一种粉煤无粘结剂成型方法及适用该方法的对辊成型机 【技术领域】
本发明涉及粉煤成型方法，特别涉及一种适合于低阶烟煤、中老年褐煤等弱粘煤和不粘煤的粉煤无粘结剂成型方法，而且本发明还涉及一种适用该方法的对辊成型机。
背景技术
煤炭是世界主要能源之一，在我国能源生产和消费中，煤炭居于主导地位。但与其它能源相比，煤炭直接燃烧利用会带来环境污染问题。因此，世界各国都在大力开发洁净煤技术。型煤作为一种洁净煤技术产品备受关注。目前主要的粉煤成型工艺包括粘结剂成型和无粘结剂成型两大类，一般采用冲压和辊压成型技术，相应的成型机有冲压成型机和对辊成型机两种型式。
在无粘结剂成型中，例如：公开号为CN1030933A的《褐煤无粘结剂成型》专利申请，将中老年褐煤原料用过热蒸汽加热脱水至10-25％，在模具中挤压成型；公开号为CN1109498A的《老年褐煤无粘结剂成型工艺及其成型机》专利申请，将老年褐煤在模具中连同模具一起加热至80-300℃用压力机加压成型，机械自动脱模；公开号为CN1456644A的《无粘结剂的洁净型煤冷压成型方法》专利申请，将无烟煤、焦粉煤、褐煤、矸石等混合碾压，在模具中用压力机冷压成型。
以上相关专利申请或是成型水分较高，或是需要加热到较高温度，或是需要多种原料配合，而且都是在单个模具上挤压成型，间歇操作。工艺相对复杂，无法实现大规模连续化工业生产。
另外，在粉煤成型工艺中，冲压成型技术主要用于年轻褐煤的无粘结剂成型，而辊压成型技术主要用于粉煤有粘结剂成型。冲压成型技术采用间歇方式操作，存在冲压模具磨损大、成型机单产低、功耗大等缺点，技术已被逐步淘汰。辊压成型技术，采用对辊成型机粉煤粘结剂成型，需要按一定比例，添加粘结剂，要将粘结剂和粉煤碾压混合均匀，初始型煤强度低，生型煤还需要进行烘干或固化等后处理。存在工艺系统复杂，添加有机粘结剂存在粘结剂来源不广、成本高，添加无机粘结剂存在型煤发热量降低等问题。
【发明内容】
为了解决上述问题，本发明提出一种粉煤无粘结剂成型方法，该方法包括：
第一步骤，通过筛分装置筛选出粒度≤6mm的粉煤，并且对该粉煤进行干燥脱水处理，控制水分含量为2-15％；
第二步骤，将第一步骤所得的粉煤通过喂料机强制压缩喂入到对辊成型机的对辊辊缝间；
第三步骤，对辊成型机运转，在至少一个辊的圆表面上布有凹坑的对辊连续旋转，通过所述凹坑压实成型出型煤。
优选地，本发明的粉煤无粘结剂成型方法还包括：将粒度＞6mm的粉煤通过碎煤装置粉碎后以供于所述第一步骤处理的步骤。
优选地，本发明的粉煤无粘结剂成型方法中，所述对辊成型机的对辊的成型线压力为5-12kN/mm。
优选地，本发明的粉煤无粘结剂成型方法中，在凹坑离开压力区后，凹坑内的型煤靠型煤的弹性膨胀自动脱模。
优选地，本发明的粉煤无粘结剂成型方法中，根据辊的圆表面上的凹坑的形状，型煤的形状为枕状、或水滴状、或半枕状、或半水滴状。
此外，相应于本发明的粉煤无粘结剂成型方法，本发明还提出了一种对辊成型机，其包括：机架，驱动装置，位于机架中且相互平行、并排设置的对辊，将动力传递给所述对辊的传动装置，以及强制将粉煤压缩喂入到对辊的辊缝间的喂料机；所述的对辊成型机适用上述的粉煤无粘结剂成型方法，通过对辊的旋转挤压来成型型煤，其中，对辊中的一个辊能够沿径向方向相对另一辊水平往复移动，一个辊的圆表面分布凹坑，另一个辊的圆表面为光滑表面，并且采用两套独立的传动装置分别驱动所述对辊的每一个辊。其中，所述的传动装置可以是减速器。
同时，相应于本发明的粉煤无粘结剂成型方法，本发明还提出了另一种对辊成型机，包括：机架，驱动装置，位于机架中且相互平行、并排设置的对辊，将动力传递给所述对辊的传动装置，以及强制将粉煤压缩喂入到对辊的辊缝间的喂料机；所述的对辊成型机适用上述的粉煤无粘结剂成型方法，通过对辊的旋转挤压来成型型煤，其中，对辊中的一个辊能够沿径向方向相对另一辊水平往复移动，所述对辊的每一个辊的圆表面都分布凹坑，并且两个辊的圆表面上的凹坑彼此对应，而且仅采用一个传动装置同步驱动所述对辊的每一个辊，使得成型机压制的型煤为整球状。优选地，在上述对辊成型机中，所述的传动装置为单输入双输出型减速器。
在上述两种对辊成型机中，还包括扭力支承装置，所述扭力支承装置与减速器固定连接，防止减速器输出扭矩时发生整体转动。
本发明地粉煤无粘结剂成型方法及适用该方法的对辊成型机具有以下优点：
实现了粉煤，特别是低阶烟煤、中老年褐煤等弱粘煤和不粘煤的型煤制造，满足了运输和工业应用要求；
不添加粘结剂，省去粘结剂准备、粘结剂与粉煤均匀混捏、生型煤干燥固化等工艺过程；
