立磨在低粘度氫鋁填料生產(chǎn)上的應(yīng)用

祝永華

（中鋁山東工程技術(shù)有限公司，山東 淄博 255052）

1 低粘度氫鋁填料的介紹

低粘度氫鋁填料是一種用量最大的無機(jī)阻燃劑，它不僅可以降低材料的生產(chǎn)成本，還能提高材料的剛性、硬度、尺寸穩(wěn)定性以及賦予材料某些特殊的物理化學(xué)性能，是近期國家提倡使用的新型環(huán)保材料的原料之一，廣泛應(yīng)用于熱固性材料、合成橡膠、發(fā)泡材料等行業(yè)中。

低粘度氫鋁填料是優(yōu)選級配的氫氧化鋁通過研磨粉碎得到的不同粒徑及粒度分布具有特殊性能的填充物料。該類型氫鋁產(chǎn)品具有無毒、不揮發(fā)、不析出、價格便宜等特點，而且同時具有良好的阻燃、消煙功能和相對較低的分解溫度；在與橡膠、塑料、環(huán)氧樹脂等多種物質(zhì)聚合時，有良好的匹配性。

2 氫鋁填料的生產(chǎn)設(shè)備使用現(xiàn)狀

我公司在氫鋁的粉碎工序中，分別使用過萬能粉碎磨、氣流磨和機(jī)械磨三種超細(xì)粉碎設(shè)備。萬能粉碎磨是我公司最早用于氫鋁填料生產(chǎn)的超細(xì)粉碎設(shè)備，雖然能滿足當(dāng)時的市場需求，但是存在問題也較多，主要表現(xiàn)在能耗偏高、產(chǎn)量低；自動化程度低、清理周期短，工人勞動強(qiáng)度大；產(chǎn)品質(zhì)量波動較大、性能差，產(chǎn)品含水率不穩(wěn)定，320目殘留容易超標(biāo)。氣流磨結(jié)構(gòu)緊湊、自動化程度高，粉碎出來的產(chǎn)品具有水分小、產(chǎn)品細(xì)度均勻、粒度分布較窄、顆粒表面光滑、顆粒形狀規(guī)則、純度高、分散性好、320目殘留低等優(yōu)點。但是，氣流磨在氫鋁粉碎的應(yīng)用中，最大的缺點是耗電量大、能量利用率只有50%左右，一次性投資大，使氫鋁填料的成本大幅度增加。

目前國內(nèi)大部分粉磨設(shè)備都使用機(jī)械磨，雖然比萬能磨、氣流磨有優(yōu)勢，但與立磨比較，相對效率低、能耗高、產(chǎn)能低，大型機(jī)械磨也只能有3-4噸/時的生產(chǎn)能力，從濕氫鋁到深加工填料氫鋁，每噸電耗在200kw以上，且生產(chǎn)的產(chǎn)品呈現(xiàn)片狀結(jié)構(gòu)，粘度過高，在下游行業(yè)使用中，添加工藝難度較大。

3 選型理由

針對低粘度氫鋁填料的生產(chǎn)上存在的問題，從2013年起，我公司就開始針對產(chǎn)品粘度高、能耗高的問題進(jìn)行大量攻關(guān)和試驗，發(fā)現(xiàn)水泥行業(yè)及鈣粉行業(yè)上成熟應(yīng)用的立式磨，能夠比較容易地實現(xiàn)料床碾壓粉磨的大型化、高產(chǎn)能，而且烘干粉磨一體化。而立磨相對于機(jī)械磨來說，對氫鋁顆粒的粉磨能夠盡最大程度上不破壞原晶，這樣的低粘度氫鋁填料給下游行業(yè)帶來更好的加工性能。

4 立磨的基本情況

4.1 立磨的組成

立磨系統(tǒng)（圖1）主要組成有：磨輥、磨盤、中殼體、磨輥液壓裝置、潤滑裝置、密封風(fēng)機(jī)、噴水裝置、喂料裝置、選粉裝置、主電機(jī)及潤滑裝置、主減速機(jī)及潤滑裝置、吐渣斗提等組成。

