颗粒机配件新闻动态
富通新能源 > 动态 > 颗粒机配件新闻动态 > > 详细
超细粉碎槽型偏心圆盘搅拌器装置研究
发布时间：2013-07-12 08:20 来源：未知
粉体物料最主要和最重要的质量指标之一是粒度，这是因为粒度决定了粉体产品的许多技术性能和应用范围。根据目前我国超细粉体技术的现状把粒径100%小于30um的粉体称之为超细粉体。
随着物质的超细化，其表面分子排列、电子分布结构和晶体结构均发生了变化，产生了奇特的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应，从而使得超细粉体与常规材料相比具有一系列优异的物理、化学及表面与界面性质。因此，具有超常的特性和使用效果，即超细粉体具有化学反应速度快、吸附量大、溶解度大、烧结温度低且烧结体强度高、填充补强性能好以及独特的分散性、流变性、电性、磁性、光学及遮盖率等性能。
以火炸药中的固体成分为例，经超细化后，由于表面能提高，表面活性增大，因此，他们的燃烧和爆炸性能提高。又如超细金属粉，颗粒尺寸小，比表面积大，具有不同于常规金属材料的优良力学性能，特殊的磁性能，高的扩散性和导电性，高的反应活性和催化性能，很强的吸收电磁波的性能等。这些特殊性能使得超细金属粉材料在航空、航天、舰船、汽车、冶金、化工领域得到了越来越广泛的应用。而粒径小于3um且成片状的金属粉由于其特殊的二维平面结构，更具良好的附着力，显著的屏蔽效应，反射光线的能力以及优良的导电性能，富通新能源销售球磨机、雷蒙磨粉机等磨机机械设备。
对于高性能陶瓷材料，一般要求其粉末需具备粒径小于1um、高纯(99.9%)、高度分散、粒度分布窄、等积形颗粒形状等特性，这样就会使得高性能陶瓷材料的烧结温度越低，烧结体越致密，强度和韧性越高。
制备超细粉体的方法多种多样，主要有机械法、物理法、化学法等�；捣ㄓ星蚰シ�、超声波粉碎法等。物理法有低压气体蒸发法、溅射法、物化法�；Хㄖ饕腥芙阂荒悍ā⒒喑粱�、水热法、液相化学还原法。在这几种方法中目前使用最多的是机械法。机械法由于产量大，丁艺简单，且能制备一些常规方法难以获得的高熔点金属或合金材料的粉末，还可以制备一些不参与化学反应的材料粉末而被广泛采用。
1、搅拌球磨机的工作原理
随着粉体工程学的发展，国内外出现了不少新型高效的粉碎设备，比如行星搅拌磨、气流磨、振动磨、搅拌磨、美国UP公司Attritor搅拌磨、德国Al-pine公司研制的立式干式搅拌磨等，其中搅拌磨是一种高效率的超细粉末设备，已在油漆、油墨、颜料、造纸涂料、高级陶瓷、陶瓷釉料、磁性材料、塑料填料、功能材料和难处理金矿、药品和保健品、化纤和纺织品等行业中得到广泛应用。
该设备主要由搅拌器装置、简体、驱动装置和机架等组成，其中最为重要的一个部件就是搅拌器装置，搅拌器装置可以采用合金钢、聚氨酯、陶瓷等材料制作。搅拌球磨机是将球磨介质和物料按一定比例装入球磨桶，搅拌器装置在主电动机的驱动下，带动研磨介质球与被粉碎物料作无规则运动，利用研磨介质之间的挤压力并与物料之间发生相互冲击、摩擦和剪切，全部动能均有效地用于物料的破碎，从而实现对物料的超细粉碎。影响搅拌球磨机丁作的因素很多，其中搅拌球磨机中搅拌器装置的转速及结构形式对其性能的影响更为突出，对搅拌磨破碎机理的研究尤为重要。
2、槽型偏心圆盘搅拌器装置的原理研究
搅拌磨机中搅拌器装置的种类较多。我们通过对搅拌球磨机粉碎原理以及其它搅拌器装置结构形式的分析研究，认为要提高粉碎效果，关键是增加搅拌研磨介质球的机会，提高被粉碎物料的运动速度和研磨介质球间的研磨强度。
