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碳化硅微粉生產中氣流粉碎分級設備的應用

2019-03-22
        微粉是一種超硬材料,其在作為磨料或填料在陶瓷精磨磨具、樹脂拋光砂輪以及金剛石拋光砂輪等方面有著廣泛的應用。由于具有硬度高、強度高、抗氧化和耐磨性能好等優異性能,SiC微粉在耐火材料、功能陶瓷、結構材料等非磨削用途方面的應用也非常廣泛。碳化硅本身硬度高,要使其粒徑分布達到所限定的范圍,對于碳化硅微粉的粉碎和分級來說十分困難,且隨著工業生產的發展、科技進步和市場需求的日益增長,對碳化硅微粉的生產提出了更高的要求,包括諸如高生產率、低能耗、粒度分布狹窄及低污染等。
        氣流粉碎分級設備技術是近些年發展較快的一項超微粉碎技術,由于其具有粉碎強度大、粉碎顆粒粒度細、分布窄、產品污染小等優點,在醫藥、化工原料和特種粉末制備方面得到了廣泛的應用。
氣流粉碎機
        巨子JZL系列氣流粉碎機(氣流磨)
        (1)氣流粉碎
        氣流粉碎的原理是在高速氣流作用下,通過顆粒之間或顆粒與靶的沖擊碰撞、摩擦、剪切而使顆粒粉碎。氣流粉碎具有以下特點:
        ①高速氣流會對顆粒產生很高的速度,顆粒沖擊強度大,能得到微米甚至亞微米級別的超細粉體;
        ②顆粒產品純度高,污染小;
        ③所得產品粒度分布窄,顆粒形貌光滑,顆粒分散性好;
        ④噴嘴噴出的氣流因為節流效應溫度會降低,能用于粉碎熱敏性物料。
        (2)氣流分級
        氣流分級的原理:物料在風機抽力作用下由分級機下端入料口隨上升氣流高速運動至分級區,在高速旋轉的分級渦輪產生的強大離心力作用下,使粗細物料分離,符合粒徑要求的細顆粒通過分級輪葉片間隙進入旋風分離器或除塵器收集,粗顆粒夾帶部分細顆粒撞壁后速度消失,沿筒壁下降至二次風口處,經二次風的強烈淘洗作用,使粗細顆粒分離,細顆粒上升至分級區二次分級,粗顆粒下降至卸料口處排出。
        根據分級原理,對碳化硅微粉的分級顯然需要提高分級輪的轉速,分級輪轉速的高低決定離心力場的大小,而系統風量的大小影響著顆粒所受阻力的大小,原則上要使顆粒獲得盡可能大的離心力和最小的阻力。
        為了獲得碳化硅微粉的精確分級,單純提高分級輪轉速是不經濟的,還需合理地控制輔助風與主風量的比例,系統在相對小風量運行時,調節分級輪轉速對粒徑的變化更為靈敏。但是總風量的減少將導致處理量的減少,顯然也是不經濟的,因此,系統運行時應權衡利弊,選擇最佳工況參數。
        采用氣流粉碎機和分級系統生產的碳化硅微粉產品,完全可以滿足我國磨料行業沿用的GB/T 2477-83標準中W14、W10、W7、WS等微細粉產品粒度分布要求,而且達到日本用于固結磨具用磨料微粉的JIS 86001-1987工業標準中F1000、F1200、F2000等產品的粒度分布要求,細粉得率達到80%。
        隨著粒度在線檢測方法和自動控制系統的發展,可以將其與氣流粉碎分級設備系統結合起來,實時跟蹤、監測物料的粒度狀況,整個粉碎過程的產品粒度狀況由在線檢測儀連續檢測監控、顯示并記錄,控制系統根據粒度的波動變化自動調整粉碎、分級工藝參數,使產品質量、系統性能達到最大化。