粉體設備論文

1、粉體工藝設備綜述摘要：本文簡單介紹了粉體的加工工藝流程、粉碎的意義、粉碎的分類，重點闡述了幾種常用的破碎機械及其工作原理并附圖，如：顎式破碎機、圓錐式破碎機、輥式破碎機、錘式破碎機、反擊式破碎機，還有粉磨機械及其原理如：籠式破碎機、輪碾機、立式磨、球磨機、自磨機、錘擊磨等。簡單介紹了超細粉體制備設備。此外，還闡述了目前粉體工藝設備存在的問題、發(fā)展方向和發(fā)展前景。關鍵詞：工藝流程 破碎機械 粉磨機械 超細粉體設備 原理 問題 發(fā)展前景Abstract: In this paper, a brief introduction of the process flow of the powder, c

2、rushed significance, crushed classification, focusing on several commonly used crusher and how it works and drawings, such as: jaw crusher, cone crusher,roll crusher, hammer crusher, impact crusher machine, as well as grinding machinery and principles such as: cage crusher, roller-mill, vertical mil

3、l, ball mill, since the mill, hammer mill. A brief introduction to the preparation of ultrafine powders device. Also addressed are the problems of the powder process equipment, direction and development prospects.Keywords: broken process ultra-fine powder of mechanical grinding machinery equipment p

4、rinciple development prospectsAlpha一、簡介：干燥改性混合造粒存儲裝運破碎粉磨均化分級收捕原料產(chǎn)品圖l 粉體加工典型流程示意圖粉體加工是過程工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的工藝流程，主要包括破碎、粉磨、均化、分級、干燥、收捕、混合、存儲、裝運以及某些粉體產(chǎn)品的改性造粒等工序，各工序間還有輸送(計量)作業(yè)。如圖l所示。當然，對不同的粉體產(chǎn)品生產(chǎn)，上述工序有不同的取舍與組合。每一道工序，都必須配置具有相應功能的設備，從而形成了龐雜的粉體加工設備。粉碎機械是應用機械力對固體物料進行粉碎作業(yè)，使之變?yōu)樾K、細?；蚍勰┑臋C械。粉碎機械是破碎機械和粉磨機械的總稱。比較傳統(tǒng)的分類是：排

5、料中粒度大于3mm的含量占總排料量50%以上者稱為破碎機械；小于3mm的含量占總排料量50%以上者則稱為粉磨機械。隨著科學技術的進步， 粉體工業(yè)發(fā)展進入到了納米級領域，對于粉碎設備的分類也將更加細化。粉碎的分類：根據(jù)處理物料要求的不同，一般可將粉碎分為破碎和粉磨兩個階段。破碎又可分為粗碎、中碎和細碎三類。粉磨又可分為粗磨、細磨、超細磨三類。二、物料粉碎的定義、意義、目的和方法1、粉碎的定義固體物料在外力作用下克服其內聚力使之破碎的過程稱之為粉碎。2、粉碎的意義一般來講，每生產(chǎn)1t水泥，大約需要粉磨的各種原、燃材料達4t左右。在粉碎作業(yè)中所消耗的電量占整個水泥生產(chǎn)總電耗的70左右。所消耗的鋼材占

6、全廠鋼材耗量的50左右。粉碎成本占水泥生產(chǎn)總成本的35以上。其中，破碎物料的電耗約占1012。 3、粉碎的目的：1）提高物料的流動性，便于輸送和儲存。 2）便于物料的均化，提高物料的均勻性。 3）降低入磨物料的粒度，提高磨機產(chǎn)量，降低 粉磨電耗。 4）增加物料的比表面積，提高烘干效率。4、粉碎方法1）擊碎：物料在瞬間受到外來沖擊力的作用被破碎。2）壓碎：在兩個工作面之間的物料，受到緩慢增長的壓力作用而被破碎的方法稱為壓碎。此破碎方法適用于破碎大塊硬質物。3）磨碎： 物料受到兩個相對移動的工作面的作用，或在各種形狀的研磨體之間的摩擦作用而被粉碎的方法稱為磨碎。4）劈碎：物料在尖棱工作面之間，受到