经综合分析，研制了槽型偏心圆盘搅拌器装置，其结构示意图如图1所示。该装置由旋转轴、呈一定角度重叠交错排列的多个槽型偏心圆盘及固定螺钉组成，旋转轴由钢体材料加聚氨酯衬制作，槽型偏’心圆盘由聚氨酯材料制作。搅拌器装置通过联轴器与电动机相联，搅拌器装置的转速由电动机通过调速器方便的实现300～3000r/min无级调速。运行时间周期采用定时装置自动控制。
采用螺旋式搅拌器装置难以提高速度，采用棒式搅拌器，随着简体直径增大，在筒体内能量分布不均匀，搅拌棒的数量又不宜太多，否则会造成传递给介质的能量频率相对较低。采用盘式搅拌器，研磨介质球在圆盘上受力是摩擦施力，能量损失大、发热量较大，比棒式搅拌器能量利用率低。而采用本文作者提出的槽型偏心圆盘搅拌器装置会不同程度的克服上述搅拌器装置的缺点。这是由槽型偏心圆盘搅拌器装置结构的特殊性决定的，即圆盘为偏心，其上开有一定形状、尺寸的通槽，盘与盘之间呈重叠交错排列，且为高转速，使得被粉碎物料的流动状况更加复杂，传递给介质的能量密度高，搅拌罐体内能量分布均匀，搅拌罐体内出现Z次湍流，不规则运动更加剧烈，被粉碎物料之间的相互冲击、摩擦和剪切程度更加激烈，使粉碎效率得到提高。
3、试验条件与试验结果分析
1)宁夏有色金属冶炼厂绿碳化硅，碳化硅含量97. 97%；
2)德国ESK-SIC GmbH公司绿碳化硅，碳化硅含量98. 80%。
采用作者研制的这种搅拌器装置并用于小型搅拌球磨机中进行超细粉碎。球磨介质为碳化硅颗粒，采用0.2%（质量分数）浓度的磷酸盐水分散剂，浆料固含量为50%（质量比）。采取试验终止取样法，粒度检测为离心沉降法。检测仪器为日本HORIBA公司CAPA - 700型离心式自动粒度分布测量仪。比面积检测采用BET法，检测仪器为美国Micromeritlcs ASAP2010比表面积测定仪。
表1给出了国产与德国2种粉料不同研磨时间下的粉体颗粒的中位径Dso的试验检测结果。
该搅拌器装置用于小型搅拌球磨机中粉碎碳化硅粉的试验检测结果可以得出：
1)在其它工艺参数一定的条件下，研磨时间是影响粉体粒度的主要因素，在一定时段内，研磨时间越长，粉体粒度越细，所得产品质量越好。但当研磨时间t≤4h时粒径急剧减��；当研磨时间t为4～8h时，粒径变化缓慢；当研磨时间t≥8h时，其粒径变化更小，可视为基本不变，即达到了极限。
2)在研磨过程中，粉体颗粒群整体细化，粒径变小，其粒径分布规律符合函数表达式：w=aD3+bDz+cD+d。随着研磨时间的延长，所得粉体离散程度变的越小，且粒度分布越窄，粒度分布越集中，有利于产品性能的提高，体现了搅拌球磨机超细粉碎的优势。
3)随着搅拌器装置转速的提高，产品细度逐渐减小，主要是因为随着搅拌器装置转速的提高，粉碎罐内研磨介质的运动加剧，使得介质对物料的剪切、摩擦和冲击作用加强，即在单位时间内，介质对物料的作用次数增加，但过高的转速又会使得搅拌器装置与搅拌罐内衬磨损加剧，研磨介质也出现破损的情况，同时，高转速运行也增加了磨机的消耗功率。因此，在实际操作中，搅拌器的工作转速不宜过高。试验中该搅拌器装置的适宜转速为1400～1500r/min。
4)搅拌器装置的结构形式对粉碎效率起到了非常重要的作用，不同结构形式的搅拌器装置在粉碎过程中物料流动场也会不同，对搅拌罐体内的能量分布及能量传递频率有较大影响。
4、结语
针对实验室磨料试验的特点，笔者设计应用这种结构型式的搅拌器装置，辅以适当的粉碎工艺进行，结果表明，这种搅拌器装置具有结构简单合理、配置紧凑、工作稳定可靠、适应性强、效率高、消耗能
源少等特点，能将碳化硅粉料粉碎到1um以下，且粒度分布范围窄，达到了预期的目的�？晒惴河τ糜谑突�、金、涂料、化妆品、医药保健品、高级陶瓷、陶瓷釉料、磁性材料等领域。
