Verschiedene Ansätze zum Schleifen von Schleifmaterialien

Aug 25, 2023

27. März 2015

Ich beschäftige mich seit über 30 Jahren mit dem Mahlen von Materialien oder der Partikelgrößenreduzierung. Bei meinem ersten Job wurde ich mit der Herstellung von Pulver aus Bleimolchen in einer Kugelmühle vertraut gemacht und habe den größten Teil meines Lebens in der einen oder anderen Form auf dem Gebiet der Partikelgrößenreduzierung gearbeitet. Der Zweck dieses Artikels besteht nicht darin, eine vollständige Liste aller Arten von Maschinen zur Partikelgrößenreduzierung zu zeigen, sondern darin, diejenigen aufzulisten, die ich verwendet habe und die sich beim Mahlen sehr harter oder abrasiver Materialien als wirksam erwiesen haben. Dieses Mahlen erfordert etwas mehr Nachdenken und Berücksichtigung des Verschleißes und der möglichen Verunreinigung, die auf das zu mahlende Material übertragen werden kann. PrimärreduktionsbackenbrecherIn Steinbruchbetrieben sind sehr große Backenbrecher zu finden. Diese werden in erster Linie dazu verwendet, Materialien wie Kalkstein und Straßenbettmaterialien auf eine große Vielfalt an Größen zu zerkleinern. Bei der Zerkleinerung von Spezialpartikeln entdeckt man sehr schwer zu mahlende oder spezielle Materialien. Im Bereich sehr abrasiver oder einfach nur extrem harter Materialien (z. B. Mohs von bis zu 7 oder 8) hat sich herausgestellt, dass Backenbrecher mit einer Größe von 36 x 24 Zoll in der Lage sind, große Materialklumpen von etwa 24 Zoll Spitzengröße auf zu zerkleinern -6 Zoll. Bei sehr abrasiven Produkten, die gemahlen werden, ist dies eine der wirtschaftlichsten Methoden zur Reduzierung der Partikelgröße. Das Ersetzen der Backen für die Verarbeitung harter, abrasiver Materialien ist Routine, aber es ist sicher besser als der Versuch, die Materialien hydraulisch mit Presslufthämmern zu bearbeiten. Backenbrecher können problemlos mit anderen Backenbrechern zusammenarbeiten. Je kleiner die Backenöffnung, desto kleinere Spitzengrößen des fertigen Materials können gefördert werden. Oft besteht zunächst die Notwendigkeit, bis zu 24 Zoll zu verwenden. Material und reduzieren Sie es auf eine schöne Anfangsgröße für Sekundärschleifmaschinen (maximale Größe von 3–4 Zoll). Um dies zu erreichen, wurde die Primärbacke (36 x 20 Zoll) erfolgreich als Vorbrecher zur Beschickung eines 16 x 10 Zoll großen Brechers eingesetzt. Kieferbrecher. Die durchschnittliche obere Größe betrug bei dieser Gerätekonfiguration etwa 3 Zoll mit minimalem Feinanteil und minimalem Verschleiß, obwohl auch sehr große und einige kleinere Backenbrecher erhältlich sind. Die Verwendung von Verschleißteilen aus Manganstahl wird bevorzugt, es können jedoch auch andere Konstruktionsmaterialien für jeden spezifischen Bedarf entwickelt werden.Weitere ReduzierungEinige Branchen benötigen Partikelgrößen im Sieb- oder Korngrößenbereich. Um diese Partikel weiter zu reduzieren, können je nach gewünschtem Endprodukt und Abrasivität der Materialien unterschiedliche Maschinen eingesetzt werden. Alle folgenden Maschinenteile werden im Kreislauf mit einer Mehrdecksiebmaschine eingesetzt. Die benötigte Fraktion wird als Endprodukt zurückgewonnen und die übergroßen Materialien werden zur weiteren Partikelreduzierung zur Schleifmaschine zurückgeführt. PrallmühleBei Schleifmahlvorgängen kann eine Prallmühle eingesetzt werden, bei der es sich im Wesentlichen um eine Reihe rotierender Hämmer mit Brechplatten handelt, die auf eine eingestellt werden können einen bestimmten Spalt zwischen dem Hammer und der