La granulation de la biomasse (paille, copeaux de bois, écorce de riz, etc.) est un élément clé de l'utilisation de nouvelles énergies, et l'usure élevée est le problème le plus important rencontré par les couteaux granulateurs dans ce domaine.La paille contient de la silice, les copeaux de bois sont souvent mélangés avec des particules de sable, et couplés avec les caractéristiques de haute fibre des matériaux, les couteaux granulateurs ordinaires subiront rapidement l'émoussement des bords, la déchiquetage,et autres questionsEn raison de sa dureté extrêmement élevée (HRA≥90) et de sa résistance à l'usure, le carbure de tungstène est devenu le matériau préféré pour les couteaux granulateurs à base de biomasse.mais une mauvaise sélection conduira toujours à une "durabilité insuffisante". axé sur deux matériaux de biomasse traditionnels, la paille et les copeaux de bois, cet article utilise un langage simple et des tableaux clairs pour décomposer les principaux points de sélection à partir de l'analyse des causes d'usure élevée,paramètres de sélection du couteau granulateur au carbure de tungstène, et des solutions ciblées, aidant les professionnels de l'industrie à correspondre avec précision aux besoins et à gérer efficacement les conditions de travail à forte usure.
1Tout d'abord, comprendre les causes de l'usure élevée des copeaux de paille et de bois (base de sélection)
Les caractéristiques d'usure élevée des matériaux à base de biomasse ne sont pas causées par un facteur unique, mais par l'effet combiné des propriétés du matériau, des impuretés, de la structure et d'autres aspects.Ce n'est qu'en clarifiant les causes profondes que nous pourrons sélectionner les couteaux de manière ciblée.:
1.1 Facteurs d'usure essentiels (présentés clairement dans la liste)
- Abrasion par particules de silice et de sable: La paille (en particulier la paille de maïs et de blé) contient 2 à 5% de silice et les copeaux de bois sont souvent mélangés à des particules de sable du sol.La silice et les particules de sable ont une dureté proche du quartz (dureté Mohs 7), qui broie continuellement le tranchant du couteau du granulateur, ce qui entraîne un émoussement rapide;
- Usure résistante aux fibres: La teneur en fibres de la paille et des copeaux de bois est aussi élevée que 60-80%.La chaleur générée par le frottement des fibres provoquera une adhérence du matériau., ce qui aggrave encore l'environnement d'usure;
- Impact des fluctuations de l'humidité des matériaux: l'humidité de la biomasse (10 à 30%) varie considérablement: une humidité élevée provoque l'adhérence des matériaux et le blocage de la machine, tandis qu'une faible humidité rend les matériaux secs et lâches avec une plus forte abrasivité,nécessitant une plus grande adaptabilité des couteaux granulateurs;
- Endommagement des points d'impact: les copeaux de bois peuvent contenir des branches et des nœuds, et la paille peut avoir des tiges de feuilles fanées et d'autres taches dures.conduisant à la micro-puce, ce qui réduira la durée de vie du couteau au fil du temps.
