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【干貨】連續(xù)和批量模式下的干磨工藝

美國UP青島工廠--青島聯(lián)瑞 2020-04-30 | 閱讀：5870

關(guān)于我們：

美國UnionProcess，作為攪拌研磨機(jī)的發(fā)明人，已有75年超細(xì)研磨、分散、混料和自動化產(chǎn)線的設(shè)備經(jīng)驗(yàn)，可提供真空、惰性氣體保護(hù)、低溫液氮、防爆等特殊工況研磨，在電子陶瓷、硬質(zhì)合金、納米材料、片狀金屬粉、磁性材料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。世界公認(rèn)研磨分散微米、亞微米、納米級粒度十分有效的設(shè)備。

美國UP于2005年10月進(jìn)入了中國青島成立了外資企業(yè)：青島聯(lián)瑞精密機(jī)械有限公司，是一家專業(yè)研究、開發(fā)與生產(chǎn)高品質(zhì)“臥式砂磨機(jī)&立式攪拌磨”和為其提供整體解決方案的全國高新技術(shù)企業(yè)。

青島聯(lián)瑞擁有完備的研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，與您共享75年的美國UP實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可根據(jù)客戶要求進(jìn)行精確的測試，使產(chǎn)品達(dá)到符合預(yù)想的研磨效率。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證成功后，實(shí)驗(yàn)設(shè)備可等比例放大至生產(chǎn)型設(shè)備，不變工藝更穩(wěn)定。青島聯(lián)瑞精密機(jī)械有限公司(美國UP青島工廠)是您正確的選擇。

摘要

介紹了什么是批量式或連續(xù)式干法研磨機(jī)，如何使用干法研磨機(jī)，以及干法研磨的優(yōu)勢。干法研磨的原理是通過磨介的運(yùn)動膨脹實(shí)現(xiàn)，這種情況被稱為運(yùn)動孔隙度。干燥的粉體承受各種力，例如沖擊，碾壓和剪切。因此微米級粉末很容易實(shí)現(xiàn)。此外，這些力的綜合作用會產(chǎn)生比其他沖擊型磨更多的球形粉體。

攪拌磨應(yīng)用非常廣泛，由于其許多參數(shù)可以改變。比如磨介的類型、大小和數(shù)量等;不同的研磨轉(zhuǎn)速;可變的加料量和進(jìn)料速度等。除了減小粒徑，也可對不同物料進(jìn)行有效的混料、分散。將物料或溶劑加入研磨缸在研磨過程中使之均勻分散或涂覆在干燥的固體顆粒上。

干法研磨的優(yōu)勢

經(jīng)濟(jì)成本低：

研磨機(jī)節(jié)能高效，操作簡便，維護(hù)少

多功能性：

Attritor的設(shè)計(jì)允許大量修改調(diào)整變量以適應(yīng)不斷變化的規(guī)格并滿足最終要求產(chǎn)品需求。

降低運(yùn)輸成本：

在許多濕漿研磨工藝中，總重量的50%是液體。

節(jié)能:

去除濕磨中的液體不僅會增加額外的工序，而且需要大量的能耗。

無需處理廢液：

根據(jù)環(huán)保相關(guān)法律法規(guī)，廢液處理過程嚴(yán)格，任何廢液的處理(水或溶劑)都非常昂貴。

干法研磨機(jī)的常見應(yīng)用

陶瓷粉末、鐵氧體、金屬粉末、礦物、玻璃、顏料、機(jī)械合金化、煤和焦炭、金屬氧化物、石墨、纖維和纖維素、塑料和橡膠、食品、化學(xué)品。

干法研磨工作原理?

攪拌磨干磨是在研磨缸內(nèi)完成，通過攪拌臂帶動研磨介質(zhì)，帶動物料隨機(jī)運(yùn)動(內(nèi)部孔隙度稱為“運(yùn)動孔隙度”)(圖1和2)

在這種膨脹狀態(tài)下，介質(zhì)和顆粒可以自由移動，互相碰撞，從而產(chǎn)生高剪切力和強(qiáng)大的沖擊力實(shí)現(xiàn)高效研磨(圖3)

干法研磨機(jī)類型：

I.SDG系列

SDG系列(“常規(guī)”速度干磨機(jī))可進(jìn)行連續(xù)式或批量式研磨。連續(xù)式研磨時，將物料從研磨缸頂部加入，然后下落過程中通過運(yùn)動的磨介研磨至所需的粒度，并通過位于研磨缸底部的卸料閥組件出料(圖4)。