7、尖棱的劈裂作用而被破碎的方法。此法多適用于破碎脆性物料。5）折碎：物料在受到兩個相互錯開的凸棱工作面間的壓力作用而被破碎的方法。此法主要適用于破碎硬脆性物料。三、典型粉體加工機械：要是靠機械力的作用， 最常見的破碎方法有五種： 壓碎、劈碎、 折碎、 磨碎、 擊碎， 而超細粉碎則要通過對物料的沖擊、碰撞、 剪切、 研磨、 分散等手段而實現(xiàn)， 傳統(tǒng)粉碎中的擠壓粉碎方法不能用于超細粉碎， 否則會產(chǎn)生造粒效果。由于粉碎方法的不同也使得傳統(tǒng)的粉碎設備和超細粉碎設備有所不同， 下面就對一些典型設備進行介紹。破碎機械根據(jù)結構和工作原理的不同可分為下列幾種類型：（一）、顎式破碎機是由于活動顎板對固定顎板作周期

8、性的往復運動， 物料在兩顎板之間被壓碎。適用于粗、 中破硬質料或中硬質料。（1）工作原理顎式破碎機依靠活動顎板對固定額板作周期性的往復運動，當靠近時，物料在兩塊顎板間被壓碎，當離開時，已被破碎的物料由于自重從破碎腔卸出。（2）類型及構造a.簡單擺動顎式破碎機活動顎板以懸掛軸為支點作往復擺動，其運動行程以活動顎板的底部，即卸料口處為最大。b.復雜擺動顎式破碎機活動顎板懸掛在偏心軸上，而活動顎板的底部則支撐在推力板上。當偏心軸轉動時，活動顎板在其帶動下作上下、左右的復雜的運動，故稱復雜擺動式。顎式破碎機的規(guī)格用進料口的寬度和長度(B×Lmm)表示，如PEF600×900顎式破碎

9、機，表示進料口寬度為600mm，長度為900mm的復雜擺動式顎式破碎機。其中P為破碎，E為顎式，F(xiàn)為復雜 ，J為簡單。（3）主要零部件a.機架 機架在工作中承受很大的沖擊載荷，要具有足夠的強度和剛度。中、小型破碎機一般整體鑄造，大于1200mm×1500mm的顎式破碎機都采用上、下機架的組合形式。b.支承裝置 支承裝置主要用于支承偏心軸和懸掛軸，使它們固定在機架上。目前，支承裝置一般都采用滾動軸承，以減小摩擦、方便維修和保證潤滑。c.破碎部件 d.傳動機構e.調節(jié)裝置f.保險裝置（二）、圓錐式破碎機外錐體是固定的， 內錐體被安裝在偏心軸套里的立軸帶動作偏心回轉， 物料在偏心回轉， 物

10、料在兩錐體之間受到壓力與彎曲力而被破碎。適用于粗、中、細碎硬質料或中硬質料。 主要工作件：動錐和固定錐。動錐做偏心旋轉運動，使物料受到擠壓、彎曲、剪切作用而破碎。連續(xù)破碎，生產(chǎn)能力較顎式破碎機大，功耗低。外錐體是固定的，內錐體被安裝在偏心軸套里的立軸帶動作偏心回轉，物料在兩錐體之間受到壓力和彎曲力的作用而破碎。 近年來，在結構形式上最具代表性的圓錐破碎機仍是瑞典 B45ED3G 集團的液壓圓錐破碎機和芬蘭metso集團的symons體系之圓錐破碎機。發(fā)展特點是高能化，即達到更高的輸入能量/質量比，目標是獲得更高的破碎比和更細的產(chǎn)品粒度。A、瑞典 B45ED3G 集團的第三代H 和 S1800系

11、列液壓圓錐破碎機具有國際領先水平，其傳統(tǒng)特點是陡錐、高擺頻、小偏心距、主軸簡支梁支承形式、底部單缸液壓支承和頂部星型架結構。B、芬蘭 metso集團最新推出了GP550型NordbergGP系列底部單缸液壓圓錐破碎機。其最大功率為351kw，質量為24t。C、Symons系列圓錐破碎機（ee）芬蘭Metso 集團的 HP 系列圓錐破碎機(原屬Metso集團 Nordberg 公司) 具有國際領先水平。該破碎機是在Omni 圓錐破碎機的基礎上發(fā)展而成 ,在 Symons圓錐破碎機基礎上加大了動錐直徑、給料口尺寸和偏心距 ,加快了主軸轉速 ,提高了零部件機械強度 ,使安裝功率和生產(chǎn)能力大幅度提高。