Brechplatte, um die erforderliche Partikelgröße zu beeinflussen. Allerdings kann diese Art des Fräsens zu einem hohen Verschleiß der Hämmer führen. In den Hämmern und Brechblöcken können verschiedene Verschleißmaterialien verwendet werden, die auf die Art des zu mahlenden Materials zugeschnitten werden können. Obwohl der Verschleiß sehr hoch sein kann, sind die Kosten für die Verschleißteile relativ gering, ein Austausch muss jedoch häufig durchgeführt werden. Bei einigen Materialien ist ein Hammerwechsel alle acht Stunden erforderlich. Beim Prallmahlen entsteht eine lange Verteilung der Feinstoffe in der Partikelgrößenverteilung. Für Materialien, die einen Feinanteil enthalten müssen, erfüllt die Prallmühle diese Aufgabe gut.KegelEs gibt auch Kegelbrecher, die die Menge der gesammelten Feinanteile reduzieren können. Ein Kegelbrecher wird im Allgemeinen als Sekundärbrecher in einem Brechkreislauf eingesetzt. Vorzerkleinertes Produkt wird durch die Oberseite des Brechers geleitet und fließt über den Mantel. Die Antriebswelle des vertikalen Kegelbrechers dreht den Mantel exzentrisch unter dem Dreschkorb bzw. der Trommelauskleidung, drückt das Produkt zusammen und zerkleinert es zwischen Mantel und Dreschkorb. Kegelbrecher werden in der gesamten Zuschlagstoff- und Mineralverarbeitungsindustrie häufig eingesetzt. Die Verschleißteile können je nach Verarbeitungserfordernis auch aus verschiedenen Materialien gefertigt werden. Der Vorteil besteht darin, dass die Verschleißteile länger halten, der Nachteil besteht jedoch darin, dass sie teurer sind und der Austausch der Verschleißteile länger dauert. Diese Art der Zerkleinerung führt zu einer Endverteilung mit weniger Feinanteilen. Dies kann für die spezifischen Anforderungen einiger Unternehmen von Vorteil sein.RollenEin Walzenbrecher besteht aus einem Satz gegenüberliegender Walzen, die sich in entgegengesetzte Richtungen drehen. Oben in der Mühle wird Material eingezogen und zwischen den Walzen zerkleinert und am Boden der Mühle wieder herausgeworfen Rollen. Durch Einstellen des Abstands zwischen den Walzen kann der Bediener die gewünschte Partikelgröße erzielen. Die Betriebsgeschwindigkeiten und der Verschleiß dieses Geräts sind gering, und bei richtiger Einstellung entstehen bei dieser Mahlmethode nur sehr wenige Feinteile in der Partikelgrößenverteilung. Die Einschränkungen des Walzenbrechers liegen im Reduktionsprozentsatz, da er das Material aufnimmt und die Partikel um das bis zu Zehnfache reduziert. Für größere Reduktionsprozentsätze kann die Walze in einer Reihe von Walzen mit größerem Spalt bis hin zu zunehmend kleineren Walzensätzen aufgebaut werden. Dies führt zu einer sehr schönen Größenreduzierung, ohne Verunreinigungen und mit minimaler Bildung von Feinpartikeln. Der Nachteil bei der Walzenzerkleinerung sind die Kosten für die Teile und die Zeit, die für den Austausch der Walzenmäntel benötigt wird. Feinschleifen Feinschleifende Schleifmaterialien werden typischerweise benötigt, um Partikelgrößen im Bereich von minus 50 Mesh (297 Mikrometer) bis hin zu etwa 95 % minus zu erzeugen 325 Mesh (45 Mikrometer). Einige dieser Größen werden üblicherweise als Talk-, Mehl-, Pulver- oder Kugelmühlen-Feinqualitäten bezeichnet. Im Folgenden sind drei verschiedene Arten von Maschinen aufgeführt, die zum Mahlen verwendet werden können.Ringwalzen-LuftstrompulverisiererDiese Mahleinheit verwendet einen Satz Mahlwalzen, die an einer Pendelanordnung aufgehängt sind. Wenn sie gedreht werden, drehen sich die Walzen nach außen gegen einen