1.2 Paille par rapport aux copeaux de bois: différences dans les caractéristiques d'usure (distinction précise pour une sélection ciblée)
| Type de matériau |
Caractéristiques principales de l'usure |
D'autres difficultés |
Exigences particulières relatives aux couteaux granulateurs |
| Paille (paille de maïs ou de blé ou de riz) |
Haute teneur en silice (3-5%), forte abrasivité, fibres longues et résistantes |
Facile à envelopper, sensible à l'humidité (prévisible à l'adhérence à haute humidité) |
Résistance à l'usure élevée, anti-enroulement, bord résistant aux chocs |
| Les déchets de bois (bois dur/bois moelleux/fragments de branches) |
Haute teneur en impuretés de particules de sable (1-3%), présence de nœuds et de taches durs, abrasion uniforme mais de longue durée |
Les impacts fréquents sur les points durs, la densité inégale des matériaux |
Haute dureté, résistance aux chocs, bord résistant à l'usure et aux copeaux |
2. Paramètres de sélection de base des couteaux granulateurs de carbure de tungstène (clé pour gérer l'usure élevée)
Pour les caractéristiques d'usure élevée de la biomasse, la sélection des couteaux granulateurs au carbure de tungstène devrait se concentrer sur trois dimensions principales: "formule du matériau, structure des bords,et la conception de la carrosserie du couteau", chacun avec des normes d'adaptation claires:
2.1 Formule du matériau: équilibre dureté et ténacité, combinaison de résistance à l'usure et de résistance aux chocs
La formule de matériau du carbure de tungstène (contenu de cobalt, taille du grain) détermine directement la résistance à l'usure et la résistance aux chocs, ce qui est la base de la manipulation d'usure élevée:
| Paramètre de sélection |
Configuration recommandée (spécifique à la biomasse) |
Fonction de base |
Configuration non recommandée |
| Contenu en cobalt |
8 à 12% (notes correspondantes: YG8/YG10/YG12) |
Une teneur en cobalt trop faible (≤6%) entraîne une ténacité insuffisante et une déchiquetage facile; une teneur trop élevée (≥15%) réduit la dureté et la résistance à l'usure; 8-12% équilibre la résistance à l'usure et la résistance aux chocs |
YG6 (faible teneur en cobalt, facile à déchiqueter), YG15 (haut teneur en cobalt, résistance à l'usure insuffisante) |
| Taille du grain |
Grain de taille moyenne grossière (3-8 μm) |
Les grains fins (≤ 2 μm) ont une faible résistance aux chocs et sont sujettes à des éclaboussures en raison des chocs sur les points durs; les grains de grosseur moyenne améliorent la résistance à l'usure des bords et la résistance aux chocs,adaptation aux effets des impuretés de la biomasse |
Grain ultrafin (≤ 1 μm, résistance insuffisante aux chocs) |
| Densité de matière |
≥ 14,5 g/cm3 |
La haute densité réduit les pores internes du carbure de tungstène, évitant l'usure locale causée par l'incorporation de particules de sable et améliorant la stabilité globale de l'usure |
≤ 14,0 g/cm3 (plusieurs pores, sujette à l'usure) |
2.2 Structure des bords: résistance à l'usure, anti-enroulement et réduction des chocs
Le bord est la partie en contact direct avec les matériaux et sa conception structurelle doit spécifiquement traiter les problèmes d'abrasion et d'enroulement de la biomasse:
- Angle du bord: 35-45° (35-40° pour la paille, 40-45° pour les copeaux de bois).
- Forme du bord: bords serrés (3 à 5 mm d'envergure des dents) + micro-champon (0,3 à 0,5 mm). Le bords serrés peuvent couper rapidement les fibres pour éviter les enroulements, et le micro-champon disperse les contraintes pour améliorer la résistance aux chocs;
- Traitement de surfaceLe polissage réduit l'adhérence du matériau et le traitement par nitridation augmente la dureté de surface du bord (HRA≥92) pour améliorer la résistance à l'usure.
2.3 Conception de la carrosserie du couteau: renforcement de la structure pour l'adapter à des conditions de travail à forte charge
La structure du corps du couteau doit fournir un support suffisant pour le bord et s'adapter aux caractéristiques de fonctionnement des granulateurs à biomasse:
- Épaisseur du corps du couteau: ≥12 mm (granulation de paille) / ≥14 mm (granulation de copeaux de bois). Un corps de couteau épaissi améliore la rigidité globale, évitant ainsi la déformation du corps du couteau lors de la coupe à haute charge;
- Méthode de fixation de la pointe: pointe intégrée (soudure + serrage mécanique). La granulation de la biomasse présente des charges d'impact élevées; la conception intégrée est plus résistante aux chocs que le type intégré,et la pointe peut être remplacée individuellement après usure, réduire les coûts de maintenance;
- Conception de l'élimination des copeaux et de la dissipation de chaleur: Le corps du couteau est équipé de rainures de décapage (largeur 5-8 mm) et les couteaux granulateurs à paille sont en outre équipés de rainures de dissipation de chaleur.Les rainures permettent de décharger rapidement les débris de fibres, et les rainures de dissipation de chaleur réduisent la production de chaleur par friction pour minimiser l'adhérence du matériau.
