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气流粉碎与分级系统在磨料微粉生产中的应用
2017.06.19

由于磨料本身的硬度高,严格而狭窄的粒径分布必须达到国标所限定的范围,使得对磨料微细粉的粉碎和分级,被公认为是难度最大的粉体加工行业之一。用单一的气流粉碎不仅粒度分布难于控制,且能耗高,还会造成过粉碎,极不经济,为此,需要从粉碎物料中及时分离出符合要求的颗粒来。近十多年来,国内外尝试用气流粉碎加分级系统生产磨料,取得了一些结果。生产实践证明,该系统运行稳定、可靠、生产率高、磨损小、操作简便,产品粒径分布完全符合国内和国际标准规定的要求,达到90年代国际先进水平,取得了良好的社会效益和经济效益,该系统还通过了中科院高新技术产品鉴定,显示着这一技术具有良好的推广应用前景。本文着重分析了分级系统的气动力特性,对系统运行工况对分级性能的影响进行了讨论。

系统工作原理 :

1、工作原理目前国内外最先进的分级机,无不采用带转动件型式,这是由于它调控性能好,能对微细粉粒径进行精确分级。对于带有转动部件的分级机,因分级过程中颗粒和颗粒群的运动极为复杂,迄今仍无准确和完善的理论来描述它们,其工作原理是基于:在旋转叶轮形成的流场中,颗粒主要受到离心力和气体阻力同时作用,受到较大离心力的颗粒易被分离,受阻力大的颗粒易被气流带出。切割粒径的大小主要与分级轮的转速n成反比,与系统运行风量的Q1/2成正比。为了满足对微细粉进行精细分级的要求,在分级机的结构--系数k--确定后,必须对系统运行参数进行很好的调试。

2.系统运行参数对分级性能的影响由分级粒径dc与分级轮转速n关系可见,对微细粉的分级显然需要提高分级轮的转速。Galk等[4]指出,对切割粒径dc=1mm微粉,分级轮的圆周速度Vt约为100m/s,当dc=0.5mm时,Vt高达200m/s。但是,n值不可能无限增大,即使增加到很大,切割粒径dc的减小也非常有限。根据分级原理,在分级轮转速不变的情况下,对系统的运行风量,包括对辅助风进行合理调节,当风量小时可获得较小的切割粒径。这是因为分级轮转速的高低,决定离心力场的大小,而系统风量的大小影响着颗粒所受阻力的大小。系统运行参数的调节,本质上就是使颗粒获得尽可能大的离心力和最小的阻力。系统运行结果与理论估算值定性的符合,在小风量运行时则较为接近。实践证明,为了获得微细粉的精确分级,单纯提高分级轮转速是不经济的,还需合理地控制辅助风与主风量的比例,系统在相对小风量运行时,调节分级轮转速对切割粒径的变化更为灵敏。但是总风量的减少将导致处理量的减少,显然也是不经济的,因此,系统运行时应权衡利弊,选择最佳工况参数。

3、微细粉的进料与分散:微细粉由于其流动性差、易团聚和结块,这对粉粒的喂料和分散造成较大困难,常用的振动喂料和螺旋喂料器,不仅均匀性差、机件磨损严重,且团聚和结块直接影响了分级效果。有理论显示[3],对于dc=10mm的微细粉,其表面粘附力约是重力的105倍,当dc=1mm时,达重力的107倍,因此克服粘附力强化对微细粉的分散,对精细分级是非常重要的。QLF分级系统采用了振动喂料器+关风机+长管气体输送相结合的方法,保证进入分级室的粉料是均匀、定量喂入的。由分级室外夹套引入的三次风,进一步帮助细粉的分散,这使生产运行稳定,工人易于操作,在微粉处理量高达200kg/h时,也能保证产品的质量

4、QLM型气流粉碎和QLF型气流分级系统在磨料生产中的特点:根据国内外对磨料不同规格粒径分布的要求,我们采用的气流磨粉碎和分级机分级两个步骤,组织和实施工艺流程。首先,将36目左右的原料粗粉在QLM-20气流磨中粉碎,控制气流磨各项参数,使粉碎的混合粉(半成品)粒度组成基本为正态分布,且最粗颗粒含量不允许多于1~2颗,或以D3计的粗颗粒不超标。第二步,将混合粉送入分级系统,设置分级轮转速和系统风量,去除多余的细颗粒,达到细粒含量小于一定的百分比,或以D94计的细颗粒不超标,完全符合磨料标号产品的要求。简言之,即采用气流磨切粗头,分级机切细头的工艺,实现了干法生产微细粉磨料。由QLM-20型气流粉碎机和QLF型分级机生产的磨料微粉产品,不仅完全满足我国磨料行业沿用的GB2477-83标准中,W14、W10、W7、W5等微细粉产品粒度分布要求,而且达到日本用于固结磨具用磨料微粉的JIS R6001-1987工业标准中,F1000、F1200和F2000等产品的粒度分布要求,细粉得率达到80%,得到了印度、朝鲜、东南亚等国及全国各地用户的一致好评。

5、结论:本文所用气流磨加分级系统干法生产磨料的工艺,其技术先进、结构简单、生产率高、操作维修方便、能耗小和污染低,性能大大优于湿法工艺,在磨料行业推广具有良好前景。这项技术也适应用于耐火材料、陶瓷材料、非金属矿、冶金、化工、建材、医药食品等行业对微细粉的分级。分级技术包括硬件和软件两方面,除对系统的结构和制造进行合理设计及布局外,还必须严格而精细地调节系统运行参数,对于不同物料和不同粒度分布,需寻找最佳运行工况。鉴于气流磨和分级系统的流场十分复杂,进一步深入对分级原理和优化性能的研究是十分必要的。

数据提供:天助网    
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