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郑州华晶金刚石股份有限公司

碳化硅无介质破碎加工线

关键词 碳化硅|2010-11-02 00:00:00|来源 宁夏天净集团晨光碳化硅有限公司
摘要   一、前言  随着新材料的开发和应用,碳化硅(sic)材料因其独特的性质在工程陶瓷、磨料、耐火材料、化工、电力以及冶炼和铸造行业有着广泛的用途。国内外商家所使用碳化硅材料,不但对...

   一、前言
  随着新材料的开发和应用,碳化硅(sic)材料因其独特的性质在工程陶瓷、磨料、耐火材料、化工、电力以及冶炼和铸造行业有着广泛的用途。国内外商家所使用碳化硅材料,不但对其化学成份有其严格指标要求,而且对物料的物理性能和颗粒形状有特殊的要求,其形状必须是等积形的球状体,不能有“假颗粒”积合体存在。不但对其真比重有严格要求,而且对物料的堆积密度也有严格的要求规定。堆积密度小,颗粒形状不好,韧性和强度差的碳化硅原材料,在国内外市场缺乏竞争力。
  二、国内目前碳化硅加工生产的工艺现状
  国内磨具磨料行业尚没有自己的专业加工设备,普遍借用矿山加工机械进行破碎作业。目前,磨料耐火材料普遍采用的加工设备和工艺是:鄂式破碎机粗碎 — 双辊破碎机中碎 — 球磨机细碎 — 轮式干碾机进行整形。这些加工设备主要采用挤压破碎和磨矿原理。虽然在一定范围内能满足市场需要,但工作效率低,消耗动力大,颗粒形状差,工艺复杂,设备难于维护,工本费用高,更严重的危害是在加工破碎碳化硅过程中,由于碳化硅的高硬度造成破碎机机体严重磨损,使产品中带入的机械“铁”特别多,造成了“铁”污染,受污染的破碎料,必须经酸洗处理掉“铁”后,才能应用,不但加工费用高,物料损失量大,受加工工艺因素的制约,影响加工生产量,而且对环境还会造成严重的危害。
  金属铁及其氧化物,在非金属材料中,是百害而无一利的有害元素,在碳化硅材料中,也有着极其严格的限量指标,超指标就为废品。
  三、寻求科学先进的破碎设备,以改变目前的“铁污染”性加工工艺。
  分析传统加工破碎工艺,造成“铁”污染的工序主要来自球磨“细碎”和轮碾机“整形”工序,莫氏硬度为13级的碳化硅在研磨加工时,会对破碎机钢球和衬板造成严重磨损,一般铁的磨损消耗量为2-3‰左右,这种物料不经酸处理是无法使用的,为此,基于国内行业内的普遍现状,迫切寻求一种代替传统破碎设备的无介质破碎设备,从根本上去除杂质“铁”等硬性指标元素,进行集破碎与整形为一体的细碎设备是行业内同仁们多年来的追求目标,以满足工程陶瓷工业对高纯碳化硅材料的要求。为此,笔者经过长时间的反复考查测试认为:PL型立式冲击破碎机完全能够满足无“铁污染”等因加工设备本身造成 的污染的要求,并且加工出产品颗粒形状好,呈等积形,堆积密度大,一改传统加工现状。
  PL型立式冲击破碎机是一种物料与物料自冲击新型破碎机。它采用“石打石”原理,利用物料在高速旋转时叶轮中加速,与破碎机涡动腔内的物料自身发生碰击破碎原理,物料几乎不与机体接触,大大降低了物料的“铁污染”,加工出的产品粒形为等积立方形,同时具备粗碎、细碎和整形双重作用。
  立式冲击破碎机的传统用途是:加工破碎、铝钒土、耐火材料、钢渣及较软的非金属材料。加工能力非常大,效率特别高,但在国内还没有人敢用于加工破碎俗称“工业牙齿”的碳化硅,无法涉取有参考价值的技术数据和成功经验可以借鉴,在企业领导支持下,为了慎重起见,我们在整体工艺生产线设计定型之前,在破碎机生产方的协助下,现场投入了共80吨高质密碳化硅块料进行了重负荷、高强度的工业性试验,鉴定该机械设备的各种性能、生产量、耐磨体使用寿命,以及生产成本和经济效益。
  具体试验过程:
  试验机型PL-700(配套电机55KW)
  试验时间:2000年6月9日-10日
  产品结构:0-5mm混合砂
  每小时进料量30吨
  产量18.4吨/小时
  耐磨体、流道衬板磨损消耗量为2kg,加工产成品80吨。
  平均介质“铁”含量:0.002 / 80 = 1 / 40000
  产品粒度分析:

  为了适应市场对各种粒度段的要求,采用调频器调整电动机转速,改变破碎机转子的线速度,对不同粒度段产品产率进行了试验.

不同转子线速度产品产率为:

  试验结论:改变破碎机转子的线速度,可以改变产品的粒度结构,以适应市场对不同粒度产品的需求量,以减少在加工过程中滞销粒度号产品的积压。
  四、成套生产线的设计
  完成上述重负荷工业试验后,进行生产加工生产线的设计。
  加工线采用空间布置形式,作业流程是:

  成套破碎加工进行封闭式作业,利用除尘设施进行了收尘,加工出的产品其sic含量高于入料时原料指标Fe2O3和F•C明显低于入料时的原料指标。(其机理另文述)

  经过几年多的生产实践,该生产线运行稳定,结构简单,高效节能,破碎效率高,具有细碎、中碎功能,维护方便,便于操作。克服了传统加工工艺设备,效率低下,机体磨损严重,维修困难及费用成本高的缺点,大大降低了物料的“铁污染”现象存在,而且成品物料颗粒形状成等积形或立方体,无“假颗粒”现象,同时具备集“破碎”和“整形”一次加工完成的双重作用。基本实现了无介质加工目的。




 

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