研磨的多功能性(濕式或干式;批量式或連續式)
攪拌磨是由Andrew Szegvari博士在20世紀20年代發明的。攪拌式介質攪拌磨的最初概念就是從這里開始的。
1946 年,Szegvari博士創立了自己的攪拌磨制造公司Union Process Inc.經過近50年(至今已75年)的持續研發,超細攪拌磨已成為最高效、用途最廣的研磨和分散設備之一。圖一顯示了攪拌磨多年來發展的概況。
雖然攪拌磨的種類很多(批量式、連續式、循環式、干式或濕式),但基本原理是相同的。它是一種含有內部攪拌介質的攪拌磨,因此一般稱為"攪拌式研磨機"。
這也是攪拌磨最重要的設計理念之一,即功率輸入直接用于攪拌介質以實現研磨,而不是用于旋轉或振動除介質之外的大而重的研磨缸。
被研磨的物料被裝入或泵入裝有研磨介質的研磨缸中,然后物料和介質通過帶有一組水平臂的旋轉中心軸攪拌,使研磨介質不規則運動,如圖2所示。
一般來說,攪拌磨攪拌臂的末端速度為每秒3到5米,但HSA(新設計的高速攪拌磨)的運行速度要快4到5倍。攪拌磨使用的介質尺寸從2mm到10mm。研磨中使用的介質類型包括各種類型的鋼和陶瓷。攪拌磨的作用會產生強大的沖擊力和剪切力,這種合成的動量可以非常有效地減小尺寸,出料粒徑可達幾微米甚至亞微米,并且分布非常窄。
各種類型的攪拌磨可用于濕磨或干磨。
一系列防金屬污染的設備是專為陶瓷行業設計的。已經開發了幾種類型的陶瓷和聚合物材料,用于制造機器內部零件的攪拌棒或套筒。這些材料包括氧化鋁、氧化鋯、碳化硅、氮化硅、碳化鎢、橡膠、聚氨酯和各種塑料。
實驗型攪拌磨設計有變速驅動,可用于不同的RPM選擇。研磨缸尺寸從100ml到9.5L。
生產型攪拌磨配備變頻調速驅動——高速用于實際研磨,低速(高速的1/3)用于裝料、卸料和清潔過程。設備容量范圍35L到3800L不等。
所有研磨缸均配有冷卻或加熱用夾套。
可配備扭矩計測量輸入的能量,也可利用總功耗來監控研磨過程。
可以提供缸蓋密封,以便在惰性氣氛下進行所需的加工。
批量式攪拌磨的操作非常簡單。所有物料可直接裝入研磨缸,無需預混或預分散,由于上開式研磨缸是固定的,因此可以直接觀察該過程,并可隨時添加修改和附加物料。
最大進料粒度可達10mm,前提是物料易碎;反之,任何10目以下材料都可以在本機中加工。
物料 | 進料粒徑 | 出料細度 | 設備型號/ 研磨時間 |
鋯英砂/水 (60%固體) | 100目 | 50%<1.08μ 90%<3.00μ | 1-S/3小時 |
碳化硅/異丙醇 (60%固體) | -80目 | 50%<1.55μ 90%<3.98μ | 1-S/5小時 |
二氧化硅/水 (63.2%固體) | 60目 | 50%<2.5μ 90%<5μ | 200-S/3.5小時 |
稻殼灰/水 (52.5%固體) | 1毫米+ | 50%<2.05μ 90%<4.42μ | 200-S/3.5小時 |
該系統由攪拌磨和儲料缸組成,儲料缸的尺寸通常為攪拌磨的10倍。
Q-攪拌磨系統的基本要求之一是高循環(或泵送)速率。至少每7-8分鐘將儲料缸中的全部物料過一次攪拌磨。在這種快速速度下,預混漿料被泵送通過密閉的格柵,磨介充當動態篩,允許細粒快速通過,而較粗的顆粒將被繼續研磨至更細。(見圖5)
物料 | 進料粒徑 | 出料細度 | 設備型號/ 研磨時間 |
鈦酸鋇/水 (50%固體) | 平均100μ 最大250μ | 50%<0.49μ 90%<2.74μ | Q-25/36.33分鐘 |
氧化鎳/水 (63.5%固體) | 325目 | 50%<0.62μ 90%<1.36μ | Q-100/62分鐘 |
