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?滾筒式、行星式球磨和砂磨的效率和原理

作者:admin日期:2021-11-18閱讀

滾筒式球磨

球磨機的研磨效率較低?特別是將物料研磨到平均粒徑10um以下時?研磨效率快速下降?單位產量的能耗顯著增加,?同時還存在研磨介質磨損大、運行噪聲大等問題。

 

球磨機的工作原理是當球磨機按一定的轉速運轉時?研磨介質與物料在離心力和摩擦力的作用下被提升到一定高度后,由于重力作用而脫離筒壁沿著拋物線軌跡下落。然后?它們又被提升到一定高度?并再次沿拋物線軌跡下落?如此周而復始?使得處于研磨介質之間的物料受沖擊作用而破碎。同時?由于研磨介質的滾動和滑動?使顆粒受到擠壓、摩擦、剪切等作用而被研磨破碎。

滾筒式球磨 

行星式球磨

常用的行星式球磨機由4個可自轉的球磨罐對稱地裝在大圓盤上?球磨罐在繞圓盤公轉的同時又繞其自身的轉軸自轉。圖1為行星球磨機運轉部分的示意圖,?A、B、C、D分別為四個罐座?安裝在公轉盤上。圖1.3是球磨介質在球磨罐中的運動軌跡?由于球磨罐與支撐盤的旋轉方向是相反的?產生的離心力有的部位方向相同?有的則相反。球磨罐外側的粉末和磨球所受的離心力的方向相同?因此將沿著內壁滾動?產生摩擦效應。當球磨罐的這一方轉到內側時?粉末和磨球所受的離心力的方向變為相反?在支撐盤離心力的作用下?粉末和磨球將飛向外壁?產生撞擊效應?從而達到粉碎顆粒的效果.

行星式球磨 

攪拌球磨機是美國發明的?類似于化學試驗的攪拌器?主體由一個內填研磨介質的固定筒體和一個旋轉的攪拌器構成。攪拌磨的筒體一般做成帶冷卻的夾套?夾套內可通入冷卻水?以控制研磨時的溫升?。研磨筒內壁可根據研磨物料的要求鑲襯不同的材料?也可安裝固定的短軸棒以增研磨作用。攪拌磨的工作方式可分為間歇式和重復式兩種類型,?如圖所示。其中間歇式攪拌磨主要由帶冷卻套的研磨筒、攪拌裝置和重復卸料裝置等組成。重復卸料裝置既可保證在研磨過程中物料的重復?又可保證最終產品及時卸出。

 

當攪拌器以700~1400rpm的速度旋轉時?帶動磨介與物料作多維重復運動和自轉運動,?在研磨筒體內作無規則的碰撞、翻滾?通過對物料的摩擦、沖擊、剪切作用而粉碎。

 

當使用直徑為10mm的研磨球時?所得產品的平均粒度可小于3um。采用更細的研磨介質?則可進行超細研磨?細度達到亞微米級。

 

攪拌磨的能耗絕大部分直接用于驅動磨介?而非消耗于驅動笨重的筒體轉動或振動?因此?力量利用率比球磨和振動磨高。攪拌磨不僅有研磨作用?而且還具有攪拌和分散作用。攪拌器的高速運轉使研磨介質和物料在整個筒體內不規則地翻滾?物料與研磨介質之間產生相互撞擊和研磨雙重作用?在細化物料的同時還能獲得很好的均勻分散效果。

攪拌球磨機 

與球磨機相比?攪拌磨具有如下特點:

1.輸入功率全部用于直接驅動研磨介質?不需要像球磨機那樣驅動一個包括研磨介質在內的笨重的研磨筒體?能耗低。2.攪拌磨的轉速不受離心力限制?可以是球磨機的數十倍?磨介運動速度高?動能大?對物料的撞擊和剪切作用強?研磨效率高。

3.攪拌磨中的研磨介質直徑通常在10mm左右,?約為球磨機中磨介尺寸1/5,?增加了物料與磨介相互接觸的機率?大幅度提高了研磨效率?不僅可將產品研磨到更細的細度?而且粒徑分布分布范圍窄。近年來?攪拌磨在高嶺土、碳酸鈣、錯英砂、氧化鐵紅等材料的細磨等中得到了應用。在陶瓷行業?攪拌磨已應用于釉料和精細陶瓷的加工?但應用的生產規模較小。攪拌磨在使用中存在的主要問題是攪拌器的磨損大?易損壞用于制備亞微米超細粉1um以下時的能耗高?顆粒分散性大。

 

振動磨

振動磨是利用研磨介質在作高頻振動的筒體內對物料進行沖擊、摩擦、剪切等作用而使物料粉碎的細磨與超細磨設備。圖中為振動磨機的基本結構?由電機帶動連接筒體的偏心輪起振?使筒體產生3-7mm的振幅,?并且將振動傳給研磨介質?使介質相對移動并撞擊物料,?物料受沖擊和研磨作用而粉碎。為了防機座振動,?在機座和支架間裝有減振器。振動磨中的研磨體宜采用密度較大且抗沖擊性能好的材料?如鋼球、氧化鋯珠等?以增加碰撞力量并防自身被振碎。

 

振動球磨得到的顆粒往往棱角多?流動性差。振動磨的粉碎效果要比球磨高許多?。實驗表明?a一AL2O3粉經球磨72h,?粒徑小于2um的顆粒不到一半?而振磨1h,?粒度幾乎全在2um以下。振磨的缺點是震動噪音大?設備易損。振動磨機主要應用在耐火材料、磨料磨具、化工等領域?在精細陶瓷粉體制備中也有應用?但因粉體流動性差?應用有限。

 

氣流磨

氣流磨又稱噴射磨?它利用高速氣流(300一500m/s)或過熱蒸氣(300一400℃)的力量加速顆粒?使其在磨腔內產生相互沖擊、碰撞和摩擦?從而導致顆粒粉碎。被粉碎的物料隨氣流到達分級區?達到細度要求的物料?最終由收集器收集?沒有達到要求的物料?再返回粉碎室繼續粉碎?直至達到所需細度并被捕集為止。

 

氣流磨的優點:

1.粉碎強度大?可從100um粉碎至微米甚至亞微米級

2.采用高速旋流分級、產品粒度分布范圍窄

3.因沒有研磨介質?靠物料自身碰撞而粉碎?成品純度高

4.可以粉碎高硬度的物料?如莫氏硬度大于9級的碳化硅、剛玉等磨料。但氣流磨的輔設備多?一次性投資大粉碎成本較高?運行噪音較大粉碎后的物料棱角較多?流動性差?不利于陶瓷的成型.

 

磨相同物料,如325目鋁礬土,用滾桶式球磨機,需要配10,20,30mm研磨球,放入行星式球磨機,只需用到6mm氧化鋯球或氧化鋁研磨球,用砂磨機,只需用到2-3mm的研磨球,并且研磨的時間會不同。


采用球磨、行星磨還是砂磨在研磨開始時鋁礬土和長石的特征粒徑均明顯減小但隨研磨時間的延長特征粒徑減小的逐漸變緩,研磨效果因不同物料、不同研磨方法和初始料徑而異。


采用相同尺寸6mm的氧化鋁球和氧化鋯球研磨體因球石密度不同在相同條件下的研磨效率有明顯差異氧化鋯球石的研磨效果約為氧化鋁球石3倍



 


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