La pellettatrice è un dispositivo per la compressione di pellet di biomassa, combustibile e alimentazione a base di pellet, di cui il rullo di pressione è il componente principale e al contempo la parte più soggetta a usura. A causa del carico di lavoro elevato e delle difficili condizioni operative, anche con materiali di alta qualità, l'usura è inevitabile. Nel processo produttivo, il consumo dei rulli di pressione è elevato, pertanto il materiale e il processo di fabbricazione rivestono un'importanza particolare.
Analisi dei guasti del rullo di pressione della macchina per particelle
Il processo produttivo del rullo di pressione comprende: taglio, forgiatura, normalizzazione (ricottura), sgrossatura, tempra e rinvenimento, lavorazione di semi-precisione, tempra superficiale e lavorazione di precisione. Un team di esperti ha condotto una ricerca sperimentale sull'usura dei pellet di biomassa destinati alla produzione e alla lavorazione, fornendo una base teorica per la selezione razionale dei materiali dei rulli e dei processi di trattamento termico. Di seguito sono riportate le conclusioni e le raccomandazioni della ricerca:
Sulla superficie del rullo di pressione del granulatore sono presenti ammaccature e graffi. L'usura è anomala, causata da impurità dure come sabbia e limatura di ferro. L'usura superficiale media è di circa 3 mm, con una differenza tra i due lati. Il lato di alimentazione presenta un'usura più marcata, pari a 4,2 mm. Ciò è dovuto principalmente al fatto che, dopo l'alimentazione, l'omogeneizzatore non ha avuto il tempo di distribuire uniformemente il materiale, avviando immediatamente il processo di estrusione.
L'analisi microscopica dei guasti da usura mostra che, a causa dell'usura assiale sulla superficie del rullo di pressione causata dalle materie prime, la principale causa di guasto è la mancanza di materiale superficiale sul rullo di pressione. Le principali forme di usura sono l'usura adesiva e l'usura abrasiva, con morfologie quali fosse profonde, creste di aratro, solchi di aratro, ecc., che indicano che i silicati, le particelle di sabbia, la limatura di ferro, ecc. presenti nelle materie prime hanno causato una grave usura sulla superficie del rullo di pressione. A causa dell'azione del vapore acqueo e di altri fattori, sulla superficie del rullo di pressione compaiono strutture simili a fango, che provocano cricche da tensocorrosione.
Si raccomanda di aggiungere un processo di rimozione delle impurità prima della frantumazione delle materie prime per eliminare particelle di sabbia, limatura di ferro e altre impurità presenti, al fine di prevenire un'usura anomala dei rulli di pressione. Modificare la forma o la posizione di installazione del raschiatore per distribuire uniformemente il materiale nella camera di compressione, evitando una forza non uniforme sul rullo di pressione e un'usura eccessiva della sua superficie. Poiché i rulli di pressione si guastano principalmente a causa dell'usura superficiale, per migliorarne l'elevata durezza superficiale, la resistenza all'usura e alla corrosione, è necessario selezionare materiali resistenti all'usura e processi di trattamento termico adeguati.
Trattamento dei materiali e dei processi dei rulli di pressione
La composizione del materiale e il processo di produzione del rullo di pressione sono prerequisiti fondamentali per determinarne la resistenza all'usura. I materiali comunemente utilizzati per i rulli includono C50, 20CrMnTi e GCr15. Il processo di produzione si avvale di macchine utensili a controllo numerico (CNC) e la superficie del rullo può essere personalizzata con denti dritti, obliqui, fori di vario tipo, ecc., a seconda delle esigenze. Il trattamento termico di carburazione o tempra ad alta frequenza viene utilizzato per ridurre la deformazione del rullo. Dopo il trattamento termico, si procede a una lavorazione di precisione per garantire la concentricità dei cerchi interno ed esterno, prolungando così la durata del rullo.
L'importanza del trattamento termico per i rulli di pressione
Le prestazioni del rullo di pressione devono soddisfare i requisiti di elevata resistenza, elevata durezza (resistenza all'usura) ed elevata tenacità, nonché buona lavorabilità (inclusa una buona lucidatura) e resistenza alla corrosione. Il trattamento termico dei rulli di pressione è un processo importante volto a liberare il potenziale dei materiali e a migliorarne le prestazioni. Ha un impatto diretto sulla precisione di fabbricazione, sulla resistenza, sulla durata e sui costi di produzione.
A parità di materiale, i materiali sottoposti a trattamento termico di surriscaldamento presentano una resistenza, una durezza e una durata di gran lunga superiori rispetto ai materiali non sottoposti a tale trattamento. In caso di mancata tempra, la durata utile del rullo di pressione sarà notevolmente inferiore.
Se si desidera distinguere tra pezzi trattati termicamente e pezzi non trattati termicamente, sottoposti a lavorazione di precisione, è impossibile distinguerli unicamente in base alla durezza e al colore dell'ossidazione del trattamento termico. Se non si desidera effettuare tagli e prove, si può provare a distinguerli percependo il suono. La struttura metallografica e l'attrito interno dei pezzi fusi e di quelli temprati e rinvenuti sono diversi e possono essere distinti con una leggera percussione.
La durezza del trattamento termico è determinata da diversi fattori, tra cui il tipo di materiale, le dimensioni, il peso, la forma e la struttura del pezzo, nonché i successivi metodi di lavorazione. Ad esempio, quando si utilizza filo per molle per realizzare pezzi di grandi dimensioni, a causa dello spessore effettivo del pezzo, il manuale indica che la durezza del trattamento termico può raggiungere i 58-60 HRC, un valore irraggiungibile con i pezzi reali. Inoltre, indicatori di durezza non realistici, come una durezza eccessivamente elevata, possono causare una perdita di tenacità del pezzo e provocare crepe durante l'utilizzo.
Il trattamento termico non deve solo garantire un valore di durezza adeguato, ma anche prestare attenzione alla selezione e al controllo del processo. La tempra e il rinvenimento a temperature elevate possono raggiungere la durezza desiderata; analogamente, un riscaldamento insufficiente durante la tempra, regolando la temperatura di rinvenimento, può anch'esso consentire di ottenere l'intervallo di durezza richiesto.
Il rullo di pressione Baoke è realizzato in acciaio C50 di alta qualità, garantendo fin dall'inizio durezza e resistenza all'usura. Grazie alla raffinata tecnologia di tempra ad alta temperatura, la sua durata è notevolmente prolungata.
Data di pubblicazione: 17 giugno 2024