简化了原煤准备工艺，只需将粉煤水分控制到2-15％，对粉煤温度没有要求；
对辊的成型线压力为5-12kN/mm，强化了粉煤颗粒间自身的粘结力；
此外，本发明与公开号CN1109498A《老年褐煤无粘结剂成型工艺及其成型机》的技术方案相比，简化了原煤准备工艺，而且是在辊压成型机上实现了粉煤无粘结剂成型，可以实现连续化大规模生产。
另外，本发明的对辊成型机，在一个辊的圆表面分布凹坑、另一个辊的圆表面为光滑表面时，采用两套独立的传动装置分别驱动所述对辊的每一个辊，此时不用考虑传动系统同步的问题，使控制系统简化，具有成球强度高、减速器结构紧凑的特点；而在对辊的每一个辊的圆表面都分布凹坑、并且两个辊的圆表面上的凹坑彼此对应时，仅采用一个传动系统同步驱动两个辊比较有利，减速器结构为单输入双输出型，具有产量高的特点。
【附图说明】
图1为本发明的对辊成型机的侧面结构示意图；
图2为本发明的对辊成型机的沿图1的A-A线截得的截面结构示意图。
附图标记说明：
1：机架
2、3：对辊
4：喂料机
5：驱动装置
6：传动装置
7：扭力支承装置
【具体实施方式】
以下，结合图1、2，对本发明的具体实施方式进行具体说明。
本发明的粉煤无粘结剂成型方法，包括以下步骤：第一步骤，通过筛分装置筛选出粒度≤6mm的粉煤，并且对该粉煤进行干燥脱水处理，控制水分含量为2-15％；第二步骤，将第一步骤所得的粉煤通过喂料机4(优选螺旋喂料机)强制压缩喂入到对辊成型机的对辊2、3的辊缝间；第三步骤，对辊成型机运转，在至少一个辊的圆表面上布有凹坑的对辊连续旋转，通过所述凹坑压实成型出型煤。
在本发明的粉煤无粘结剂成型方法中，还可以包括：将粒度＞6mm的粉煤通过碎煤装置粉碎后以供于所述第一步骤处理的步骤。
而且，在辊压成型型煤时，可以通过例如液压系统对辊施加水平推力，使所述对辊成型机的对辊的成型线压力为5-12kN/mm。所谓的成型线压力是指沿辊宽每1mm长度上承载的压力。
在凹坑离开压力区后，即在凹坑旋转到辊的下半部时，凹坑内的型煤靠型煤的弹性膨胀自动脱模。
此外，根据辊的圆表面上的凹坑的形状，型煤的形状可以成为枕状、或水滴状、或半枕状、或半水滴状。
通过该粉煤无粘结剂成型方法，工艺参数可以调整，能实现连续工业化生产，可根据不同用途及要求压制出不同规格的型煤，并且形成的型煤密度达到物料真密度的85％以上。
另外，如图1和图2所示，提供一种对辊成型机，包括：机架1，驱动装置5，位于机架1中且相互平行、并排设置的对辊2、3，将动力传递给所述对辊2、3的传动装置6，以及强制将粉煤压缩喂入到对辊2、3的辊缝间的喂料机4。该对辊成型机适用于上述的粉煤无粘结剂成型方法，通过对辊2、3的旋转挤压来成型型煤。
其中，对辊中的一个辊能够沿径向方向相对另一辊水平往复移动。
本发明的一种对辊成型机具有如下构造，即一个辊的圆表面分布凹坑，另一个辊的圆表面为光滑表面。在该情况下，可以不必考虑两个辊的同步转动，采用两套独立的传动装置分别驱动每一个辊。其中，所述传动装置例如为行星减速器。行星减速器具有体积小、重量轻、且承载能力高、传递速比大、齿轮和轴承的寿命长特点。
本发明更优选的另一种对辊成型机具有如下构造，即对辊的每一个辊的圆表面都分布凹坑，并且两个辊的圆表面上的凹坑彼此对应。在该情况下，仅采用一个传动装置同步驱动所述对辊的每一个辊，使得成型机压制的型煤为整球状。其中，传动装置可以采用单输入双输出型减速器(可以是单输入双输出型的行星减速器)，从而可以保证同步驱动对辊。
如图1所示，上述的两种对辊成型机还都可以包括扭力支承装置7，所述扭力支承装置7与所述传动装置6固定连接，防止传动装置6输出扭矩时发生整体转动。
此外，本发明的对辊成型机中的机架1可以采用铰接式结构，两边可开启，主要由底座，立架，中间立架，上、下横梁等部分组成。铰接结构的机架满足高压成型的要求，具有刚性好、精度高、检修方便等特点。
所述的喂料机4可以是螺旋喂料机，其主要有物料仓、筒体、驱动电机、压缩螺旋、进出料口、料位装置、通气孔等组成。压缩螺旋采用高级耐磨材料，具有使用可靠、耐磨性好。运用螺旋输送过程的不同螺距，对物料按设定要求等比例螺旋过渡，使物料在定量输送过程中，同时实现定量压缩。因而本装置结构简单、操作方便、容易检修。
另外，本发明的粉煤无粘结剂成型方法及对辊成型机中，可以采用变频电动机，其具有调节对辊速度，控制对辊成型机生产能力，改善挤压效果等特点。
而且，为了满足高温成型工艺的要求和设备正常运转的需求，可以在本发明的对辊成型机的关键部位设置冷却循环装置，如主轴承的冷却、对辊的冷却、减速器的冷却等。