在批量模式下，物料從頂部加入研磨缸，直至磨到所需的尺寸，然后通過缸底的格柵卸料。

SDG研磨機(jī)可輕松在惰性氣體，例如氮?dú)饣驓鍤鈼l件下密封研磨，該系統(tǒng)也可以用陶瓷材料制成，用于無金屬體系研磨。

SDG研磨機(jī)使用的研磨球規(guī)格從5mm到13mm不等，軸轉(zhuǎn)速通常在75轉(zhuǎn)/分鐘到500轉(zhuǎn)/分鐘之間。該系列研磨機(jī)適用于較難研磨的金屬粉末，金屬碳化物和玻璃塊等材料，該系列的物料進(jìn)料粒徑可以相對粗大，但是一般比選擇的研磨介質(zhì)小。如果材料非常易碎，較大的薄片可以放入機(jī)器。

SDG研磨機(jī)還可以加工彌散強(qiáng)化金屬(DSM)。在此過程中(稱為機(jī)械合金化或冷焊)，運(yùn)動孔隙首先使研磨介質(zhì)將金屬和添加劑破碎成小顆粒，然后將它們攪拌在一起形成團(tuán)聚體。通過重復(fù)此過程，各種金屬混合均勻分散形成一種新的合金成分(DSM)。

2.HSA系列

HSA系列(高速研磨機(jī))采用獨(dú)特的專利設(shè)計(jì)，包括研磨缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)和側(cè)面出料格柵，使研磨機(jī)能夠使用更小的磨介以更高的速度連續(xù)運(yùn)行并通過離心力將產(chǎn)品從研磨機(jī)中卸料(圖5)

HSA研磨機(jī)通常在400-1800轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下使用1-3mm的磨介，高轉(zhuǎn)速和增加磨介表面積的綜合作用可以對加工材料進(jìn)行更精細(xì)的研磨。HSA研磨機(jī)通常以連續(xù)模式使用。物料以預(yù)設(shè)的速率從頂部進(jìn)入研磨缸，并從研磨缸下部卸料。HSA系列研磨機(jī)通常用于較細(xì)的進(jìn)料(40目)，出料在微米級超細(xì)粉體。應(yīng)用范圍包括各種礦物，如碳酸鈣，滑石，硫酸鋇，氧化鐵，稻殼灰和粉煤灰。HSA也常用于纖維性和聚合物類型的材料。

3.系統(tǒng)設(shè)置程序選項(xiàng)

SDG和HSA研磨也可分為兩個階段，使用大磨介SDG進(jìn)行粗磨，然后通過小磨介的HSA獲得超精細(xì)產(chǎn)品。(圖6)

空氣分級機(jī)或篩網(wǎng)可與SDG或HSA研磨機(jī)組成一個封閉的研磨循環(huán)系統(tǒng)。，通過分級，大顆粒返回研磨，可以提高效率，獲得粒度分布窄的超細(xì)產(chǎn)品。(圖7)

研磨介質(zhì)類型：

研磨介質(zhì)的選擇取決于幾個因素，其中一些是相互關(guān)聯(lián)的。

密度。

通常，高密度磨介可以得到更好的研磨結(jié)果。磨介密度應(yīng)大于研磨物料密度。此外，高粘性材料需要較高密度磨介以防止漂浮。

初始進(jìn)料粒徑。

較小的磨介不易破碎較大的顆粒。

最終粒徑。

當(dāng)需要超細(xì)顆粒，使用較小磨介效率更高。

硬度。

磨介越硬，研磨效果越好，同時，磨介壽命越長。

PH值。

某些強(qiáng)酸或堿性物質(zhì)可與某些金屬磨介發(fā)生反應(yīng)。

變色。

應(yīng)使用與物料顏色一致或接近的磨介。例如，白色材料應(yīng)使用白色磨介。

污染。

磨介磨損產(chǎn)生的粉料不影響物料，或者可以通過磁力、化學(xué)方式或在燒結(jié)過程中去除。

成本。

可能貴2-3倍的磨介更好，有時是5-6倍，因此，長遠(yuǎn)來看是節(jié)約成本的。

磨介類型：

淬硬碳鋼、鉻鋼、440C不銹鋼、滑石、硅酸鋯、氮化硅、碳化硅、氧化鋁、氧化鋯(氧化鎂或氧化釔穩(wěn)定)、碳化鎢。

連續(xù)或批量研磨工藝的選擇

當(dāng)物料停留時間較長(30分鐘以上)時，采用批量式干磨，粒度更細(xì)，分布更加緊密。

選擇批量式研磨的另一個重要原因是控制氧含量。研磨缸缸蓋可配置機(jī)械軸封。通過惰性氣體使物料在無氧條件下研磨。并可配備特殊設(shè)計(jì)的密封卸料容器。

選擇連續(xù)干磨的原因

1.產(chǎn)量大

2.材料對溫度敏感

通過連續(xù)加工，所有物料都能快速通過研磨缸，而不會在研磨缸內(nèi)部過熱。

3.材料容易結(jié)塊

通過磨介的不斷移動，防止物料堆積在缸壁上。

連續(xù)研磨過程需要始終保持研磨機(jī)內(nèi)部的穩(wěn)定狀態(tài)。其目的是精確控制研磨機(jī)中物料足夠長的保留時間，以將顆粒研磨到所需的尺寸，使用特殊的設(shè)計(jì)控制研磨過程。