12、D、HP列圓錐破碎機較 Symons 圓錐破碎機的零碎比達到 210 ,可以用于第二段到第四段破碎其最新發(fā)展是 HPSX型 ,該型號增加了從給料端更換動錐之功能 ,用以改進 HP 系列圓錐破碎機的生產(chǎn)能力 。最新、最大規(guī)格為 HP800 圓錐破碎機 ,我國包鋼(集團)公司選礦廠、鞍鋼集團鞍山礦業(yè)公司齊大山選礦廠以及太鋼尖山鐵礦等礦山已使用了該設備 E、北京礦冶研究總院與俄羅斯 Mxahoop技術有限公司合資成立的北京凱特破碎機有限公司從 20世紀90 年代初開始制造慣性圓錐破碎機。目前已形成了 GYP - 60、GYP - 100、GYP - 200、GYP - 300GYP- 450、GYP

13、- 600、GYP- 900、GYP - 1200 的系列規(guī)格。F、法國 FivesLille 集團 FCB 公司根據(jù)俄羅斯慣性圓錐破碎機原理 ,對其結構進行改進 ,開發(fā)了Rhodax慣性圓錐破碎機。其特點是外錐為主動錐 ,內錐是從動錐 ,不平衡偏心配重安裝在外錐上 ,具有破碎力調整方便的優(yōu)點。（三）、錘式破碎機物料被快速旋轉的錘子所擊碎， 錘子自由懸掛在轉盤上， 并被其帶動。適用于中、 細碎中硬質料。錘式破碎機的主要工作部件為帶有錘頭的轉子。當物料進入破碎機中，受到高速旋轉的錘頭的沖擊而被破碎。物料獲得能量后又高速撞向襯板而被第二次破碎。較小的物料通過箅條排出，較大的物料在箅條上再次受到錘頭

14、的沖擊被破碎，直至能通過箅條而排出。（1）構造、工作原理、類型及性能錘式破碎機的主要工作部件為帶有錘頭的轉子。當物料進入破碎機中，受到高速旋轉的錘頭的沖擊而被破碎。物料獲得能量后又高速撞向襯板而被第二次破碎。較小的物料通過箅條排出，較大的物料在箅條上再次受到錘頭的沖擊被破碎，直至能通過箅條而排出。錘式破碎機的優(yōu)點是生產(chǎn)能力高，破碎比大，單位產(chǎn)品電耗低，結構簡單，緊湊輕便，操作維護方便；其缺點是遇堅硬物料，錘頭、襯板和箅條磨損大，檢修頻繁，另外，不適宜破碎含水分超過15的黏濕性物料。（四）、反擊式破碎機物料被快速旋轉的轉子上剛性固定的打擊板打碎， 并且撞擊到反擊板上而進一步被破碎。適用于中、 細

15、破碎硬質料和中硬質料。特點：破碎脆性、纖維性及中硬以下物料。破碎比大，過粉碎少，破碎效率高，能耗低，結構簡單緊湊，維修方便。 工作原理如圖：反擊式破碎機的破碎作用主要分為3個方面： 自由破碎 反彈破碎 銑削破碎 其中，以物(五)、輥式破碎機物料在兩個作相互旋轉的輥筒之間被壓碎。適用于中、 細碎硬質、 軟質料。輥式破碎機的結構簡單，容易制造，適用于破碎中、低硬度、脆性、黏性和松軟的物料。常用來破碎黏土、煤、混合材等。 這種破碎機的缺點是生產(chǎn)能力低，輥齒磨損快，破碎比小，維修頻率高。 (六)、粗碎旋回破碎機 (1)動錐正置，固定錐倒置，支承裝置結構簡單。 (2)產(chǎn)品粒度通過升、降主軸和動錐來改變排

