顆粒機(jī)環(huán)模的結(jié)構(gòu)形式不同，組成環(huán)模的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)成型顆粒燃料產(chǎn)品質(zhì)量的影響也不相同。不同類別的生物質(zhì)原料．應(yīng)當(dāng)配備不同結(jié)構(gòu)的環(huán)模。
    整體式環(huán)模。整體式環(huán)模的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有：環(huán)模直徑、環(huán)模厚度、環(huán)模有效寬度、模孔形狀、模孔直徑、模孔有效深度、模孔間壁厚以及環(huán)模的壓縮比、粗箍度等。
    環(huán)模模孔的長(zhǎng)度與模孔直徑的比值習(xí)慣上稱為環(huán)模的壓縮比它是反映燃料顆粒擠壓強(qiáng)度的一個(gè)重要指標(biāo)。壓縮比越大，擠出的燃料密度越大，對(duì)于成型秸稈類生物質(zhì)壓縮比一般為6～10左右。     模孔的粗糙度不僅影響能耗，還直接影響成型效果。對(duì)于厚度很小的環(huán)（平）模，或直徑較大的模孔有一些粗糙度有利于成型，但粗糙度過大，顆粒擠出的阻力越大，出料就越困難，過大的粗糙度也影響顆粒表面的質(zhì)量，一般制造加工后，將模孔拋光一下即可。
    環(huán)模模孔開孔率越高，則出料越多，有利于提高生產(chǎn)率，但模孔間壁厚度變小，環(huán)模強(qiáng)度減小，容易開裂，所以要選擇合適的壁厚來(lái)保證環(huán)模的強(qiáng)度和開孔率。一般來(lái)說(shuō)，模孔直徑越大，環(huán)模的開孔率越高；開孔率越高，出料越通暢，但環(huán)模強(qiáng)度也降低了。成型擠壓力大的原料，環(huán)模的開孔率適當(dāng)小一些，保證環(huán)模的強(qiáng)度，防止環(huán)模開裂。
    環(huán)模的厚度直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，環(huán)模的工作面積與設(shè)計(jì)功率成正比，功率一定對(duì)，環(huán)模應(yīng)有對(duì)應(yīng)的有效寬度，一般環(huán)模的有效寬度為10～14cm，分體模塊式環(huán)模大一些，顆粒環(huán)模小一些。環(huán)模厚度是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，其影響因素很多，要根據(jù)不同原料種類經(jīng)過認(rèn)真工程試驗(yàn)再定型。環(huán)模成型腔和壓輥是環(huán)模成型顆粒機(jī)的核心部件，其中的成型腔設(shè)計(jì)和加工又是關(guān)鍵技術(shù)，因此要對(duì)設(shè)備應(yīng)用的范圍、對(duì)象等作詳細(xì)分析，不可一概而論，不可能有萬(wàn)能成型顆粒機(jī)，要做多因素分析。
    整體式環(huán)模磨損后需要整體更換，不僅增加維修成本，還會(huì)嚴(yán)重影響企業(yè)正常生產(chǎn)。因此環(huán)模材料的選用顯得尤為重要。目前，我國(guó)整體式顆粒環(huán)模成型顆粒機(jī)多數(shù)是沿用顆粒飼料成型顆粒機(jī)的設(shè)計(jì)，選用4Cr13不銹鋼和42CrM04合金結(jié)構(gòu)鋼作為環(huán)模的材料。4Cr13不銹鋼的剛度和韌性都較好，采用整體淬火熱處理后，其硬度大于HRC50，并具有良好的耐磨性和耐腐蝕性，使用壽命較長(zhǎng)。42CrM04合金結(jié)構(gòu)鋼的機(jī)械強(qiáng)度高，淬透性高，韌性好，淬火時(shí)變形小，高溫時(shí)有較高的蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度。
    用秸稈類原料生產(chǎn)顆粒成型顆粒燃料是不合算的，粉碎能耗高，磨損快。秸稈原料含有較高的堿性氧化物，成型孔磨損很快，在硬度小于HRC60的條件下，維修周期在300 h左右，可擴(kuò)孔維修1或2次，但成型率降低。二次維修周期更短，因此秸稈顆粒是不適宜用整體環(huán)模技術(shù)的。
    套筒式環(huán)模。套筒式環(huán)模由母環(huán)和套筒組成，套筒安裝在母環(huán)上。套筒的模孔可按成型理論單獨(dú)設(shè)計(jì)加工。模孔的結(jié)構(gòu)應(yīng)具有預(yù)壓成型段、成型段和保型段，各段尺寸應(yīng)設(shè)計(jì)合理。套筒與環(huán)模可通過螺紋或嵌入的方式套裝。由于采用了套筒模孔，套筒模孔磨損后可實(shí)現(xiàn)快速更換，從降低設(shè)備加工成本和節(jié)約維修成本方面分析，套筒式環(huán)模優(yōu)于分體模塊式環(huán)模。