Mahlring, wo das Material zur Zerkleinerung zugeführt wird. Die Kraft zwischen der Walze und dem Ring zerkleinert das Material und die Feinteile werden vom Luftstrom durch die Mühle nach oben gespült. Integriert in die Mühle und oben an der Mühle befindet sich eine Art Klassierer, der alle übergroßen Materialien aussortiert und sie zur weiteren Mahlung in die Mühle zurückführt. Auch hier kann die Materialart von Walze und Ring speziell auf die Art des zu mahlenden Materials ausgelegt werden. Die Mühle verleiht den Produkten zwar etwas Metall, aber in manchen Fällen liegt dieser unter dem Schwellenwert der wahrgenommenen Kontamination für das jeweilige Produkt. Die pulverisierte Art des Mahlens ist sehr effizient und die Änderung der Partikelgröße ist einfach. Abhängig von der Mühlengröße können die anfänglichen Partikelgrößen zwischen 2 und ¼ Zoll liegen. Die Mühle ist vielseitig und das System lässt sich relativ einfach reinigen. Kugelmühle Die Kugelmühle gibt es schon seit Äonen. Es gibt viele Formen, Größen und Typen. Es gibt einen einzigen geschlossenen Trommeltyp, bei dem Material zusammen mit einer Ladung Schleifkörper in die Trommel gegeben wird. Diese können verschiedene Formen haben und sind typischerweise Kugeln. Es gibt eine ganze Wissenschaft zwischen der Größe des Ausgangsmaterials im Verhältnis zur Kugelgröße, dem Formmaterial der Konstruktion und dem Ladungsprozentsatz der Mahlkörper. Alle diese Variablen beeinflussen die Partikelgröße, -form und die Mahleffizienz. Diese Art des Schleifens eignet sich sehr gut für abrasive Materialien, um Verunreinigungen vorzubeugen. Die Mahlkörper sowie die Innenflächen der Mühle können mit abriebfesten Materialien ausgekleidet werden, die auf das Mahlgut abgestimmt sind. In manchen Fällen kann es sich sogar um das Mahlgut handeln. Allerdings ist das diskontinuierliche System kein sehr effizientes Mahlverfahren. Es gibt eine Vielzahl von Kugelmühlen, bei denen es sich um einen kontinuierlichen Prozess im Vergleich zu einem diskontinuierlichen Prozess handelt. Es verfügt über einen externen Klassierer, der das übergroße Material zur weiteren Mahlung in die Kugelmühle zurückführt. Dieses System ist hinsichtlich der Mahlleistung viel effizienter, es ist jedoch viel schwieriger, das gesamte System mit Verschleißteilen auszustatten, um ein abrasives Material zu mahlen. Vibrationsmühlen Eine Vibrationsmühle ist fast eine Version einer rotierenden Kugelmühle, aber die Einheit ist fest eingestellt vibrieren. Medien aus Kugeln, Kegeln, Stäben usw. werden in die Mühle geladen, und bei der diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Verarbeitung wird das Material in die Mahlzone eingeführt und in der Partikelgröße reduziert. Diese Ausrüstung kann effektiv mit Verschleißteilen ausgekleidet werden und das Konstruktionsmaterial der Mahlkörper kann auf das jeweilige zu mahlende Material abgestimmt werden, um minimale Auswirkungen auf die Kontamination zu haben. Diese Systeme können zusammen mit einem mechanischen Separator verwendet werden, wurden aber auch mit Siebmaschinen verwendet, um die Kontamination zu minimieren. Die Partikelgrößen sind typischerweise nicht so fein wie bei der rotierenden Kugelmühle oder den unten aufgeführten Feinmahlmühlen. Diese Systeme können jedoch sehr kompakt und effektiv für kleine bis hochwertige Materialien sein. Mikron- und NanogrößenbestimmungEine Reihe von Materialien müssen auf Größen kleiner als 95 % minus 325 Mesh (45 Mikrometer) reduziert werden. Typischerweise können mit einer Strahlmühle Spitzengrößen