16、料口寬度進行調節(jié)。性能和應用：粗碎圓錐破碎機和鄂式破碎機都可以用作粗碎機械，二者相比較，粗碎圓錐破碎機的特點是：破碎過程是沿著圓環(huán)形破碎腔連續(xù)進行的，因此生產(chǎn)能力較大，單位電耗較低，工作較平穩(wěn)，適于破碎片狀物料，破碎產(chǎn)品的粒度也較均勻。 粗碎圓錐破碎機缺點是：結構復雜，造價較高，檢修較困難，機身較高因而使廠房及基礎構筑物的建筑費用增加。適合于生產(chǎn)能力較大的工廠中使用。 四、傳統(tǒng)的粉磨機械由于粉碎方法的不同， 而且被處理物料的性質也差異很大， 為了滿足需要， 按結構和工作原理的不同， 粉磨機械可分為下列類型：（1）籠式破碎機簡稱籠磨機， 它利用快速旋轉的籠子對物料進行沖擊粉碎。適用于細碎和粗磨脆

17、性及軟質材料， 一般在玻璃工業(yè)中應用比較多。（2）輪碾機物料在旋轉碾盤上被滾動的圓柱形碾輪所壓碎及磨碎。適用于細碎和粗磨中硬及軟質料。（3）立式磨又稱環(huán)輥磨， 磨輥受到彈簧的作用緊壓在旋轉磨盤上， 物料即在磨盤及磨輥之間被壓、 研碎， 然后被空氣帶走。適用于細磨軟、 中硬質料。（4）球磨機物料與研磨體在旋轉的筒體中， 由于研磨體被筒體帶起， 然后從一定的高度下落， 能將物料擊碎和磨碎適用于粗、 細磨硬質料和磨蝕性料。（5）自磨機又稱無介質磨機， 它基本上不用研磨體， 物料在旋轉筒體中被帶起， 然后從一定高度下落， 物料相互間產(chǎn)生連續(xù)不斷的碰撞而被擊碎和磨碎。適用于細碎、 粗、 細磨中硬和硬質料

18、。（6）錘擊磨 物料被高速度旋轉的錘頭擊碎， 錘頭是自由地懸掛或固定在轉盤上， 擊碎后的物料被下面的空氣帶走， 若使用熱空氣時， 還可以同時進行物料的干燥。適用于細碎和粗磨軟、 中硬質料。（7）輥壓機 物料在一對相向轉動的軋輥中被壓碾碎， 平滑高壓軋輥的直徑是長度的 倍。一個軋輥具有固定可調底座， 粉碎所需的壓力由液壓系統(tǒng)施加于另一個軋輥上， 軋輥通過萬向軸由安裝在軸上的行星減速裝置驅動， 物料從漏斗喂入兩個軋輥的縫隙中， 被壓出來的物料成片狀， 壓片中含有粗粒和細粒， 所以必須通過二次粉磨把壓片松散開。適用于粗磨和細磨脆性物料。五、超細粉體制備設備我們通常采用的粉碎方法主物料細微狀態(tài)下， 其

19、物理及化學性質均會有明顯的變化并出現(xiàn)許多優(yōu)良性能。由于超細粉體粒度細、 表面積大、 分布均勻而且缺陷?。?大大加快化學反應的速度； 充分釋放可燃性固體物料所含的能量； 使藥品的生化作用更趨向有效； 使油漆、 油墨的色彩更亮澤； 使涂料粘合更為牢固等等。為了利用這些特殊的性能， 現(xiàn)代化工、電子技術等對其所用物料的細度提出了更高的要求， 因此， 超細粉碎技術應運而生。從二十世紀40年代起國外就開始注重以超細粉碎、 分級及改性為基礎的深加工技術。目前， 國外的超細粉碎設備已經(jīng)可以加工細度為0.510m任意窄級別的粉體。超細粉碎通過對物料的沖擊， 碰撞， 剪切， 研磨， 分散等手段而實現(xiàn)。超細粉碎設備