氧化鉍/水 (50% 固體) | 150μ | 50%<1.31μ 90%<4.38μ | Q-2/38分鐘 |
巧克力涂層 | 380μ | 22μ | Q-50/6分鐘 |
C系列設備最適合連續生產大量物料。
為了能夠使用這種類型的工藝,必須有一種預混良好的料漿。料漿通過高而窄的研磨缸底部向上泵送,并從缸頂部排出。
一定細度所需的停留時間由泵速控制。
連續式攪拌磨可以串聯設置,使用較大的磨介和格柵開口進行粗進料,然后使用較小的磨介進行后續操作以實現更細的研磨。
物料 | 進料粒徑 | 出料細度 | 設備型號/ 研磨時間 |
陶瓷粉末/水 (70%固體) | 6.9%+325目 | 50%<0.5μ 90%<1.5μ | C5/8.66分鐘 |
三水氧化鋁/水 (25%固體) | 48%+325目 | 50%<4.11μ 90%<10.43μ | C20/11.76分鐘 |
乳膠涂料分散液 | 100μ | 平均3-5μ | C20/5.8分鐘 |
巧克力酒 | 22%+200目 | 99.04%-200目 98.27%-325目 | C20/1.6分鐘 |
SD干式攪拌磨可用于連續和批量加工應用。在連續操作中,物料從頂部送入研磨缸,然后通過攪拌磨介將其處理至所需粒徑,并通過研磨缸底部的計量格柵排出。(見圖7)
SD攪拌磨也用于研磨分散強化金屬(DSM)。在這一過程中(稱為機械合金化或冷焊),運動孔隙使研磨介質將金屬破碎成小顆粒,并將其攪拌在一起形成團塊。通過重復該過程,將各種金屬均勻混合和分散,形成新的合金成分(DSM)。
物料 | 進料粒徑 | 出料細度 | 設備型號/ 批次時間或處理率 |
玻璃粉 | -25目 | 50%<3.47μ 90%<9.52μ | 30SD/2小時20分鐘 |
氧化鋯 | 4-20目 | 中值3.15μ | 200SD/2小時20分鐘 |
鐵氧體 | 6.9μ F.S.S. | 1.9μ F.S.S. | 100SD/800磅/小時 |
離子交換樹脂 | 1/16"顆粒 | 平均4.36μ | 200SD/25分鐘 |
HSA高速攪拌磨通常用于連續模式。利用離心力,物料從頂部送入攪拌磨并從底部排出。HSA系列設備適用于將較小粒徑(通常為40目)的材料送入機器以得到微米級的最終產品。
物料 | 進料粒徑 | 出料細度 | 設備型號/處理率 |
碳酸鈣 | 90%+325目 | 50%<2.28μ 90%<5.81μ | HSA30/500 磅/小時 |
硫酸鋇 | 325目 | 50%<2.82μ 90%<9.88μ | HSA30/1000 磅/小時 |
浮石 | 270-325目 | 50%<4.83μ 90%<11.33μ | HSA30/750 磅/小時 |
滑石粉 | 200目 | 45%<1μ 61.4%<2μ 78.8%<4μ | HSA30/580 磅/小時 |
* 快速高效的細磨。
* 通用且簡單的工藝。
* 低能耗。
* 良好的溫度控制。
* 低維護。
* 更小的廠房面積要求。
*最有效地用于精細研磨(最終產品-200目至亞微米)。
*在攪拌磨中加工的物料的進料粒徑通常應小于攪拌磨磨介直徑。
*濕磨對于大多數需要亞微米以下顆粒的產品是必要的。
*為特定產品的無污染研磨提供合適類型和尺寸的磨介。
*干磨工藝確實會產生高達300-350℉的內部熱量。
美國UP青島工廠—青島聯瑞精密機械有限公司
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