1.精確的進(jìn)料系統(tǒng)，將物料分配到研磨機(jī)的頂部。

2.一種特殊的攪拌軸和攪拌臂結(jié)構(gòu)加上分流盤，可防止未達(dá)到目標(biāo)粒度的物料過早排出。

3.專門設(shè)計(jì)的可調(diào)節(jié)的計(jì)量出料口，以準(zhǔn)確控制投入研磨機(jī)中的物料數(shù)量，可調(diào)節(jié)的出料口還可以使設(shè)備操作人員輕松維護(hù)或調(diào)整研磨機(jī)內(nèi)部物料數(shù)量。

4.利用變頻調(diào)速系統(tǒng)上的控制器，可以監(jiān)控研磨機(jī)的輸入功率。通過觀察該功率讀數(shù)小范圍的變化下運(yùn)行，可確保研磨機(jī)中物料和工藝條件的穩(wěn)定情況。因此通過研磨缸的物料都可以相似的研磨數(shù)量進(jìn)行研磨加工。

這種處理工序的結(jié)果顯示出非常嚴(yán)格的質(zhì)量控制規(guī)范。所有的過程數(shù)據(jù)可發(fā)送到計(jì)算機(jī)打印輸出，并用于ISO數(shù)據(jù)文檔。

系統(tǒng)關(guān)閉后，通常無需在啟動之前從研磨機(jī)中排出物料。由于已加工的物料已經(jīng)存在于研磨機(jī)內(nèi)部，所以啟動只需要啟動研磨機(jī)和加料設(shè)備。

研磨數(shù)據(jù)示例：

數(shù)據(jù)來自我們的30-SDG和HSA-30的進(jìn)行的試驗(yàn)中收集的。用于測定粒度的儀器包括泰勒篩網(wǎng)，費(fèi)希爾副篩網(wǎng)，激光粒度儀和沉降儀。

SDG系列研磨機(jī)

粒徑

材料	進(jìn)料粒度	出料粒度	研磨類型
氧化鋁	MV 104μ	MV 1.6μ	C
珊瑚釉（Fe2O3 / ZrO2）	_________	混料	C
鐵氧體	FSS 9.4μ	FSS 1.6μ	C
玻璃粉	-12目	MV 4.09μ	B
玻璃片	1”平方	50％3.29μ	B
離子交換帶	-200目珠	50％4.30μ	B
氧化鐵	2-3英寸大塊	FSS 2.4μ	C
氧化鐵珠	1/8”-1/16”珠	50％1.113μ	B
氧化鎳	FSS 8.3μ	FSS 1.45μ	C
石油塊	最多3/16英寸大塊	50％4.70μ	B
酞菁藍(lán)顏料	20-40μ	顯色	B
喹吖啶酮顏料	-325目	顯色	B
金屬硅	80目	-325目	B
碳酸氫鈉	50目	90％-325目	C
合成石墨	90％-70目	Av. 5-7μ	B
廢玻璃瓶	?”碎片	75.5％-165目	C
鋯石砂	-40目	中值4.19μ	C
氧化鋯	4-20目	中值3.15μ	B

在“研磨類型”列中：C =“連續(xù)”研磨；B =“批量”研磨

HSA系列研磨機(jī)

粒徑

材料	進(jìn)料粒度	出料粒度	研磨類型
硫酸鋇	400目	50％2.82μ	C
碳酸鈣（添加硬脂酸）	90％41.84μ	50％2.68μ	C
碳纖維	?”長	80-100μ	C
水泥漿	90％40μ	50％3.29μ	C
碳黑	90％248μ	50％2.4μ	C
粉煤灰	-10目	50％2.51μ	C
赤鐵礦	________	第一次50％4.15μ	C
赤鐵礦	________	第二次50％2.88μ	C
熟石灰	21.6％+270目	50％4.96μ	C
磁鐵礦	10％+325目	50％3.77μ	C
二氧化錳	60目	50％0.62μ	C
燕麥纖維	91％+200目	98％-200目	C
馬鈴薯粉	100目	55％-200目	C
浮石	50％22.52μ	50％4.80μ	C
稻殼灰	+50目	50％4.51μ	C
丁苯橡膠化合物	?”切片	85％-325目	C
銻酸鈉	90％97.15μ	50％2.37μ	C
滑石粉	200目	45％<1μ / 61.4％<2μ	C
廢鉛筆芯	2-5英寸長	99％-325目	C
麥麩	?” x?”片狀	99％-60目	C
小麥纖維	<1/8”	70％-200目	C
木纖維	20％+80目	96％-325目	C