В области обработки порошков выбор подходящего измельчительного оборудования имеет решающее значение для определения качества конечного продукта. В данной статье представлен систематический обзор эволюции и классификации оборудования для измельчения. Компания Epic Powder Machinery, специализирующаяся на передовых технологиях струйного измельчения, является экспертом в этой области. Мы предлагаем не только высокоэффективное измельчающее оборудование, но и перспективные решения для обработки порошков.
Современные измельчительные машины появились последовательно после постепенного усовершенствования и широкого внедрения паровой и электродвигателей. Одновременно, благодаря постоянным усовершенствованиям и развитию, повышалась и производительность. К 1806 году появилась валковая дробилка с приводом от паровой машины. В 1858 году американец Блейк изобрел щековую дробилку для дробления горных пород. В 1895 году в США была разработана конусная дробилка непрерывного действия, обладающая большей производительностью, чем щековая дробилка периодического действия.
Также в 1895 году Уильям из США изобрел ударную дробилку с меньшим энергопотреблением. В этот период произошло соответствующее развитие и измельчительных мельниц. В начале XIX века появилась шаровая мельница, подходящая для больших объемов производства и разнообразных применений. В 1870 году на основе шаровой мельницы была разработана стержневая мельница, обеспечивающая более однородный размер продукта. В 1908 году были разработаны самоизмельчительные машины, использующие различные измельчающие материалы. С 1930-х по 1950-е годы США и Германия последовательно разрабатывали вертикальные среднескоростные угольные мельницы с валковым барабаном и валково-дисковые мельницы.
Появление этих измельчительных машин значительно повысило эффективность. Однако, учитывая различия в характеристиках различных материалов и требования к тонкости продукта в различных отраслях промышленности, впоследствии было разработано множество машин, работающих по разным принципам, таких как многовальцовые мельницы, вибрационные мельницы, турбомельницы, струйные мельницы, песчаные мельницы и коллоидные мельницы. К началу 1970-х годов были разработаны крупные конусные дробилки производительностью 5000 тонн в час и максимальным размером исходного материала 2000 мм, а также коллоидные мельницы, способные измельчать исходный материал до размера менее 0,01 мкм.
2. Классификация дробилок (по тонкости продукта)
Учитывая огромное разнообразие обрабатываемых материалов, измельчительное оборудование представлено в различных вариантах. В зависимости от конкретного материала и требуемой тонкости измельчения оборудование подразделяется на дробилки крупного, среднего и мелкого помола, мельницы для измельчения и мельницы сверхтонкого помола.
2.1 Виды измельчения (по тонкости продукта)
2.1.1 Крупное дробление: Подходит для твердых материалов, обычно с использованием щековых и конусных дробилок. Для хрупких материалов средней твердости подходят щековые, конусные и валковые дробилки. Для прочных материалов средней твердости можно выбрать зубчатые валковые дробилки.
2.1.2 Промежуточное дробление: Для более твёрдых материалов подойдут конусные дробилки с подвесным шпинделем, валковые дробилки и щёковые дробилки. Для хрупких материалов средней твёрдости подойдут молотковые дробилки, конусные дробилки с подвесным шпинделем, валковые дробилки, щёковые дробилки и роликовые мельницы. Для прочных материалов средней твёрдости подойдут зубчатые валковые дробилки и роликовые мельницы.
2.1.3 Тонкое дробление: Для твердых материалов вполне подходят конусные дробилки с подвесным шпинделем, валковые дробилки и колесные валковые мельницы. Для дробления хрупких материалов средней твердости можно выбрать молотковые мельницы, универсальные мельницы или валковые дробилки. Для прочных материалов средней твердости для тонкого дробления обычно подходят только колесные валковые мельницы.
2.1.4 Шлифование/Фрезерование: Для твёрдых материалов наиболее подходящим оборудованием являются шаровые мельницы. Для хрупких материалов средней твёрдости подходят шаровые мельницы и кольцевые валковые мельницы.
2.1.5 Сверхтонкое измельчение: Для получения сверхтонких продуктов из твёрдых материалов обычно используются только шаровые и вибрационные мельницы. Они также могут обрабатывать хрупкие материалы средней твёрдости. Более того, в последние десятилетия песчаные, вибрационные и струйные мельницы позволили добиться ещё более тонкого и однородного помола продукта. Внедрение и последующая локализация этих машин значительно повысили качество диоксида титана, производимого в Китае.
2.2 Типы дробилок (по конструкции)
2.2.1 Компрессионные дробилки:
Работают на относительно низких скоростях (низких или средних). Они способны обрабатывать крупнокусковой материал для грубого или среднего дробления (от десятков см до нескольких см или от нескольких см до нескольких ячеек сетки). Принцип их действия заключается в дроблении сжатием. Примерами таких дробилок являются щековые и конусные дробилки.