3Paille contre copeaux de bois: systèmes de sélection ciblés (application directe, guide pour éviter les pièges)
Combinés à l'analyse ci-dessus, des schémas de sélection exclusifs pour les deux types de matériaux sont triés, couvrant les paramètres de base, les scénarios applicables et les effets attendus pour référence directe:
| Dimension de sélection |
Régime exclusif pour la granulation de paille |
Régime exclusif pour la granulation de copeaux de bois |
| Grade de carbure de tungstène |
YG8/YG10 (contenu de cobalt de 8 à 10%) |
YG10/YG12 (contenu de cobalt de 10 à 12%) |
| Taille du grain |
Grain moyen (3 à 5 μm) |
Grain de taille moyenne grossière (5-8 μm) |
| Structure du bord |
Marge dentelée (3 à 4 mm d'écart entre les dents) + micro-chambre de 0,3 mm + polissage du miroir |
Rameau dentelé (intervalle entre les dents 4-5 mm) + micro-chambre de 0,5 mm + traitement par nitridation |
| Structure du corps du couteau |
Épaisseur 12-14 mm + rainures pour éliminer les copeaux + rainures pour dissiper la chaleur |
Épaisseur 14-16 mm + rainures larges pour éliminer les copeaux + dossier renforcé du couteau |
| Méthode de fixation de la pointe |
Soudage + serrage mécanique (double fixation) |
Tête intégrée (soudure sous vide) |
| Type de granulateur adapté |
Granulateur à matrices plates (faible vitesse, couple élevé) |
Granulateur à matrices en anneau ou à matrices plates (moyen à haut régime) |
| Les principaux scénarios d'adaptation |
Matériaux à longue fibre tels que la paille de maïs ou de blé et la paille de riz (humidité 15-25%) |
Déchets de bois dur ou de bois tendre, fragments de branches (contenu d'impuretés ≤ 3%) |
| Durée de service prévue |
600 à 900 heures (conditions de travail conventionnelles) |
500-800 heures (conditions de travail conventionnelles) |
| Points clés d'optimisation |
Anti-enroulement, dissipation de chaleur, résistance à l'abrasion par la silice |
Résistance aux chocs des points durs, abrasion par les particules de sable, rigidité accrue du corps du couteau |
Note complémentaire:
- Ajustement pour les scénarios d'impureté élevée: si la teneur en silice de la paille est supérieure à 5% ou si la teneur en particules de sable des copeaux de bois est supérieure à 3%, mise à niveau vers la qualité YG12 (haute teneur en cobalt,résistance à l'usure élevée) et épaissir le bord à 2.5 mm pour améliorer davantage la résistance à l'usure;
- Ajustement pour les scénarios à forte humidité: lorsque l'humidité dépasse 25%, des couteaux granulateurs à paille peuvent être ajoutés avec un revêtement antiadhérence en PTFE pour réduire l'usure supplémentaire causée par l'adhérence du matériau;
- Adaptation pour les scénarios de faible production: pour une production quotidienne de moins de 5 tonnes, des carrosseries de couteaux d'épaisseur conventionnelle (10-12 mm) peuvent être sélectionnées afin de réduire les coûts d'approvisionnement tout en assurant une durabilité de base.
