板框厢式隔膜压滤机
前言
在配方一定的条件下 , 氧化锌电阻片的 主要电气特性 ,如非线性、压比、耐受方波、 雷电及大电流冲击能力等 , 与其瓷质微观结 构的均匀性有着非常密切的关系 。 我国自氧 化锌避雷器研制和 引进 日立技术生产至今 , 氧化锌电阻片的添加物细磨一直延用着传统 的滚桶球磨工艺 。 采用添加物煅烧工艺的厂 家 , 均采取将湿法球磨的生添加物浆料直接 烘干再煅烧的办法 。 鉴于球磨效率低 , 煅烧 的添加物粒度很难达到微细化; 生添加物浆 料在长时间烘干过程中 , 真密度大的成分如 Bi2O3等 ,极易沉淀 ,而真密度小的如 SiO2、 B2O3, 则将悬浮于料面上 , 造成烘干后的添 加物成分不均匀 。 这种不均匀性必然导致煅 烧添加物互相反应的不均匀乃至其烧结固溶 体成分的不均匀性 , 因而制约了电阻片性能 水平的进一步提高。九十年代我国少数压敏电阻、 磁性材料 生产厂家采用进口搅拌球磨 （美国产)和压 滤机（德国产),虽应用效果良好 ,但因价格昂贵而使应用受到限制。本公司于 19年购置了国产 QX-70型搅拌球磨机 ,取代传统的 滚桶球磨机用于煅烧添加物的二次球磨;购置压滤机用于一次球磨添加物浆料 的压滤 , 除去近一半水分后再烘干。 使用近 一年效果良好。
2 搅拌球磨机
2﹒ 1 结构与参数
该机由搅拌桶、 循环泵、 传动电机、 机 座和控制部分组成 。 搅拌桶中心装有电机通 过减速器带动的搅拌轴 , 轴上装有十多个水 平呈 “+”字形交错配置的搅拌臂 。 搅拌桶 和浆料循环管路系统采用了不锈钢材料 , 搅 拌桶内壁和搅拌 臂 外表面均包敷有 厚度 约 7mm的聚胺酯有机耐磨层。隔膜泵用于使被 细磨的浆料循环 。 控制部分除设有电源开关 外 , 还设有时间定时继电器及报警铃 。
主要参数 :搅拌电机功率7.5kW ,循环泵 功率0.75kW ,搅拌轴转速130r/min,搅拌桶容积为70L,外形尺寸为 940mm×860mm× 160mm。
2.2应用情况及添加物粒度分布
本公司采用φ5mm的氧化锆球作为球磨介质,添加量为53kg,每次加入相应于150kg氧化锌的煅烧添加物,纯水加入量与原有滚桶球磨添加物加入量相同。球磨时间是根据添加物的粒度分析确定的,最终选定球磨时间为1h。球磨后添加物的平均粒度为1.5～1.7μm,最粗的颗粒粒径为6μm,6～3μm粒级的比例为23%。原采用滚桶球磨16～18h的添加物的平均粒径为2.5～2.7μm,最粗的颗粒为10μm,10～3μm粒级的比例高达45%。
2.3搅拌球磨高效细磨的原理
搅拌球磨机之所以具有如此高的效率是由其结构特点决定的。在垂置的、固定的搅拌桶中悬空定位的搅拌轴带动着十多个搅拌臂旋转,带动球磨介质在整个桶内作不规则的翻滚,造成了球石不规则的运动,不同于滚桶球磨中球石的群体运动。两种球磨球石的运动状态所示。这种不规则运动,造成球石之间的相互撞击。搅拌臂藉助于发挥以下的综合作用而造成球石的不规则运动,对于细磨来说,必须既存在撞击作用又存在剪切力。在搅拌球磨机中,撞击作用系由于球石的不规则运动而引起持续不断的冲撞所造成的;紊乱运动着的球以不同的转速和方向旋转着,从而对邻近的料浆施以剪切力。其结果是使浆料承受的剪切力和冲击力交错或同时存在,因而这种综合作用力迫使粉料粒度减小及均匀分散。在搅拌球磨机中,介质搅拌作用发生在从中心到半径的大约2/3处。可见,越靠近搅拌臂的外侧,搅拌臂传递给球介质的能量越大,但球石很快就跌离搅拌臂的末端。研磨作用不发生在桶壁上,桶只起容器作用而不是研磨面。