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砂磨機(jī)發(fā)展史、特點(diǎn)及其技術(shù)進(jìn)步


  砂磨機(jī)屬于濕法超細(xì)研磨設(shè)備,是從球磨機(jī)發(fā)展而來,廣泛應(yīng)用于超細(xì)粉體(亞微米級(jí)粉體)的生產(chǎn)過程中。砂磨機(jī)有不同的分類方式:根據(jù)攪拌軸的結(jié)構(gòu)形狀可分為盤式,棒式,棒盤式(既凸塊式)。根據(jù)研磨筒的布置形式可以分為立式,臥式。根據(jù)筒體容積大小可分為實(shí)驗(yàn)室,小型,中型,大型,超大型。
一、 砂磨機(jī)的發(fā)展歷史
  砂磨機(jī)是在球磨機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,在國外被稱做攪拌式球磨機(jī)(攪拌軸+球磨機(jī)組合)。球磨機(jī),攪拌磨和砂磨機(jī)三者從破碎原理來理解,共同點(diǎn)是利用研磨介質(zhì)之間的碰撞,擠壓,摩擦等原理破碎物料。所以,可以將三者歸類到介質(zhì)磨家族。三者不同點(diǎn)可以用下面的表格說明:
  砂磨機(jī)發(fā)展大概經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段:
  第一階段:立式攪拌磨(底部篩網(wǎng)分離器+棒式研磨原件)
  第二階段:立式圓盤砂磨機(jī)(盤式+頂部篩網(wǎng)分離器)
  第三階段:立式銷棒砂磨機(jī)(棒式+頂部縫隙分離器)
  第四階段:臥式圓盤砂磨機(jī)(盤式+動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)子離心分離器)
  第五階段:臥式銷棒循環(huán)砂磨機(jī)(棒式+超大過濾面積分離器)
  球磨機(jī)不論是研磨原理,還是研磨細(xì)度及應(yīng)用領(lǐng)域都與砂磨機(jī)不大相同。而立式攪拌磨畢竟有了不借助地球重力而具有獨(dú)立的能量輸入者,可以認(rèn)為是研磨設(shè)備的一場技術(shù)革命。攪拌磨由于轉(zhuǎn)速低,介質(zhì)尺寸教大,沿銷棒徑向線速度梯度變化大,故研磨效率較低,產(chǎn)品粒度分布寬。所以,攪拌磨逐步被砂磨機(jī)擠出市場,現(xiàn)僅用于硬質(zhì)合金,鐵氧體研磨或預(yù)研磨。
二、幾種類型砂磨機(jī)的特點(diǎn)
  1、臥盤式砂磨機(jī)研磨腔內(nèi)介質(zhì)分布均勻,研磨效率較高,帶載啟動(dòng)容易,操作方便,可以設(shè)計(jì)成大型或超大型。但能量密度(單位容積裝機(jī)功率)較低,所以研磨細(xì)度受到一定限制。
  2、立盤式砂磨機(jī)介質(zhì)分布不均,研磨效率較低,帶載啟動(dòng)困難。優(yōu)點(diǎn)是無機(jī)械密封,結(jié)構(gòu)簡單。
  3、臥棒式砂磨機(jī)能量密度大,研磨筒短,介質(zhì)分離器過濾面積大,物料停留時(shí)間短,散熱效果好,研磨效率高,產(chǎn)品粒度分布窄。一般用于難研磨物料的大流量循環(huán)研磨工藝。
  4、立棒式砂磨機(jī)不僅攪拌軸上布置有銷棒,往往在筒體內(nèi)壁也布置有銷棒。能量密度大,研磨強(qiáng)度高。主要用于高粘度物料,如膠印油墨,UV 油墨的生產(chǎn)。
三、砂磨機(jī)主要運(yùn)行參數(shù)簡介
  A:砂磨機(jī)的流量:影響產(chǎn)品細(xì)度,產(chǎn)量以及粒度分布。
  B:攪拌軸線速度:影響研磨效率,物料細(xì)度及磨損。
  C:介質(zhì)尺寸:影響研磨效率,產(chǎn)品細(xì)度。
  D:介質(zhì)填充率:影響研磨效率,產(chǎn)品細(xì)度。