    套筒式環(huán)模要注重三個(gè)方面技術(shù)的應(yīng)用，一是母環(huán)的設(shè)計(jì)與加工，原則上母環(huán)的整體是不更換的，因此它的強(qiáng)度和成型套筒座的尺寸精度要保證，為降低成本可用鑄造技術(shù)生產(chǎn)。二是套筒的設(shè)計(jì)，內(nèi)孔要有保證燃料質(zhì)量的成型角和保型段長(zhǎng)度，外部尺寸要滿足母環(huán)要求。材料可以是非金屬材料，也可以是耐磨鑄鐵材料。三是要更換方便，便于用戶操作。
    套筒環(huán)（平）模在成型顆粒燃料發(fā)展中具有方向性，需要重點(diǎn)解決的是盤面的磨損維修與套筒更換的一致性。
    分體模塊式環(huán)模。分體模塊是環(huán)模的核心部件。模塊入口部位的結(jié)構(gòu)是生物質(zhì)壓縮成型的關(guān)鍵技術(shù)之一，其結(jié)構(gòu)尺寸、加工質(zhì)量和精度直接影響環(huán)模的使用壽命，以及成型顆粒機(jī)生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量，對(duì)用戶的使用成本也有很大影響。根據(jù)生物質(zhì)成型理論可將模塊組合后的成型腔分為三個(gè)階段：預(yù)壓階段、成型階段和保型階段。
    成型腔中的生物質(zhì)原料進(jìn)入模輥間隙到壓縮終了稱為預(yù)壓階段，分體模塊模孔的人孔坡口，模輥間隙、料層厚度、壓輥轉(zhuǎn)速等參數(shù)影響預(yù)壓效果。模輥間隙大、料層厚、壓輥轉(zhuǎn)速高，預(yù)壓效果變差，磨損加快、耗能增加。從模孔坡口下端到保型段開始為成型階段，模孔這一部分的結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成內(nèi)錐形，成型角一般為10～30。這一段是保證原料產(chǎn)生塑性變形所需的擠壓力和成型密度的關(guān)鍵階段，原料對(duì)模孔的磨損最為嚴(yán)重，對(duì)模塊熱處理性能特別是耐磨性要求較高，成型角磨損變化后，成型率就會(huì)降低，分體模塊就要更換。實(shí)踐證明，更換是成批的，不可能是個(gè)別的；成型段過后，密實(shí)原料進(jìn)入保型段，這一段的直徑略大于成型段出口尺寸，作用是消除在成型段產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，使成型顆粒燃料達(dá)到松弛密度的工藝要求，成為最后產(chǎn)品。
    由上述分析可以看出，分體模塊的模孔具有成型和保型的功能，模孔的長(zhǎng)度即分體模塊的厚度也應(yīng)保證成型和保型功能的實(shí)現(xiàn)。成型和保型段的長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)不同種類原料的特性、模孔形狀、成型塊截面面積及要求的成型密度來(lái)確定。目前市場(chǎng)上的分體模塊式成型顆粒機(jī)大都將模塊厚度設(shè)計(jì)得比較小，保型段的長(zhǎng)度不夠長(zhǎng)，使得成型效果不好、成型質(zhì)量不高。加工30～50 mm的棒（塊）狀成型顆粒燃料，分體模塊模孔的長(zhǎng)度不得小于10cm，與燃料斷面尺寸的比一般為1：(6～8)，可根據(jù)不同條件變化。
    模塊失效的形式主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是模孔人口處產(chǎn)生的嚴(yán)重磨損和應(yīng)力集中導(dǎo)致開裂而報(bào)廢，如圖6.7所示；二是保型段過度磨損而報(bào)廢。模塊的使用壽命不僅僅與選用的材料、加工工藝有關(guān)，還與生物質(zhì)原料類型、燃料成型工藝參數(shù)、操作方法有密切關(guān)系，即使相同的模塊材料和相同的加工工藝，當(dāng)上述條件不同時(shí)，模塊的使用壽命也相差很大，尤其縣檬孔人口處的磨損和開裂更為突出。
    分體模塊的材料可根據(jù)成型的生物質(zhì)原料種類、物理特性來(lái)選用。一般加工棒狀或塊狀成型顆粒燃料可選用35號(hào)或45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，以及20Cr、40Cr、40CrMnMo等合金結(jié)構(gòu)鋼，重要的是上述材料的熱處理工藝和磨損后的修補(bǔ)方法。
    由于分體模塊式環(huán)模磨損后是群體換修，因此工作量和成本都比較高，其難度不比整體式維修小，對(duì)燃料生產(chǎn)單位來(lái)說(shuō)，操作難度高，這是工程化階段出現(xiàn)的新問題。因此要進(jìn)行技術(shù)集成再創(chuàng)新，目前本書參編單位采用的金屬噴涂工藝取得較好效果，但受條件限制也不能到設(shè)備使用單位進(jìn)行維修。
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