrize
CN2765904Y (zh) * 2004-12-12 2006-03-22 范兴宽 陶瓷复合压辊
CN101117284A (zh) * 2007-07-13 2008-02-06 北京中材人工晶体有限公司 一种氧化铝陶瓷及其制备方法
CN201052672Y (zh) * 2007-05-28 2008-04-30 上海电力学院 生物质压缩燃料成型模具
CN101363560A (zh) * 2008-10-06 2009-02-11 山东华星环保集团有限公司 电厂烟气脱硫浆液输送用陶瓷复合管及其制造方法
CN101380826A (zh) * 2007-09-04 2009-03-11 赵培龙 生物质能原料压缩变形处理机
CN201559323U (zh) * 2009-11-21 2010-08-25 吴锦锦 设置有锥度模腔套的秸秆型煤成型机

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4378964A (en) * 1980-01-08 1983-04-05 Trw Inc. Internally insulated extrusion die
DE3420944A1 (de) * 1983-08-02 1985-02-21 The Japan Steel Works, Ltd., Tokio/Tokyo Granulierwerkzeug fuer einen kunstharzextruder
CN2148662Y (zh) * 1992-12-04 1993-12-08 甘肃省刘家峡化肥厂 压片机模具
JP3322527B2 (ja) * 1995-05-24 2002-09-09 株式会社日本リサイクルマネジメント ディスクタイプの造粒機におけるダイスの構造
CN2288331Y (zh) * 1997-06-20 1998-08-19 上海电力学院 陶瓷、玻璃钢复合管道
CN1635294A (zh) * 2003-12-26 2005-07-06 山东中博先进材料股份有限公司 陶瓷、玻璃钢复合管及其制备方法
DE102004030397A1 (de) * 2004-06-23 2006-01-19 Hafner, Edzard, Prof. Dr.-Ing. Ringmatrize für eine Ringmatrizenpresse insbesondere zur Herstellung von Pellets bzw. Preßlingen aus granulierten Roh- und Reststoffen, Ringmatrizenpresse mit einer solchen Ringmatrize und Verschleißhülse für eine solche Ringmatrize
CN2765904Y (zh) * 2004-12-12 2006-03-22 范兴宽 陶瓷复合压辊
CN201052672Y (zh) * 2007-05-28 2008-04-30 上海电力学院 生物质压缩燃料成型模具
CN101117284A (zh) * 2007-07-13 2008-02-06 北京中材人工晶体有限公司 一种氧化铝陶瓷及其制备方法
CN101380826A (zh) * 2007-09-04 2009-03-11 赵培龙 生物质能原料压缩变形处理机
CN101363560A (zh) * 2008-10-06 2009-02-11 山东华星环保集团有限公司 电厂烟气脱硫浆液输送用陶瓷复合管及其制造方法
CN201559323U (zh) * 2009-11-21 2010-08-25 吴锦锦 设置有锥度模腔套的秸秆型煤成型机

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《中国陶瓷》 20040430 谭伟等 "工艺条件对低温烧结90 氧化铝陶瓷显微结构及性能的影响" 13-17 1-10 第40卷, 第2期 *
尹衍升等: "《氧化铝陶瓷及其复合材料》", 31 July 2001, 化学工业出版社 *
詹武等: "《工程材料（工程材料及机械制造基础Ⅰ》", 31 October 1997, 机械工业出版社 *
谭伟等: ""工艺条件对低温烧结90 氧化铝陶瓷显微结构及性能的影响"", 《中国陶瓷》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103007823A (zh) * 2011-09-27 2013-04-03 钴碳化钨硬质合金公司 涂覆的造粒模具及涂覆方法
CN103007823B (zh) * 2011-09-27 2016-11-09 钴碳化钨硬质合金公司 涂覆的造粒模具及涂覆方法
CN102672998A (zh) * 2012-04-28 2012-09-19 河南农业大学 一种平模瓷管生物质成型机
CN103861524A (zh) * 2014-02-21 2014-06-18 曹县中达环保生物科技有限公司 一种生物质颗粒模具
CN103861524B (zh) * 2014-02-21 2016-08-31 曹县中达环保生物科技有限公司 一种生物质颗粒模具
CN104527125A (zh) * 2014-12-03 2015-04-22 哈尔滨工业大学 一种平模生物质成型机用金属陶瓷复合结构衬套及氧化铝陶瓷层生长方法
CN104527125B (zh) * 2014-12-03 2016-08-17 哈尔滨工业大学 一种金属陶瓷复合结构衬套的氧化铝陶瓷层生长方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102179954B (zh) 2015-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105127746B (zh) 轴承套圈的生产工艺
CN102000824A (zh) 一种发动机凸轮轴凸轮的制造方法
CN102179954A (zh) 一种用于生物质成型机的耐磨非金属成型筒及其制造工艺
CN102182874A (zh) 一种双金属机械复合耐磨钢管及其生产方法
CN102700191A (zh) Cvd金刚石增强聚晶金刚石复合片的制备方法
CN102059423A (zh) 一种具有自润滑功能金刚石工具的制作方法
CN104926347A (zh) 高速铁路动车组用受电弓滑板复合材料及其制备方法
CN101947713A (zh) 一种水泥辊压机辊面耐磨修复技术
CN108580877A (zh) 一种风电制动闸片及其增材制造方法
CN101571352B (zh) 蓖条压块销孔用密封装置
CN206356052U (zh) 一种复合挤压辊
CN202778756U (zh) 碳化硅陶瓷/金属预应力组合喷管
CN102029298B (zh) Al2O3/TiC陶瓷拉拔模具及其制造方法
CN201317787Y (zh) 高温物料输送螺旋
CN1544682A (zh) 装载机整体式耐磨铲刀刃的材料、热处理及焊接工艺
CN101396752A (zh) 合金钢齿轮齿圈过渡层的堆焊方法
CN101580889A (zh) 利用含铁、碳工业废弃物提高直接还原铁金属化率的方法
CN102719221B (zh) 一种鼓式制动片摩擦材料
CN207013038U (zh) 一种基体合金种植表面高耐磨层碳弧熔堆篦板体
CN202878787U (zh) 一种硬质合金与耐磨钢融合的复合件
CN206746681U (zh) 大型高耐磨多组圆盘辊生料转子
CN205631970U (zh) 一种新型结构的摩擦焊半轴
CN103639404A (zh) 一种大功率风电机组用制动闸片材料及其制备工艺
CN1055433C (zh) 焊接陶瓷复合导卫板
CN103921470A (zh) 一种环模秸秆成型机环模衬套及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C53 Correction of patent of invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zhang Bailiang

Inventor after: Xu Guizhuan

Inventor after: Zhao Xingtao

Inventor after: Yang Shiguan

Inventor after: Li Baoqian

Inventor after: Wang Wanzhang

Inventor before: Zhang Bailiang

Inventor before: Xu Guizhuan

Inventor before: Li Baoqian

Inventor before: Wang Wanzhang

Inventor before: Yang Shiguan

Inventor before: Zhao Xingtao

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: ZHANG BAILIANG XU GUIZHUAN LI BAOQIAN WANG WANZHANG YANG SHIGUAN ZHAO XINGTAO TO: ZHANG BAILIANG XU GUIZHUAN ZHAO XINGTAO YANG SHIGUAN LI BAOQIAN WANG WANZHANG

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150121

Termination date: 20160323

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee