高性能砂磨机的深入剖析与应用

阮江雷

技术专家
工业涂料  
砂磨机是一种广泛应用于各种工业领域的湿法研磨设备,以其强大的研磨能力,成为工业研磨的得力助手,它的性能对于产品质量和生产效率有着至关重要的影响。
研究课题:砂磨机

砂磨机是一种广泛应用于各种工业领域的湿法研磨设备,以其强大的研磨能力,成为工业研磨的得力助手,它的性能对于产品质量和生产效率有着至关重要的影响。

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本文将深入剖析砂磨机的性能特点,并探讨其在不同领域的应用。

一 国产砂磨机的前世今生

自1952年美国杜邦公司发明立式砂磨机以来,砂磨机的发展历史超过了70年,其显著的生产效率,使得砂磨机在湿法粉碎领域得到了广泛的应用。

在我国80年代的“六五”和“七五”计划期间,在改革开放的指引下,国内多家企业从国外引进了砂磨机。从20世纪70年代算起,重庆化工机械厂在原化工部组织下仿制生产出国产首台立式砂磨机以来,国产砂磨机发展也超过了50年。

国产砂磨机快速发展,立式和卧式砂磨机的推广和应用,使得国内湿法粉碎领域研磨设备,走过了球磨机→→立式砂磨机→→常规卧式砂磨机→→棒销式砂磨机→→大流量砂磨机→→纳米级砂磨机的应用历程,这其中棒销式砂磨机起到了承上启下的作用。

二 砂磨机的主要性能和特点

2.1 细度和粒度分布

砂磨机的研磨结构直接影响产品的细度和粒度分布,在实现较窄的粒度分布与研磨结构、研磨介质粒径、物料固含、物料初始粒度等方面密不可分。

研磨结构的差别,物料初始粒度、物料固含与研磨介质粒径匹配是否合适,是否可快速实现物料的研磨和分散,直接影响产品细度和粒度分布。

所以要根据物料差异性,制定不同的研磨工艺。

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2.2 研磨效率和产能

高效砂磨机能够在较短的时间内完成研磨过程,砂磨机的生产效率与研磨结构设计、研磨筒体的容积、研磨介质的比重和填充率、冷却结构、冷却水温度等因素都有关。

研磨结构设计是否合理关乎研磨效率,容积的大小关乎产能总量和连续性,研磨介质的比重影响研磨遍数,填充率和冷却水温度影响研磨效率。

采用优秀的研磨结构,相对较小的容积,较高比重的研磨介质,合理的填充量,转子转速可调,多重冷却结构,合适的冷却水温度。这样的系统的匹配既能降低消耗,又能实现显著提高生产效率,降低消耗,又能实现显著提高生产效率,同时也是对砂磨机的设计和制造极具挑战性的课题。

2.3 砂磨机的线速度

砂磨机的线速度是一个关键参数,它对研磨效率、物料细度、设备磨损、研磨介质损耗等方面都有显著影响。

首先,线速度决定了研磨介质施加给物料颗粒的动能强度,有助增加物料破碎效率,从而提高研磨效率,但过高的线速度会导致过度破碎。

其次,过高的线速度会导致研磨介质和研磨筒体本身承受更大的冲击力,从而加速降低其使用寿命。过高的线速度还会导致研磨浆料升温过快,不仅会改变物料原有性质,还有可能导致设备关键部件热损伤。

另外,为了维持高线速运转,需要消耗更多的能耗,导致生产成本的增加。

目前市售砂磨机的线速度以10~14米/s居多,向本新先生的砂磨机自设计之初,始终坚持<11m/s的线速度。综合评估上述因素,通过多个要素的优化匹配,实现了研磨效率不降反增。

2.4 稳定性和可靠性

砂磨机在长时间运转过程中需要保持稳定的性能,筒体材质、研磨结构材质、机械密封、研磨介质材质、控制物件的质量是否可靠,是确保砂磨机稳定运行的关键。


目前市售砂磨机的设计和配置,越来越复杂,售价越来越高。但砂磨机的根本在于研磨结构的设计和研磨效率。堆砌配置并不能解决结构上的缺陷,反而增加客户的使用成本,而且故障率会提高。所以,如何将砂磨机的结构和配置做到化繁为简,同时还能提供高效率,是今后砂磨机领域的重要课题。

基于售价因素而选用低成本的筒体材质,筒体寿命无法保障,机械密封的自主性和可靠性、控制部件、研磨介质材质等减配的怪象,都为砂磨机长期稳定运行埋下了隐患。使用客户看似购买价格便宜,但使用后会发现不但影响生产效率,还会导致后期维护成本激增。

2.5 适用性和可调节性

据需要选择设计合理的研磨结构和研磨介质,灵活调整设备参数,优化研磨效率和损耗比,实现不同级别的研磨效果。使得砂磨机能够适应不同产品的研磨要求,满足多样化的生产需求。

三 研磨介质的性能和选择

在湿法粉碎过程中,研磨介质的性能对研磨效果起着至关重要的作用。在研磨过程中物料通过球体之间的挤压、剪切等相互作用,实现材料的细化、混合与改性。

研磨介质的性能主要包括比重、抗压强度、断裂韧性、化学稳定性、硬度、粒径、形状等方面,这些性能会直接影响研磨效率、产品质量以及设备的磨损情况。

1. 研磨介质的比重、粒径、形状对研磨效率有着至关重要的作用,根据砂磨机筒体材质选择适合的研磨介质,较高比重的研磨介质通常具有更高能量的传递能力,粒径分布和形状对物料的细度指标和粒度分布影响显著,有助实现快速细化物料和提高研磨效率。

2. 研磨介质抗压强度、断裂韧性、硬度、化学稳定性关系到研磨介质寿命和物料研磨消耗成本。化学稳定性对于一些特殊的研磨应用,关乎到是否会污染产品。

3. 为获得最佳的研磨效率,在实际应用中需要对不同研磨介质进行试验和优化,根据研磨要求和条件选择合适的介质类型和性能参数,匹配研磨设备类型、转速、填充率以及操作参数,是保障研磨工艺稳定和产品质量的关键措施之一。

4. 研磨介质填充量计算公式

不同砂磨机研磨介质填充量的计算公式如下:

立式砂磨机:

填充量=砂磨机有效容积×研磨介质堆积密度×填充率(50%~70%)

卧式砂磨机:

填充量=砂磨机有效容积×研磨介质堆积密度×填充率(70%~85%)

5. 研磨介质粒径与物料初始粒径

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6.常用研磨介质

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