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碳化硅無介質(zhì)破碎加工線

關鍵詞 碳化硅 , 無介質(zhì)破碎|2011-06-23 13:59:18|制造技術|來源 中國磨料磨具網(wǎng)
摘要 寧夏天凈集團晨光碳化硅有限公司王明孝一、前言隨著新材料的開發(fā)和應用,碳化硅(sic)材料因其獨特的性質(zhì)在工程陶瓷、磨料、耐火材料、化工、電力以及冶煉和鑄造行業(yè)有著廣泛的用途。國內(nèi)外...

寧夏天凈集團晨光碳化硅有限公司 王明孝


  一、前言
  隨著新材料的開發(fā)和應用,碳化硅(sic)材料因其獨特的性質(zhì)在工程陶瓷、磨料耐火材料、化工、電力以及冶煉和鑄造行業(yè)有著廣泛的用途。國內(nèi)外商家所使用碳化硅材料,不但對其化學成份有其嚴格指標要求,而且對物料的物理性能和顆粒形狀有特殊的要求,其形狀必須是等積形的球狀體,不能有“假顆粒”積合體存在。不但對其真比重有嚴格要求,而且對物料的堆積密度也有嚴格的要求規(guī)定。堆積密度小,顆粒形狀不好,韌性和強度差的碳化硅原材料,在國內(nèi)外市場缺乏競爭力。
  二、國內(nèi)目前碳化硅加工生產(chǎn)的工藝現(xiàn)狀
  國內(nèi)磨具磨料行業(yè)尚沒有自己的專業(yè)加工設備,普遍借用礦山加工機械進行破碎作業(yè)。目前,磨料耐火材料普遍采用的加工設備和工藝是:鄂式破碎機粗碎 — 雙輥破碎機中碎 — 球磨機細碎 — 輪式干碾機進行整形。這些加工設備主要采用擠壓破碎和磨礦原理。雖然在一定范圍內(nèi)能滿足市場需要,但工作效率低,消耗動力大,顆粒形狀差,工藝復雜,設備難于維護,工本費用高,更嚴重的危害是在加工破碎碳化硅過程中,由于碳化硅的高硬度造成破碎機機體嚴重磨損,使產(chǎn)品中帶入的機械“鐵”特別多,造成了“鐵”污染,受污染的破碎料,必須經(jīng)酸洗處理掉“鐵”后,才能應用,不但加工費用高,物料損失量大,受加工工藝因素的制約,影響加工生產(chǎn)量,而且對環(huán)境還會造成嚴重的危害。
  金屬鐵及其氧化物,在非金屬材料中,是百害而無一利的有害元素,在碳化硅材料中,也有著極其嚴格的限量指標,超指標就為廢品。
  三、尋求科學先進的破碎設備,以改變目前的“鐵污染”性加工工藝。
  分析傳統(tǒng)加工破碎工藝,造成“鐵”污染的工序主要來自球磨“細碎”和輪碾機“整形”工序,莫氏硬度為13級的碳化硅在研磨加工時,會對破碎機鋼球和襯板造成嚴重磨損,一般鐵的磨損消耗量為2-3‰左右,這種物料不經(jīng)酸處理是無法使用的,為此,基于國內(nèi)行業(yè)內(nèi)的普遍現(xiàn)狀,迫切尋求一種代替?zhèn)鹘y(tǒng)破碎設備的無介質(zhì)破碎設備,從根本上去除雜質(zhì)“鐵”等硬性指標元素,進行集破碎與整形為一體的細碎設備是行業(yè)內(nèi)同仁們多年來的追求目標,以滿足工程陶瓷工業(yè)對高純碳化硅材料的要求。為此,筆者經(jīng)過長時間的反復考查測試認為:PL型立式?jīng)_擊破碎機完全能夠滿足無“鐵污染”等因加工設備本身造成 的污染的要求,并且加工出產(chǎn)品顆粒形狀好,呈等積形,堆積密度大,一改傳統(tǒng)加工現(xiàn)狀。
  PL型立式?jīng)_擊破碎機是一種物料與物料自沖擊新型破碎機。它采用“石打石”原理,利用物料在高速旋轉(zhuǎn)時葉輪中加速,與破碎機渦動腔內(nèi)的物料自身發(fā)生碰擊破碎原理,物料幾乎不與機體接觸,大大降低了物料的“鐵污染”,加工出的產(chǎn)品粒形為等積立方形,同時具備粗碎、細碎和整形雙重作用。
  立式?jīng)_擊破碎機的傳統(tǒng)用途是:加工破碎、鋁釩土、耐火材料、鋼渣及較軟的非金屬材料。加工能力非常大,效率特別高,但在國內(nèi)還沒有人敢用于加工破碎俗稱“工業(yè)牙齒”的碳化硅,無法涉取有參考價值的技術數(shù)據(jù)和成功經(jīng)驗可以借鑒,在企業(yè)領導支持下,為了慎重起見,我們在整體工藝生產(chǎn)線設計定型之前,在破碎機生產(chǎn)方的協(xié)助下,現(xiàn)場投入了共80噸高質(zhì)密碳化硅塊料進行了重負荷、高強度的工業(yè)性試驗,鑒定該機械設備的各種性能、生產(chǎn)量、耐磨體使用壽命,以及生產(chǎn)成本和經(jīng)濟效益。
  具體試驗過程:
  試驗機型PL-700(配套電機55KW)
  試驗時間:2000年6月9日-10日
  產(chǎn)品結構:0-5mm混合砂
  每小時進料量30噸
  產(chǎn)量18.4噸/小時
  耐磨體、流道襯板磨損消耗量為2kg,加工產(chǎn)成品80噸。
  平均介質(zhì)“鐵”含量:0.002 / 80 = 1 / 40000
  產(chǎn)品粒度分析:
  


  為了適應市場對各種粒度段的要求,采用調(diào)頻器調(diào)整電動機轉(zhuǎn)速,改變破碎機轉(zhuǎn)子的線速度,對不同粒度段產(chǎn)品產(chǎn)率進行了試驗.
  不同轉(zhuǎn)子線速度產(chǎn)品產(chǎn)率為:
  


  試驗結論:改變破碎機轉(zhuǎn)子的線速度,可以改變產(chǎn)品的粒度結構,以適應市場對不同粒度產(chǎn)品的需求量,以減少在加工過程中滯銷粒度號產(chǎn)品的積壓。
  四、成套生產(chǎn)線的設計
  完成上述重負荷工業(yè)試驗后,進行生產(chǎn)加工生產(chǎn)線的設計。
  加工線采用空間布置形式,作業(yè)流程是:
  


  成套破碎加工進行封閉式作業(yè),利用除塵設施進行了收塵,加工出的產(chǎn)品其sic含量高于入料時原料指標Fe2O3和F?C明顯低于入料時的原料指標。(其機理另文述)
  


  經(jīng)過幾年多的生產(chǎn)實踐,該生產(chǎn)線運行穩(wěn)定,結構簡單,高效節(jié)能,破碎效率高,具有細碎、中碎功能,維護方便,便于操作。克服了傳統(tǒng)加工工藝設備,效率低下,機體磨損嚴重,維修困難及費用成本高的缺點,大大降低了物料的“鐵污染”現(xiàn)象存在,而且成品物料顆粒形狀成等積形或立方體,無“假顆粒”現(xiàn)象,同時具備集“破碎”和“整形”一次加工完成的雙重作用。基本實現(xiàn)了無介質(zhì)加工目的。
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