2.2.2 Валковые дробилки:
Также работают на низких скоростях (низких или средних). Они перерабатывают куски среднего размера для промежуточного или мелкого дробления. Принцип их работы основан на сжатии или сдвиге. Эта категория, также известная как валковая дробилка, включает в себя валковые дробилки, колесные валковые мельницы и кольцевые валковые мельницы. Они могут перерабатывать материал размером от нескольких см до нескольких ячеек, вплоть до 200 ячеек.
2.2.3 Сдвиговые дробилки:
Работают на средних скоростях. Могут измельчать куски среднего размера (от нескольких см до нескольких ячеек) или более мелкие материалы (от нескольких ячеек до 200 ячеек). Принцип их действия основан на сдвигающих и ударных силах.
2.2.4 Цилиндрические/барабанные мельницы:
Могут работать на низких и высоких скоростях. Они используются для тонкого (от нескольких до 200 меш) или сверхтонкого (от 325 меш до нескольких микрон) измельчения. Принцип их действия основан на измельчении и сдвиге. Примерами таких мельниц являются башенные мельницы, шаровые мельницы, вибрационные мельницы, песчаные мельницы и аттриторы.
2.2.5 Ударные дробилки:
Могут работать на низких и высоких скоростях. Они измельчают куски среднего размера (от нескольких см до нескольких ячеек сетки). Принцип их работы основан на ударе и сдвиге. Также известны как молотковые мельницы, ударные дробилки, дезинтеграторы, измельчители или штифтовые мельницы.
2.2.6 Струйные мельницы:
Представляют собой высокоскоростные устройства, использующие высокоскоростные потоки газа для ускорения частиц, что приводит к уменьшению их размера, главным образом, за счёт столкновений между частицами и со стенками мельницы. Струйные мельницы сочетают сдвиг, удар и истирание в одном процессе, часто называемом сверхтонким измельчением, способном производить продукты размером от 325 меш до нескольких микрон.
Гидроструйные мельницы, также известные как плоские гидроструйные мельницы, получили международное применение после Второй мировой войны в период значительного технологического прогресса в промышленности, особенно после появления плоской гидроструйной мельницы в США в 1936 году, которая нашла широкое применение в обработке мелкодисперсных химических порошков. В настоящее время гидроструйная мельница является наиболее идеальным оборудованием для тонкого и сверхтонкого измельчения в процессе производства диоксида титана как внутри страны, так и за рубежом. Она обладает относительно большой производительностью, относительно простой конструкцией и вспомогательным оборудованием, а также производит очень мелкие, однородные продукты с узким распределением частиц по размерам.
Преимущества технологии струйного распыления:
Превосходный размер частиц: Тонкость и распределение частиц по размерам продукта значительно превосходят механический помол. Для достижения субмикронной тонкости при узких требованиях к распределению частиц струйное измельчение является одним из наиболее важных и эффективных методов.
Высокая эффективность: Цикл фрезерования короткий и эффективный, часто не требующий большой продолжительности или нескольких проходов.
Постоянство продукта: Распределение размеров продукта остается стабильным и не меняется со временем измельчения, что обеспечивает постоянство производительности.
Низкий уровень загрязнения: Износ минимален, что предотвращает загрязнение продукта.
Аддитивная интеграция: Химические добавки (например, шлифовальные добавки, покрывающие агенты) могут быть введены в процессе измельчения, достигая равномерного распределения в продукте.
Дисковая струйная мельница была разработана в 1934 году американской компанией Fluid Energy. Она прошла примерно пять этапов развития: плоскоструйная мельница → петлевая/спиральная струйная мельница → мишенная струйная мельница → встречно-струйная мельница → встречно-струйная мельница с псевдоожиженным слоем.
Принцип работы струйной мельницы: Измельчаемый материал разгоняется соплом Вентури до сверхзвуковой скорости и поступает в камеру измельчения. Жидкость под высоким давлением (газ/пар, несущий материал) поступает в распределительную камеру, соединённую с камерой измельчения. Жидкость под давлением выходит из сопел, развивающих сверхзвуковые скорости (до нескольких километров в секунду), и воздействует на частицы. Сопла расположены под острым углом к стенке камеры, создавая завихряющийся вихрь, который увлекает частицы в круговое движение. Частицы ударяются друг о друга и о стенки камеры, разрушаясь за счёт столкновения и трения. Более крупные частицы центробежной силой отбрасываются к периферии камеры для дальнейшего измельчения, в то время как более мелкие частицы уносятся центростремительным воздушным потоком к выходному патрубку в циклонный сепаратор для сбора.
О компании Epic Powder Machinery
Эпическая Порошковая Машина — ведущее высокотехнологичное предприятие, занимающееся исследованиями, разработками и производством современного оборудования для обработки порошков. Мы специализируемся на решениях для сверхтонкого измельчения, классификации и модификации.
Наше оборудование используется в различных отраслях промышленности, включая химическую, горнодобывающую, фармацевтическую и производство новых материалов. Системы струйного измельчения и классификации Epic P подходят для достижения узкого гранулометрического состава и превосходного качества продукции. Мы стремимся предлагать инновационные решения в области порошковых технологий, которые повышают производительность продукции наших клиентов и их конкурентоспособность на мировом рынке.
