秸秆类生物质压块是以农作物秸秆为原料经粉碎、调湿、压力成型为规则几何形状的生物质固体能源产品。与普通薪柴燃料相比，它具有密度高、形状和性质均一、燃烧性能好、热值高、便于运输和装卸等特点。本文研究对象为应用广泛的环模式压块成型机，这种成型设备的特点是无需外部热源，仅通过生产过程中自身产热即可使原料中的木质素软化、粘结成型，从而降低整体成型能耗。
秸秆类生物质压块棱角撕裂倒钝是指压块成品在出模过程中棱角边缘被撕裂，横截面直角处的原料剥落后形成粗糙的圆角裂痕。模孔棱角处淤塞的原料会增加压块设备运行阻力，严重时会影响产品正常出模。因此，压块棱角撕裂倒钝现象对压块成品质量以及压块成型设备本身均有影响，但在国内外文献中尚未见到相关研究的报道。本文将针对此现象的形成机理进行数值模拟分析，并通过试验对比研究，从原料特性和设备结构方面人手提出改进措施，为压块成型工艺及成型设备的改进提供技术依据。
1、秸秆压块机模压原理与棱角撕裂倒钝现象的影响
环模式压块设备（如图1）的主要工作部件为环模和压辊。其工作过程如下：秸秆原料经过预处理工序，由螺旋进料设备输送至成型部件处；压辊同时围绕自身中心0’及环模中心0做旋转运动，运动方向见图1；A区的原料在压辊一环模相对运动摩擦力、压辊径向压力的共同作用下沿楔向进入模孔中，从而形成压块成品，30码期期必中生产销售环模式秸秆颗粒机、秸秆压块机等生物质成型机械设备。
压辊上的作用力欲将秸秆原料压入环模模孔内，应满足关系式：
因此，压辊对物料的包角应满足使压辊产生相对滚动而不滑动的条件。
棱角撕裂倒钝现象对压块质量以及压块设备的影响：
1)淤塞在模孔棱角处的原料增大了压块与模孔内壁间的摩擦力，压块出模过程中克服摩擦所消耗的能量增多，从而导致设备整体能耗增加；同时模孔工作应力提高，易加剧应力集中引起的短期疲劳，模具产生裂纹、剥落；
2)增大的压块出模阻力导致超负荷运转，增大传动部件的输出扭矩，致使传动部件与环模、压辊等零部件的磨损加剧、工作寿命缩短；
3)破损毛糙的外形影响压块成品外观质量，同时周边碳化壳被破坏会降低成品抗跌碎性、抗变形性等耐久性指标，而耐久性是评价压块品质的重要性能指标；
4)在后续原料压入力不变的情况下，摩擦阻力的增大延长了压块在模孔内滞留时间，导致压块致密程度提高。当压块密度超出一定范围后，其点火性能减弱，燃烧过程中内部挥发分溢出阻力加大，燃烧速度降低，易造成“烧不透”的现象。
2、试验方案
2.1试验内容
为使试验数据更具对比性，试验过程中选取的环模式生物质压块成型设备除模孔截面形状不同外，其余结构参数完全相同，其结构组成示意图见图2；试验所需原料种类、粒度、含水率亦完全相同。试验以收获2月后的玉米秸秆为原料，将其含水率调节至20%，粉碎粒度80mm，原料含水率采用快速含水率测定仪测量，原料粉碎粒度通过调节铡草机铡切长度得到。
在图2中，符合试验条件的原料由上料输送机经由螺旋进料器输送至成型部件处被压制成压块成品；螺旋进料器与主成型部件由电机驱动，二者通过同一根主轴连接，主轴转速通过减速机调节至合理生产转速(120r/min)。本试验在相同测试条件下对比未经过棱角倒圆处理的成型模孔（孔型工）与经倒圆处理的模孔（孔型Ⅱ）压块成型的难易程度，以判定不同孔型对秸秆压块出模阻力的影响。孔型I与孔型Ⅱ的横截面尺寸见对比图3。
2.2试验结果
试验过程中温度由手持式红外测温仪测定，孔型I环模的外壁温度为91.OqC，孔型Ⅱ环模的外壁温度为104.3℃，测试环境温度29℃。试验中不同孔型压块成型设备的产量．能耗关系见图4。图中孑L型I的吨产能耗在a点之后异常增大，此时出模的压块成品中出现较明显的棱角撕裂倒钝现象，图5为此阶段出模的压块成品与正常出模的成品外形对比图。正常出模的秸秆压块周边光滑、4个棱角边线清晰分明；产生棱角撕裂倒钝现象后的秸秆压块无明显棱角且表面毛糙不光滑，甚至导致压块的横截面呈圆形。
在整个试验过程中，孔型I的能耗曲线均在孔型Ⅱ的之上，说明孔型I的压块在出模过程中克服的阻力大于孔型Ⅱ，增大的摩擦力同时造成环模温度升高。可见经倒圆角处理后的模孔与压块之间在棱角处的相互作用力明显下降，设备能耗也大幅降低。而孔型I在a点发生棱角撕裂倒钝现象后能耗突增的现象，进一步说明出模阻力是影响压块成型设备吨产能耗的最主要因素。
