振动磨在粉体加工中的应用

/振动磨在粉体加工中的应用随着现代粉体加工科学技术的进展，社会中各行业对粉体材料的需求呈增长趋势，粉体加工技术的紧要地位也越来越凸显出来，对粉体材料的制备尤其是超细粉体的制备提出了更高的要求。粉磨是取得超细粉体的常用方法，在粉体加工实际应用中，应用效果比较好的粉磨设备有雷蒙磨、盘磨机（立式磨）、冲旋粉碎机、振动磨等。振动磨是粉体工业中选用最多的设备之一，具有高效节能、产品粒度分布均匀、节省空间等优点，此外，其机体的摇摆幅度很小，制造工艺简单，具有较高的填充率（65%～80%）和较高的振动频率（103～157Hz），因此单位容积生产率大｡１振动磨的工作原理振动磨的粉磨作用重要靠磨介的猛烈冲击和不断的旋转（自转和公转），使物料快速粉碎，其粉碎作用重要由磨机机体做闭合循环运动而产生,所以振动磨内研磨体的填充率要比作回转运动的球磨机高得多,球磨机填充率为30%左右，而振动磨可高达80%｡高填充率导致磨介更频繁的冲击,加上磨机轴振动频率可达1500次/min，这样每个磨介的冲击次数在相同时间内要比球磨机高出数十倍。虽然振动磨冲击次数多，但是振动磨内每个研磨体的冲击力要比球磨机小，这是由于球磨机的钢球直径较大，又作回转运动，自由抛落高度大，冲击力就大，而振动磨不作回转运动冲击力就小，因而对细颗粒物料能量利用率更高。振动磨除了冲击粉碎作用之外，还有研磨粉碎作用。即钢棒之间的搓研作用，使物料在较大程度上处于剪切应力状态，而脆性物料的抗剪切强度远小于抗压强度，所以物料在研磨作用下极易破坏，在振动磨内因钢棒填充率大，研磨作用占有相当大的比重，因此采纳振动磨来进行固体物料的粉磨是有效的。振动磨内钢棒和物料的运动形式见图１。２振动磨的结构特点振动磨起源于德国，美国、前苏联、日本、我国也于上世纪50～60时代纷纷研发,品种繁多,结构形式上不断出新｡振动磨的生产效率取决于介质的运动状态和能量分布,由于低能量区的存在,振动磨能量利用率低,因此振动磨的磨筒直径一般限制在650mm｡由于振动磨工作时动荷载比较大，为了缓冲设备对基础的冲击，一般振动磨都是固定在质量达10t的水泥混凝土的防振基座上，设备和防振基座通过４组或者６组专用弹簧座落在与建筑物脱开的独立土建基础上。３常用振动磨的工艺流程振动磨的工艺配置有间歇式粉磨、连续式粉磨、干式粉磨、湿式粉磨、特种粉磨（如防氧化、防爆炸）等。常用流程有开路粉磨、闭路粉磨、串联粉磨、并联粉磨等。振动磨的筒体配置有垂直和水平２种形式，垂直配置的双筒有３种形式：次序连接、平行连接、中心给料，详见图２。次序连接形式的物料滞留时间长达12min以上，适用于相对硬和难磨的物料；平行连接的物料滞留时间在3～12min内，具有较高的通过率，而且两个筒可以同时处理不同的物料，这种配置适用于易磨物料；中心给料配置的物料滞留时间很短，物料通过率相对高，该配置适用于较软物料，而且粉料的颗粒比较粗糙，比表面积大，适合于后期化学合成。硅粉加工中硅粉比表面积越高，越有利于后期合成，因此我院承当的某硅粉项目选用了中心给料方式。４振动磨的工艺参数某粉体加工车间，选用一款Ｕ型双筒振动磨，设备生产负荷为１0t/h，磨机配置方式为中心给料方式，介质充填率约80%，钢桶直径500mm，长3000mm｡振动磨入料产品的粒度为—15mm，磨矿时间1min，产品粒度—0.3mm占41.6%；磨矿时间2min，产品粒度—0.3mm占60.5%；磨矿时间3min，产品粒度—0.3mm占81.2%｡通过磨机产品的粒度分析，该设备磨出的产品粒度分布完全符合后期合成的需要，由于该设备用于粉体加工积累的实际生产数据少，很多参数还需进一步优化。因本次振动磨是第１次使用，加入的钢棒全部是规格一样的，随着钢棒的磨损，以及后期添加钢棒，钢棒的构成会发生变化，这种变化可依托生产实践数据来确定一个最佳的不同规格的钢棒添加比例和最优的充填比率。由于正向挤压碰撞是振动磨机重要的碰撞能量，提高振动磨的振幅，可大幅加添参加能量传递的接触面积，加添正向挤压的碰撞能量的利用效率，选用该设备的企业可依据物料的性质对振动磨的振幅进行优化。５结论振动磨因密封性好，集中了冲击粉碎