因此,由于长期使用而发生的磨损十分轻微。使用近一年经实际观测,搅拌桶、内壁的聚胺酯衬里磨损很少,手摸无明显磨损感觉。在搅拌球磨机运转的情况下,位于桶最底部约10mm厚的锆球几乎处于静止状态,因此搅拌桶底部的内衬磨损也很轻微,这就说明了搅拌球磨机的另一优点。在搅拌球磨中,由于被细磨的物料在隔膜泵的作用下,不断进行循环,使得粗细不均匀的物料有相同的概率被球石撞击和剪切,因而得到的细磨物料具有相对较高的粒度一致性。搅拌球磨机的球磨时间主要决定于被加工物料的特性,如原始粒度、硬度、添加料数量和料与水的比例,也决定于球磨介质的物性,如球石的直径、真密度和硬度,以及转轴的转速。从我们的使用效果来看,在转速固定为130r/min的情况下,选用95mm的氧化锆球作为球磨介质是适宜的,已达到高效细化煅烧添加物的良好效果。该设备使用近一年,经称量球石重量计算,磨损量仅为5.6%。
3压滤机
3.1结构与压滤过程
该机由机架、压滤罐、无纺滤布、升降螺杆、密封螺栓、气压控制阀及压力表组成。该机用于一次球磨(生添加物)浆料的除水。其压滤过程是:将浆料经漏斗加入压滤罐中,盖紧加料口,关闭排气阀,打开压缩空气阀,当压力表达到0.4MPa后即关闭进气阀。浆料在密闭罐中的压力作用下,浆料中的水分通过无纺滤布流出。水的滤出快慢主要决定于气压的高低。随着浆料中水分的逐渐滤出,压滤罐内的气压会减小至0.3MPa,由于受罐本身的耐压强度所限,最高不得超过0.6MPa。待滤出的水流变得很慢或由于浆料因脱水浓缩成团块造成滤布圆周漏气时,即可打开排气阀,待压力表的气压降至零后,即可取下密封螺栓,降低承接料的滤板底盘,转向约90”,将压滤成类似圆形”蛋糕”状的料块取出,放入料盘中,置于烘箱内烘干。
3.2应用效果
按常规工艺,球磨好的生添加物浆料,出浆时直接倒入料盘中,放入烘箱在120～140C下需12h才能烘干。烘干的料表面均可见到有一层白色的成分,经检测其主成分是SiO2。其原因在于:一是SiO2的真密度最小,容易浮在料面;二是由于在浆料中的水分沸腾蒸发过程中,会将浆料中的SiO2带到表面。另一方面,在浆料尚未干燥至凝固状以前的几个小时内,真密度最大的Bi2O3发生沉淀与原出浆时成分较均匀的浆料分离。可以判断按传统工艺烘干的添加物成分是不均匀的。采用BS-50型压滤机处理后再烘干的添加物,解决了传统工艺存在的添加物成分不均匀的问题。烘干的添加物料块表面无白色成分析出,而且在浆料压滤过程中,前30min即可压滤出浆料所含30%左右的水分,即可使原来较稀的流动浆料变成无流动性粘稠状,因而阻止了真密度最大的Bi2O3的沉淀分离。可压滤相当于20kgZnO的添加物,时间只需要1.5h左右。压滤出的水量为原浆料含水量的45%～50%。每8h可处理1t以上ZnO相应的添加物,而只消耗不到2m3压力为0.4MPa的压缩空气。这种压滤机的采用不仅大大改善了添加物成分的均匀性,而且也明显节约了传统烘干工艺的电耗。据估算,比传统烘干工艺可节电2/3左右。
结语
从电阻片的主要电气性能看应用效果,经过对制料、成型、烧成和热处理等关键工艺的改进,使电阻片的主要电气性能和合格率有了大幅度的提高。以D3电阻片为例,U5kA/U1mA压比由原来的1.8倍以上降低至1.73以下,方波通流能力由原来的10A提高至150A;4/10大电流耐受能力由原来的25kA提高至40kA以上;方波筛选两次平均合格率由原来的95%左右提高至98%～9%以上。全过程合格率由原来的90%提高至95%以上。