圖1

4.2 立磨的工作原理

立磨的基本原理都是應(yīng)用料床粉磨原理。電動機(jī)驅(qū)動減速機(jī)帶動磨盤轉(zhuǎn)動，物料由鎖風(fēng)喂料機(jī)送入旋轉(zhuǎn)的磨盤中心，離心力作用物料向磨盤周邊移動，進(jìn)入粉磨輥道。磨輥壓力作用，物料受到擠壓、研磨和剪切作用而被粉碎。粉碎后的物料被旋轉(zhuǎn)的磨盤拋向風(fēng)環(huán)上方，同時，熱風(fēng)從圍繞磨盤的風(fēng)環(huán)高速均勻向上噴出，并對懸浮物料進(jìn)行烘干。大部分物料被風(fēng)環(huán)處的高速氣流吹起，較粗的物料吹回磨盤重新粉磨,較細(xì)物料則由熱風(fēng)帶入選粉機(jī)進(jìn)行分級，合格的細(xì)粉隨同氣流出磨，由收塵設(shè)備收集下來即為產(chǎn)品，不合格的粗粉在選粉機(jī)轉(zhuǎn)子葉片作用下通過灰斗重新落至磨盤中心，與新喂入的物料一起重新粉磨，粒度較大的物料通過風(fēng)環(huán)下落至下殼體排渣槽內(nèi)，由刮料板排出磨外，再由提升機(jī)輸送至鎖風(fēng)喂料機(jī)重新喂入磨內(nèi)粉磨，如此循環(huán)完成粉磨作業(yè)全過程。

4.3 立磨優(yōu)點

產(chǎn)能較高，能耗較低；預(yù)熱、粉磨、選粉一體化，流程短，占地??；具有較高的可靠性，配有稀油集中潤滑、液壓伺服施壓、噴水裝置等輔助設(shè)施；料床研磨在可變壓力作用下，具有更高的研磨效率；動靜選粉，產(chǎn)品質(zhì)量可靠；維修量小，磨損件少，便于維護(hù)保養(yǎng)。

5 立磨在低粘度氫鋁填料深加工的使用情況

5.1 工藝流程

我公司于2016年建成一條以立磨為主要設(shè)備的低粘度氫鋁填料深加工生產(chǎn)線（生產(chǎn)工藝框圖見圖2），運行良好，達(dá)到預(yù)期效果。低粘度氫鋁填料深加工生產(chǎn)線主要由進(jìn)料系統(tǒng)、立磨研磨系統(tǒng)、包裝系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)等幾大部分組成。其中，進(jìn)料系統(tǒng)包括40m3原料倉和4m3待磨料倉各1套，研磨系統(tǒng)包括VSLM-1100立磨和變頻調(diào)速5轉(zhuǎn)子渦流氣流分級機(jī)各1套，除塵系統(tǒng)包括700m2氣箱脈沖濾袋除塵器1套。在本生產(chǎn)線在吸收其它行業(yè)應(yīng)用情況經(jīng)驗基礎(chǔ)下，實現(xiàn)了不飽和熱風(fēng)回收循環(huán)，大大降低了原料濕品氫鋁的烘干成本。

圖2

5.2 運行效果

該生產(chǎn)線使用立磨為VSLM-1100H型，生產(chǎn)主要品種產(chǎn)品（中位粒徑10μm）產(chǎn)能7～10噸/時，研磨粒度可達(dá)5～17μm。完全達(dá)到了預(yù)期效果，生產(chǎn)的產(chǎn)品具有粘度低，粒度穩(wěn)定，粒度分布寬等特點。

5.2.1 不同產(chǎn)品的物理性能（表1）

表1

5.2.2 相同產(chǎn)品與機(jī)械磨、氣流磨對比（表2）

表2

5.3 立磨生產(chǎn)產(chǎn)品特點及優(yōu)勢

5.3.1 產(chǎn)品電鏡（圖3）

圖3

從電鏡上看，立磨比傳統(tǒng)機(jī)械磨片狀顆粒明顯減少。

5.3.2 粒度穩(wěn)定性

立磨產(chǎn)品HWF10LV粒度的穩(wěn)定性比機(jī)械磨生產(chǎn)的HWF10粒度的穩(wěn)定性好。立磨的粒度分布明顯比機(jī)械磨生產(chǎn)的產(chǎn)品分布寬，峰值低。

6 結(jié)論

對比同行業(yè)應(yīng)用的機(jī)械磨而言，立磨的低速高壓粉磨，運行更穩(wěn)定、噪音更低，同功率單機(jī)產(chǎn)能提高一倍，成本降低一半，產(chǎn)品粘度降低一半，粒度分布寬且穩(wěn)定性好。立磨不僅有產(chǎn)品粘度、粒度、成本上的優(yōu)勢，而且還能有生產(chǎn)出超細(xì)級低粘度氫鋁填料HWF5能力，更進(jìn)一步滿足潛在市場需求。因此，立磨今后將逐步替代機(jī)械磨，成為低粘度氫鋁填料深加工的主要生產(chǎn)設(shè)備。