  E:介質(zhì)比重:影響研磨效率,產(chǎn)品細(xì)度。
  砂磨機(jī)流量:流量和產(chǎn)量是兩個(gè)不同的概念,在連續(xù)研磨工藝時(shí)兩者絕對(duì)值相等。在循環(huán)研磨時(shí),產(chǎn)量是流量的1/n(n循環(huán)次數(shù))   砂磨機(jī)線速度:線速度大小影響研磨介質(zhì)施加給物料顆粒的動(dòng)能強(qiáng)度,一般為8-15m/s。
  研磨介質(zhì)尺寸:砂磨機(jī)使用的研磨介質(zhì)多為圓球。直徑越小,單位體積中裝填的介質(zhì)數(shù)目越多,磨球之間接觸點(diǎn)就越多,在研磨時(shí)間相同情況下產(chǎn)品細(xì)度提高(如圖5所示)。過小的研磨介質(zhì)往往引起砂磨機(jī)出口分離器的堵塞。所以,砂磨機(jī)分離器的結(jié)構(gòu)及縫隙寬度決定研磨介質(zhì)尺寸大小。一般情況下研磨介質(zhì)直徑為砂磨機(jī)分離器縫隙寬度的2-4倍。
  研磨介質(zhì)的裝填率:就是砂磨機(jī)在近似最佳。研磨效果的所需量: 臥式砂磨機(jī)的裝填率一般為80-85%。立盤式砂磨機(jī)的裝填率一般為75-80%。立棒式砂磨機(jī)的裝填率一般為85-95%質(zhì)量計(jì)量法= 砂磨機(jī)有效容積x 裝填率(75-85%)x 介質(zhì)堆積密度??傊?,研磨介質(zhì)裝填率過高,容易引起砂磨機(jī)溫升過高或者出口堵塞。研磨介質(zhì)裝填率過低,研磨效率低,磨損加劇,研磨時(shí)間延長。
  研磨介質(zhì)的比重:介質(zhì)比重越大,動(dòng)能越大,研磨效率越高。生產(chǎn)膠印油墨時(shí)一般使用直徑為1.6-2.5mm 的鋼球,而研磨噴繪油墨使用直徑0.3-0.8mm的氧化鋯珠。
四、砂磨機(jī)的技術(shù)進(jìn)步
  1、研磨介質(zhì)分離系統(tǒng)的進(jìn)步隨著對(duì)產(chǎn)品細(xì)度要求的不斷提高,使用研磨介質(zhì)的尺寸越來越小。小尺寸研磨介質(zhì)的分離是砂磨機(jī)研發(fā)中最難解決的難題之一。傳統(tǒng)砂磨機(jī)使用的縫隙環(huán)(很小的過流面積)及靜態(tài)篩網(wǎng)很難分離小尺寸介質(zhì)分離。所以越來越多的使用動(dòng)態(tài)離心分離系統(tǒng)。分離轉(zhuǎn)子帶動(dòng)介質(zhì)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力使介質(zhì)被甩向轉(zhuǎn)子外周圍,而轉(zhuǎn)子中心主要是料漿,而將分離篩網(wǎng)布置在轉(zhuǎn)子中心,料將可以順利的通過篩網(wǎng)縫隙而流出,不會(huì)發(fā)生堵塞及磨損。所以將干法氣流分級(jí)原理用于砂磨機(jī)介質(zhì)分離是砂磨機(jī)發(fā)展史上的技術(shù)飛躍。
  2、臥式離心砂磨機(jī)的出現(xiàn),在過去一段時(shí)間,國內(nèi)外主要的砂磨機(jī)廠家片面的認(rèn)為;要提高產(chǎn)品細(xì)度(減小顆粒尺寸),必須提高砂磨機(jī)能量密度。經(jīng)過多年誤入歧途人為復(fù)雜化的砂磨機(jī)設(shè)計(jì),人們終于開始化繁為簡。因?yàn)槲锪险嬲难心H出現(xiàn)在具有一定能量密度的研磨區(qū)域,而低能區(qū)僅發(fā)熱而已。高能量密度區(qū)只能出現(xiàn)在線速度最大的外環(huán)區(qū)域?;谶@個(gè)研究成果,離心式砂磨機(jī)由此出現(xiàn)了。離心式砂磨機(jī)可以將更多的待磨物料集中在高能區(qū),研磨效率大為提高。
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