20、按不同的粉碎方式可分為：機械沖擊式粉碎機、 振動磨、 氣流粉碎機、 攪拌磨等。（1）機械超細粉碎機A、攪拌球磨機攪拌球磨機是超細粉碎機中最有發(fā)展前途，而且能量利用率最高的一種超細粉碎設備。B、沖擊式粉碎機高速沖擊式粉碎機按轉子的布置方式和錘頭的個數(shù)、形式分為多種，其特點是粉碎效率高、粉碎比大、結構簡單、運轉穩(wěn)定，適合于中、軟硬度物料的粉碎，廣泛應用在礦業(yè)、化工、建材、食品、藥物等行業(yè)。（2）氣流式超細粉碎機A、圓盤式氣流粉碎機這類氣流粉碎機的腔體成圓盤狀，故而得名，如圖6所示。圓周上的多個氣流入口與固定的噴射環(huán)管成一定角度，使噴射氣流所產(chǎn)生的旋轉渦流既能使粒子得到良好的沖撞、摩擦，又能在離心力

21、的作用下達到分級的目的噴嘴噴射出來的空氣膨脹的作用能降低粉碎室的溫度。B、O型環(huán)氣流粉碎機O型環(huán)(循環(huán)管式)氣流粉碎機。原料由文丘里噴嘴加入粉碎區(qū)，氣流經(jīng)一組噴嘴噴入不等徑變曲率的O型循環(huán)管式粉碎室，并加速顆粒使之相互沖擊、碰撞、摩擦而粉碎同時旋流還帶動被粉碎的顆粒沿上行管向上運動進入分級區(qū)在分級區(qū)離心力場的作用下，使密集的料流分流，細粒在內層經(jīng)百葉窗式慣性分級器分級后排出，即為產(chǎn)品；粗粒在外層沿下行管返回繼續(xù)循環(huán)粉碎。C、沖擊靶式氣流粉碎機沖擊靶式氣流粉碎機的結構原理：壓縮空氣從下部空氣管送入，為了達到強制給料的目的，右上方安裝有螺旋加料器，空氣和物料在混臺室內混合并以超音速與沖擊板相沖擊，

22、從而將顆粒粉碎。氣流連續(xù)噴射，顆粒經(jīng)過一次沖擊之后進入上升管，并在湍流作用下相互間撞擊摩擦，從而達到超微粉碎的目的。D、對撞式氣流粉碎機它是利用兩股相對運動的高速氣流夾帶著顆粒對撞在一起，從而達到粉碎的目的。顆粒之間在混合氣流作用下元規(guī)則的碰撞中向低壓區(qū)移動，大量的混合粉體經(jīng)連通管向上移動。細粉從上部排出；粗粉向下落，并在二次空氣的夾帶下通過料管重新進入粉碎區(qū)。（3）氣力超細分級典型設備A、離心轉子式分級機該分級機是分級設備中的主導產(chǎn)品，現(xiàn)有多家公司生產(chǎn)，其關鍵部件略有不同。分級機工作部件主要是一高速旋轉的轉子，當氣固兩相流通過轉子間隙由外向內運動時，顆粒在離心力場作高速旋轉。較大的顆粒在強大

23、離心力的作用下，被拋向器壁而失去動能，并在重力作用下，由排料口排出；較小的顆粒則在氣體粘滯力的作用下，隨氣流向轉子內部運動，成為產(chǎn)品而由出料口排出。B、多次分散超微粉分級機針對微細粉體的精密分級，在傳統(tǒng)轉子式分級機的基礎上發(fā)展了帶有多次分散風的分級機，這是一種切割粒徑小至1“m的精密分級機。原料在一次空氣的夾帶下切向進入轉子分級區(qū)域，沿器壁流動的同時被徑向三次風吹散，空氣與合格的細粉經(jīng)過葉輪和細顆粒出口作為產(chǎn)品而收集；粗顆粒和團聚顆粒在下落的過程中，通過一個導向葉片環(huán)被分級區(qū)底部切向導入的二次空氣再次分散。其處理能力為50一1500kgh，空氣耗量為15150m3min，轉子轉速為800230

24、0rmin。C、多轉子微粉分級機本分級機是由上部多個轉子構成的分級腔和底部分散裝置組成的大處理量分級機，原料在分級機的底部被流化分散，然后被上升氣流帶入分級區(qū)。細粉通過轉子葉片后在上部提出，進入收集器。粗粉及團聚顆粒在下落過濾中。與切向導入的二次氣流相遇再次分散后，通過底部的出口閥卸出。該機專門為高細度、大處理量的分級過程而設計。其能力為16th，空氣耗量為15600m3min，轉子的轉速為3002300rmin。分級切割粒徑為515µm。D、DS型分級機這也是一種無轉子的半自由渦式分級機，舍有微細顆粒的兩相流，在負壓的作用下旋轉進入分級機。經(jīng)沿上部筒體壁旋轉分離后，部分空氣和微粉通

