超細（納米級）攪拌磨機的研制開發(fā)
超細（納米級）攪拌磨機的研制開發(fā)
劉光林
摘要：本文針對超細（納米級）攪拌磨機的現(xiàn)況及發(fā)展、超細（納米級）分散研磨技術(shù)的原理、超細（納米級）研磨機的構(gòu)造、現(xiàn)有設(shè)備的來源、進行了探討。
關(guān)鍵詞：超細（納米級）攪拌磨機 分散研磨技術(shù) 市場開發(fā)
一、超細（納米級）攪拌磨機的用途
主要用于磁性材料、粉未治金、涂料、油漆等行業(yè)的物料超細粉碎，是近年國內(nèi)應(yīng)用雷蒙研磨理論和吸收國外先進研磨設(shè)備的技術(shù)后發(fā)展起來的；屬技術(shù)含量較高的現(xiàn)代超細研磨設(shè)備。
二、超細（納米級）攪拌磨機的市場開發(fā)價值
1、二十一世紀，納米級材料的發(fā)展，應(yīng)用是大勢所趨，需要大量的超細（納米級）攪拌磨機這類設(shè)備。
2、據(jù)調(diào)查并預(yù)測，國內(nèi)對超細（納米級）攪拌磨機年需求量是：LJM-1000-A型連續(xù)式磨機5180臺以上，210L型循環(huán)式磨機6500臺以上。據(jù)調(diào)查，國內(nèi)中、大型超細（納米級）攪拌磨機工業(yè)化生產(chǎn)程度不高，現(xiàn)主要是小容量的超細攪拌磨機生產(chǎn)技術(shù)較成熟。余缺主要通過國外引進和沿續(xù)使用原落后淘汰的球磨機設(shè)備補充。
若研制開發(fā)研磨能力在0.5t/臺.時以上、研磨細度在0.5μm以下的大、中型超細（納米級）攪拌磨機設(shè)備，且設(shè)備運行安全、可靠、自動化程度高，則更具強勁的市場競爭力。
3、市場單價情況
按現(xiàn)在市場價：循環(huán)式210L型磨機銷售價為20萬元/套，連續(xù)式LJM-1000-A型磨機銷售價為10萬元/套，其銷售利稅在40%以上。因此，研制開發(fā)大、中型超細（納米級）攪拌磨機具有廣闊的市場前景。
4、該設(shè)備的研制開發(fā)技術(shù)性可行，投入開發(fā)資金較少，加工設(shè)備無特殊要求，制造成本低。
5、設(shè)備型號規(guī)格的確定
根據(jù)磁性材料、粉未治金、涂料、油漆等行業(yè)的產(chǎn)品工藝特點、產(chǎn)量要求和市場開發(fā)預(yù)測結(jié)果，確定研制LJM-1000-A連續(xù)式和210L型循環(huán)式超細（納米級）攪拌磨機較有市場價值。
三、超細磨機的組成及工作原理
1、超細攪拌磨機組成：主要由雙速電機、圓弧齒蝸輪減速器、攪拌器、（或攪拌貯桶）、物料輸送泵、自動控制等部分組成。2、攪拌磨工作原理：電機經(jīng)減速后，驅(qū)動攪拌裝置，使研磨球介質(zhì)和物料在整個研磨罐內(nèi)作不規(guī)則翻轉(zhuǎn)，使球介質(zhì)與物料之間產(chǎn)生相互撞擊研磨、致使物料磨得很細，并達到均勻分散的效果；如此循環(huán)，直至獲得所需細度的納米級產(chǎn)品。（如簡圖所示）：
1、攪拌器結(jié)構(gòu)
攪拌器是超細（納米級）攪拌磨機的核心部分，攪拌器的結(jié)構(gòu)決定了磨機的生產(chǎn)能力和研磨效率，經(jīng)過多次計算和模擬實驗，確定攪拌器的棒與棒間夾角為40°，棒間距為48mm，棒與罐體內(nèi)壁間距為是45mm，棒與罐底間距為35mm。攪拌磨材料為4CrMn12VB，并進行特殊的工藝處理，使其工作耐磨時間達800小時以上。
2、攪拌磨罐的冷卻結(jié)構(gòu)