4. Guide pour éviter les pièges de sélection: ces mauvaises pratiques exacerberont l'usure
4.1 Erreurs courantes de sélection (énumérées clairement pour éviter les pièges)
- Erreur n° 1: recherche aveugle d'une dureté élevée et sélection de matières à faible teneur en cobalt (par exemple, YG6) → Dureté insuffisante, susceptible de déchiqueter les bords des tiges de paille et des nœuds de copeaux de bois;
- Erreur n° 2: angle de bord trop faible (≤ 30°) → bord pointu mais insuffisamment résistant, sujet au laminage et à la déchiquetage des bords après un broyage prolongé;
- Erreur 3: Sélection des couteaux granulateurs à carbure de tungstène intégrés → La granulation de la biomasse a un impact élevé et le type intégré a une faible résistance aux chocs, sujette aux fractures du corps du couteau;
- Erreur 4: négligence du traitement de surface → Les couteaux sans traitement de polissage/nitridation présentent une forte adhérence du matériau, ce qui aggrave l'usure et le blocage.
4.2 Notes d'installation et d'entretien (clé pour prolonger la durée de vie)
- L'écart d'installation: contrôler l'écart entre le couteau granulateur et le couteau fixe à 0,2-0,4 mm. Des écarts trop importants provoquent une tension excessive des fibres,tandis que les trous trop petits augmentent l'usure par friction;
- Maintenance quotidienne: nettoyer les fibres résiduelles et les impuretés sur le bord après le fonctionnement quotidien, vérifier l'usure du bord chaque semaine,et effectuer un broyage de précision (en maintenant l'angle d'origine) en cas de léger émoussement;
- Pré-traitement du matériau: écraser la paille jusqu'à ≤ 5 mm avant la granulation pour enlever les tiges dures; écraser les copeaux de bois pour enlever les grandes particules de sable avant la granulation, réduisant ainsi l'abrasion des impuretés.
5. Cas d'application typiques (référence intuitive pour vérifier les effets de sélection)
| Scénario d'application |
Type de matériau |
Conditions de travail (humidité/impureté) |
Système de sélection |
Effets de l'utilisation |
| Granulation du combustible de biomasse de paille de maïs |
Faucille de maïs |
Humectation 20%, teneur en silice 4% |
Grade YG8, grain moyen, bord dentelé + rainures de dissipation de chaleur |
Durée de vie 850 heures, sans éclaboussure, réduction de 60% de la fréquence de blocage |
| Traitement des granulés de copeaux de bois |
Des copeaux de bois de chêne |
Humidité 15% et teneur en particules de sable de 2% |
Grade YG12, grain de grain moyen grossier, couteau renforcé |
Durée de vie 720 heures, émoussure uniforme des bords, aucune fracture |
| Les résultats de l'analyse de l'efficacité de l'utilisation de la biomassage sont publiés dans le rapport annuel annuel annuel de la Commission. |
Paille de blé + copeaux de bois de pin |
Humidité 18%, teneur en impuretés 3% |
Grade YG10, grain moyen, rainures larges pour éliminer les copeaux |
Durée de vie 680 heures, adapté aux caractéristiques des matériaux mixtes, usure uniforme |
Conclusion: Le noyau de la sélection du couteau de granulateur de biomasse: équilibre "résistance à l'usure + résistance aux chocs + anti-enroulement"
Pour gérer les conditions de travail à forte usure des copeaux de paille et de bois, la sélection des couteaux granulateurs au carbure de tungstène ne nécessite pas de calculs complexes."la formule du matériau équilibre dureté et ténacitéLa structure du bord résiste à l'usure et à l'enroulement, et la conception du corps du couteau renforce le support.tandis que la granulation de copeaux de bois met l'accent sur la résistance aux chocs de points durs et à l'abrasion par les particules de sable.
En tant que praticien de l'industrie du carbure de tungstène, nous pouvons fournir des solutions de couteaux de granulateur sur mesure basées sur les caractéristiques de différents matériaux de biomasseconception de la structure de bord au renforcement du corps du couteauSi vous avez besoin de conseils de sélection précis basés sur des matériaux spécifiques (p. ex. paille spéciale, copeaux de bois à haute impureté), les paramètres du granulateur,ou les exigences de sortie, veuillez nous contacter pour nous aider à améliorer l'efficacité de la granulation de la biomasse et à réduire les coûts de remplacement du couteau!
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