25、過插入管離開分級機；剩余部分需要進一步分級的物料，通過中心錐體進入到分級區(qū)，由于離心力的作用被分成粗粉和細粉。二次空氣經(jīng)過可調整角度的葉片進入分級室，以使顆粒充分分散。提高其分級效率。粗粉經(jīng)過環(huán)形通道進入卸料倉，細粉從中心錐體下部排出機外還有其它幾種型式，如：SPC型渦輪分級機等。六、粉體加工工程的發(fā)展了滿足“節(jié)能降耗”與“資源有效利用”的社會要求，粉體加工設備必須在技術上不斷進步，近20年中主要體現(xiàn)在下列四個方面：從常規(guī)設計向優(yōu)勢設計的進化；粉體設備技術數(shù)字化；耐磨材料的多樣化；設備功能組合的個性化。（1）粉體加工設備從常規(guī)設計向優(yōu)勢設計進化所謂“常規(guī)設計”，就是按照已有的知識和規(guī)劃，進行一

26、般機器的設計。（2）粉體設備技術數(shù)字化“數(shù)字化”是提高粉體加工設備技術水平的有效途徑之一，它綜合運用信息技術、計算機技術及控制技術的方法與成果，與粉體加工設備的設計、制造、模擬實驗、運行相結合，更利于達到優(yōu)化功能、提高性能和節(jié)省制造成本與運行費用的目的。（3）抗磨技術與耐磨材料的多樣化抗磨技術與耐磨材料是摩擦學與材料工程所研究的問題，也是粉體加工設備的發(fā)展所必須面對的問題。（4）粉體加工設備功能的個性化粉體加工設備的功能，不同于通常的制造業(yè)，其個性化要求高得多。特別是近20年來，功能個性化的趨勢日益明顯，除了受粉體加工原料與產(chǎn)品的多變性影響之外，還有一個市場爭奪的因素。七、存在問題及需要注重的

27、方面隨著高新技術和新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展， 對超細粉體產(chǎn)品粒度、 純度及粒度分布等各項精度要求也相應提高， 今天的納米技術就像世紀四五十年代的晶體管一樣， 其技術發(fā)展和工業(yè)化應用將進一步促進經(jīng)濟發(fā)展， 同時又面臨著節(jié)約能源、 保護自然環(huán)境等資源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的嚴峻挑戰(zhàn)， 超細粉碎技術面臨的問題也越來越大。為了滿足今后社會生產(chǎn)的需要， 在今后超細粉碎技術研究中應注重以下方面：加強粉碎與超細粉碎基礎理論的研究。（2）在深入研究超細粉碎理論和技術的基礎上， 注重學科交叉， 積極借鑒其他學科知識。（3）加強超細粉碎過程中的機械化學研究。（4）改進現(xiàn)有超細粉碎設備， 發(fā)展新型設備。（5）尋求解決超細粉碎過程中

28、磨損的有效途徑。（6）加強專用設備的研究， 特別是超細粉碎設備， 如有形狀 （球形、 片狀等） 等特殊要求的粉體加工設備等。（7）注重粉碎與分級的有機結合。（8）粉碎是一個概率過程， 其產(chǎn)物具有一定的粒度分布。應加強超細粉碎粒子的在線測試、 監(jiān)控及其相應監(jiān)測儀器設備的研究。（9）超細粒子的分散是制備高性能復合材料地基礎， 研究超微細粉的團聚機理， 探索消除硬團聚的有效途徑，將有助于制備納米相均勻的納米復合材料， 充分發(fā)揮其性能。（10）粉體特別是納米粉體的表面改性在粉體制備和性能優(yōu)化方面也具有十分重要的意義。為此，應加強改性機理的研究，針對改性需要研究改性的方法、技術、 測試手段及其相應儀器設備。八、超微粉體技術的前景進入新