攪拌磨罐的冷卻作用是將罐內(nèi)產(chǎn)生產(chǎn)大量熱能帶走，而降低磨機和物料的溫度。溫度低，則物料的分散性好，物料超細微粒不容易聚在一起，從而加快了研磨速度，增加了磨機的生產(chǎn)能力，提高了產(chǎn)出物料的均勻度。為此，設(shè)計采用獨特的螺旋狀走向的冷卻夾套結(jié)構(gòu)，可增大冷卻面積，能迅速將罐內(nèi)研磨時產(chǎn)生的熱量帶走，會產(chǎn)生較好的冷卻效果。
3、攪拌磨罐的罐底宜采用圓弧過渡結(jié)構(gòu)，可消除研磨死角，使產(chǎn)出物料更加均勻。
4、研磨介質(zhì)比的確定：經(jīng)理論計算和模擬實驗確定，研磨介質(zhì)比（攪拌磨罐的容積和磨球之比）為1：0.65較為合理。
5、篩網(wǎng)的設(shè)計：進出口篩網(wǎng)設(shè)計得是否合理，關(guān)系到物料流動是否順暢，篩網(wǎng)有效網(wǎng)孔總面積過小，則容易堵塞：有效網(wǎng)孔總面積過大，則會降低研磨效果。進、出口篩網(wǎng)網(wǎng)孔有效總面比設(shè)計為1：1.5較適宜。
210L機型宜采用孔寬為1.2mm的條狀孔較好；進口篩網(wǎng)有效總面積為26cm2，出口篩網(wǎng)有效面積為38cm2。
LJM機型采用1.5mm孔寬的條狀孔；進口篩網(wǎng)有效總面積為32cm2，出口篩網(wǎng)有效總面積為42cm2。
模擬試驗結(jié)果，上述篩網(wǎng)孔的設(shè)定，物料流動順暢，研磨效果較佳。
6、聯(lián)軸器聯(lián)接方式設(shè)計：采用銅絲石棉板作摩擦傳動，使電機、減速器等得到了很好的過載保護。
7、設(shè)計選用中采用多極、雙速電機，磨機自動化控制設(shè)計為延遲保護直接起動，可解決超重載荷電機無法直接起動的難題。
六、磨機生產(chǎn)制造工藝重點工序
磨機生產(chǎn)制造工藝重點工序主要有：1、主軸、篩網(wǎng)、攪拌棒等的熱處理工藝；2、攪拌器裝配參數(shù)的保證；3、攪拌磨罐底的過渡圓角；3、攪拌磨罐的圓度控制；4、整機裝配的垂直度控制。
七、磨機研磨效果試驗效果情況
1、210L型磨機試驗結(jié)果：①研磨硫酸燒渣鐵磁系列產(chǎn)品： 給料粒度為20μm、產(chǎn)出物料粒度為0.5μm時，研磨能力為625kg/小時.臺；
2、LJM-1000-A型磨機試驗結(jié)果：①研磨硫酸燒渣鐵紅系列產(chǎn)品： 給料粒度為20μm、產(chǎn)出物料粒度為0.5μm時，研磨能力為530kg/小時.臺。
試驗中，兩種磨機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、安全可靠。
八、結(jié)論
超細（納米級）攪拌磨機的研制開發(fā)，在理論上可行，在試驗中 LJM-1000-A型和210L型超細（納米級）攪拌磨機質(zhì)量、性能等指標處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，可作定型或批量生產(chǎn)。
參考文獻：
1、化工容器及設(shè)備簡明設(shè)計手冊（二版 賀匡國主編 化學(xué)工業(yè)出版社）
2、化工設(shè)備設(shè)計手冊（（朱有庭，曲文海，于浦義主編 化學(xué)工業(yè)出版社）
3、中國粉體技術(shù)2006（第4期）
4、中國粉體工業(yè)通鑒2006-2009（粉體技術(shù)篇）
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