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注意!研磨效果好坏,往往“球”说了算
2020-07-13 670
       研磨介质的材质、密度、硬度、尺寸、形状、装填率、生产方法以及级配对粉碎效果都有很大的影响。
       研磨介质的材质对粉碎效果的影响
       研磨介质球的材质决定了粉碎过程中的成本高低和粉碎效率的大小。研磨介质化学组成的差异决定了研磨介质晶体结构的不同,继而决定了研磨介质不同的抗压强度和耐磨性,成分含量的不同则决定了研磨介质的密度和硬度。
       研磨介质的磨耗、研磨时间的长短对产品纯度有着直接的影响,研磨介质球的磨损和破碎失效会造成研磨介质的损失,从而增加研磨粉碎过程中的成本;从对粉碎产品的品质考虑,介质在粉碎过程中不断磨损,而磨损的细粉分布在产品之中,会造成产品污染。
       研磨介质球的密度、硬度对研磨效率起重要作用:介质密度越大,研磨效率愈高;硬度越高、磨耗越小,产品的纯度越易得到保证;但是在浆料比重和粘度一定的条件下,研磨介质的密度和硬度也并非越高越好,追求过高的密度和硬度,不仅会带来高成本,而且将产生一系列不良作用。
       市面上常见的研磨介质有玻璃球、硅酸锆球、钢珠、氧化铝球、氧化锆球等。
       (1)玻璃球
       玻璃球价格便宜,但由于密度小、研磨效率低、易脆碎、磨耗高,容易造成产品污染,新的设备已经很少用此种材质。
       (2)氧化铝研磨介质球
       Al2O3研磨介质球是以Al2O3为主要成分的陶瓷球,也叫Al2O3瓷球。由于Al2O3陶瓷具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温、耐冲击等优良性能,因此Al2O3瓷球被广泛应用于白色水泥、选矿、陶瓷、电子材料、磁性材料以及涂料、油漆等行业的原材料的粉磨加工,是一种优质的研磨介质。其中Al2O3含量越高,瓷球的硬度越大,耐磨性越好。
       (3)硅酸锆研磨介质球
       ZrSiO4研磨介质球是以ZrSiO4为主要原料制备的ZrSiO4瓷球,其ZrO2的质量分数在65%~68%或者更低。ZrSiO4瓷球主要用于ZrSiO4原料的超细研磨,可提高ZrSiO4含量,但其磨耗大、强度低的特点限制了其应用。
       (4)氧化锆研磨介质球
       ZrO2研磨介质球指添加稳定剂、ZrO2含量达到90%以上的ZrO2陶瓷球,相比于Al2O3陶瓷球,ZrO2瓷球具有更高的耐磨性和研磨效率。ZrO2瓷球研磨效率高,可以避免产生污染,表面光滑坚硬,具有优良的圆度和合理的尺寸分布,具有高硬度、高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀等特性,具有较高的生产效益和较低的生产成本。氧化锆瓷球用量大,被广泛应用于陶瓷、建材、化工、涂料、电子、机械、食品、医药、化妆品等行业。
常用的研磨介质的性能参数
       研磨介质的形状、尺寸对粉碎效果的影响
       研磨介质形状主要为球状、柱状和不规则状。在工业中,不规则介质趋于受到较大的自身磨损,会引起明显的污染。所以在实际应用较多的是球形介质,圆柱形介质也有应用,不规划介质应用极少。
       研磨介质球的大小直接影响粉磨的效果和产品细度,它决定了研磨介质与物料的接触点的多少,粒径小的研磨介质球在相同体积下接触点越多,理论上粉碎效率愈高。介质粒径的大小须视物料粒度和要求产品粒度而定。产品粒度越细,介质的粒径越小。如果给料粒度比较大,需要研磨介质有较大的冲击破碎作用,那么配球就要大一些。
       研磨介质的装填率对粉碎效果的影响
       研磨介质的装填率对研磨效率有着直接的影响,装填量视研磨介质粒径大小而定。介质的填充率对研磨设备的工作起着很重要的作用,对不同粉碎细度的要求,需要调整研磨介质破碎和研磨的能力分配。卧式砂磨机的装填率一般为80~85%;立式设备的装填率一般为75%~80%;研磨介质装填率过高,容易引起砂磨机温升过高或者出口堵塞;研磨介质装填率过低,研磨效率低。
       研磨介质球的生产方法对粉碎效果的影响
       据研究,同一材料的磨球,由于生产方法及控制工艺的不同,耐磨程度有较大的差别。最典型的就是氧化铝球,氧化铝球的成型方法有挤压法、团粒法、液压硬模成型法及等静压成型法,采用等静压成型法与注浆成型磨耗差十几倍。其原因可能是前者的密实度及均匀性高于后者,烧结后能成型较坚实的整体;另外,可能二者使用的氧化铝原料也不同,原料纯度、粒度、粉体流动性等方面的差别,也会对研磨介质的耐磨性产生很大的影响,最终会影响粉碎的效果。
       研磨介质的级配对粉碎效果的影响
       当研磨介质总质量相同时,不同的研磨介质配比对粉碎效果的影响也不同。一般来说,在连续粉磨的过程中介质的大小分布是成一定的规律的。为了降低成本,多采用补充大球的方法来恢复系统的研磨能力,磨机很难在长时间的工作中保持固定的介质配比不变。介质直径差别太大的情况下,会加剧介质间的无效研磨,即大介质对小介质进行了研磨,使研磨过程成本加大。
       以球磨机为例,要针对物料性质和粒度等因素,通过计算合适的冲击力选取合适的磨介尺寸,使得磨介既对大颗粒物料冲击有足够的破坏力,又不至于让物料过粉碎。随着粉磨的进行,颗粒粒度不断减小,颗粒破碎所需的破碎力也在变化,对于颗粒粒度到达一定细度范围内时,由于其抗破碎力的减小,对应的破碎方式也将由抛落冲击破碎为主逐渐变化为研磨破碎为主。因此为了使研磨设备的磨介球能够满足冲击和研磨这两方面的要求,就需要进行“级配”,选用不同粒径的研磨介质进行混合来达到更好的研磨效果。
       总结
       由此可见,不同的研磨介质球对粉碎效果有非常大的差别,在实际生产中,应选用合适的研磨介质球,并严格控制研磨介质的成球工艺,优化生产工艺提高研磨效率,尽可能的减少其研磨损耗,保证产品质量的稳定性。
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