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流体作业极细微破碎时作用构件对破碎粒子的制约

作者:admin来源:中国制砂机网 日期:2012-3-22 10:11:46 人气: 标签:

  不同于卧式球磨机,离心流动超细粉碎机里的能量基本消耗于转盘与粉碎球和被粉碎物料之间的摩擦,各粉碎球之间的物料填充率直接影响能量的消耗。因而,在离心流动超细粉碎机的试验中,要求每次试验时的粉碎时间、电机转数以及各粉碎球之间的粉碎物料填充率保持不变。

  综上所述,粉碎性系数(km)测定条件。物料在以上条件下粉碎,测定粉碎后产品的10μm通过率D10,其与基准物料的10μm通过率D10基准的比值,就是离心流动超细粉碎机的粉碎性系数。即km=D10/D10基准选择10μm通过率的原因是一般人们把粒度在10μm以下粉体叫做超细粉体。

  基准物料选择为滑石粉。试验确定D10基准=0.45,即km=D10/0.45(1)对于不同的材料,试验测定结果如所示。各物料的粉碎性系数物料km物料km物料km滑石粉1.00丝云母0.82氧化铁1.25沙子1.03氧化镍0.92碳酸钙1.31重晶石1.54氧化钛1.07玻璃1.08石墨0.492操作条件对粉碎产品粒度的影响理论基础粉碎过程是粒子的粒度随时间变化的过程,理论上很难精确地计算。目前,研究者们普遍用维度的方法,把粉碎机操作条件对粉碎产品粒度的影响,以无维度粉碎比或者无维度比表面积来表示。

  在此,我们把粉碎机操作条件对粉碎产品粒度的影响,以粉碎后产品的10μm筛网剩余率来表示。这是因为超细粉碎过程中比表面积的增加虽然很重要,但是保证产品中不包含大粒度的颗粒对超细产品的工业应用更为重要。

  在离心流动粉碎机里,影响产品粒度的操作条件有:粉碎机直径D(m),转盘的转速v(m/s),粉碎球直径dq(m),粉碎球总质量m(kg),原材料的10μm筛网剩余率R1(00)(%),被粉碎材料的填充率系数G/(D3ρC),粉碎时间t(s),粉碎机通过空气量Q(m3/s)及被粉碎物料的粉碎性系数km。

  为了研究各操作条件对粉碎后产品粒度的影响,首先要使粉碎机中通过的空气量保持不变。当转盘和固定体之间的间隔为1mm的时候,在颗粒直径dc=1mm、颗粒密度ρc=4500kg/m3的极限条件下,假设转盘和固定体之间间隔的空气流是Newton流,要求的最低风速。

  在卧式球磨机dS/dt=crq-0.741exp(-0.738/rq)在振动球磨机dS/dt=c"rq-0.633exp(-0.27/rq)(2)式中rq──粉碎球的半径S──比表面积利用式(2)能求出粉碎效率最高时的粉碎球直径,即卧式球磨机dq≈2mm,振动球磨机dq≈0.9mm.

  离心流动中粉碎球的最佳直径本应该与卧式球磨机和振动球磨机中粉碎球的最佳直径相接近。但是,为了保证开关机时,粉碎球在离心流动粉碎机的转盘和固定体的间隔上能够正常运动,粉碎球的直径选定为dq=5~7mm.

  粉碎机直径D(mm)300转盘的文献<2,3>中,对于湿式球磨机,旋转体的圆周运动速度在v=14m/s以上的时候,粉碎球的密度变化对粉碎效果几乎没有影响。对于离心流动超细粉碎机,只要转盘的R0=0.1m,转数n在1500r/min以上,转盘的圆周运动速度也在14m/s以上,因而我们没有考虑粉碎球密度的影响。

  已知文献<1>中卧式球磨机粉碎后所得产品的筛网剩余率表示如下Rx=Rx(0)exp(-Kxnt)(3)或者Rx=Rx(0)exp<-(μKxnt)δ>(4)式中Rx(0)──原料粉体的x(μm)筛网剩余率Rx──产品粉体的x(μm)筛网剩余率t──粉碎时间(或被粉碎物料停留在粉碎机中的时间)K──粉碎速度常数n,μ,δ──常数式(3)是理想分级时的关系式,式(4)是无分级时的关系式。

  在实际工业生产中,并不能进行理想分级。加工余料中可能剩余比x(μm)粒子小的颗粒,同时产品中可能掺入比x(μm)粒子大的颗粒。而且式(3)、式(4)是由卧式球磨机的试验确定的,其中的粉碎速度常数K关系到粉碎机的种类、操作条件和被粉碎的物料性质等。

  所以,综合以上的内容,参考式(3)和式(4),把10μm作为基准粒径,在离心流动超细粉碎机里,各操作条件与筛网剩余率的关系表示如下,,,,lnRtmvGDk100c103mUt=dn或lnRktmvGDk100cx103m12345t=dn(5)如果将式(5)中的常数全部确定的话,就可以得到在离心流动超细粉碎机中,各操作条件与粉碎粒度之间的数值关系。试验研究试验原料为重晶石、云母和铜酞菁。重晶石的密度为4500kg/m3,粉碎性系数为1.54;云母的密度为2800kg/m3,粉碎性系数为0.82;铜酞菁的密度为1540kg/m3,粉碎性系数为1.35.

  结论通过试验确定在离心流动超细粉碎机中不同物料的10μm通过率,再将其与基准物料滑石粉的10μm通过率进行比较,从而得出不同物料的粉碎性系数。

  并在此基础上,结合理论与试践,汲取球磨机中研究经验,分别讨论了各操作条件对最终产品粒度可能产生的影响。最终,总结出在一定范围内适用的各操作条件对粉碎粒度的影响关系计算公式。为离心流动超细粉碎机的研发制造与工业应用提供了有力的理论基础与保障。

 

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