von 44 Mikrometer bis 10 oder 15 Mikrometer mit durchschnittlichen Partikelgrößen im Bereich von 3 Mikrometer bis 30 Mikrometer für abrasive Materialien verarbeitet werden. Es gibt verschiedene Arten von Strahlmühlen zum Mahlen von Schleifprodukten auf die oben aufgeführten Partikelgrößen. SpiralstrahlmühleSpiralstrahlmühlen verwenden komprimiertes Gas (typischerweise Luft) mit über 100 psig (6,9 bar(g)), um in der Mühle einen spiralförmigen Luftstrom mit Geschwindigkeiten von etwa 500 m/s zu erzeugen. Das zu mahlende Material wird in diesen Luftstrom eingespritzt, wo die Partikel miteinander und an den Seitenwänden kollidieren, um die Partikel zu zerkleinern. Ein interner Zykloneffekt klassifiziert die Materialien und sie treten durch den zentralen Teil der Spirale aus. Der Nutzen dieses Mühlentyps zum Mahlen abrasiver Materialien beschränkt sich auf sehr kleine zu verarbeitende Mengen. Diese Mühlen sind mit Verschleißauskleidungen ausgestattet, die für das Mahlgut geeignet sind. Der Verschleiß an den Auskleidungen ist jedoch groß und kann sich als kostspielig in Bezug auf Teile und Ausfallzeiten erweisen.FließbettstrahlmühleDie Fließbettstrahlmühle ist ideal für, aber nicht beschränkt auf, abrasive Materialien. Der Unterschied in der Mahlwirkung zwischen der Spiralmühle und dem Wirbelbett besteht darin, dass die Strahlmühle die zufälligen Wandkollisionen bei hoher Geschwindigkeit auf nahezu Null reduziert. In einem Wirbelbett wandeln die Luftdüsen den Druck in einem Materialbett am Boden der Mühle in Geschwindigkeit um und reißen die Partikel im Bett mit und beschleunigen sie. Bei diesem Schleifvorgang werden die äußersten Kanten des Betts als Verschleißschutz genutzt, wodurch der Kontakt mit Teilen der Maschine bei hohen Geschwindigkeiten verhindert wird. Es verhindert die Aufnahme von Verunreinigungen des Mahlguts auf weniger als Teile pro Million und je nach Material sogar auf weniger als Teile pro Milliarde. Die Mühle verfügt über einen internen mechanischen Klassierer zur Partikelgrößenbestimmung, und der erforderliche Partikelschnitt lässt sich leicht ändern. Das übergroße Material wird vom Klassierrad innerhalb der Mühle aussortiert und zur weiteren Zerkleinerung in den Mahlbereich der Mühle zurückgeführt. Diese spezielle Maschine kann auch mit heißen Gasen betrieben werden. Dies kann die Mühle effizienter machen, indem Wärme verwendet wird, um die Austrittsgeschwindigkeit des Gases zu erhöhen, ohne dass ein Druck von 100 psig (6,9 bar) erforderlich ist, wodurch die Kosten für die Komprimierung der Gase geringer werden. Es behält immer noch die gleiche Geschwindigkeit von 500 m/s bei. Es kann auch eine gewisse Trocknung des Materials durchführen.Dampfwirbelschicht-StrahlmühleEine Version der Wirbelschicht-Strahlmühle, die noch feiner mahlen kann als oben erwähnt, nutzt überhitzten Hochdruckdampf (bis zu 1450 psig/100 barl), um das Trockenmahlen durchzuführen Material. Es kann Mahlgeschwindigkeiten von 1500 m/s erreichen und etwa 2,6-mal feiner mahlen als bei Verwendung von Umgebungstemperaturgasen. Wenn also im obigen Beispiel die beste Partikelgröße bei einem dv50 % von 3 Mikrometern liegt, kann die dampfbetriebene Mühle ein 1 Mikron dv50 %-Material produzieren. Einige dichte Materialien wurden mit dieser Trockenverarbeitungsmethode erfolgreich auf 100 % weniger als 1 Mikrometer gemahlen. Traditionell waren Nassverarbeitungssysteme die einzige Methode zur Verarbeitung von Materialien mit einer Größe von weniger als 1 Mikrometer. Auch hier verhindert die Bettwirkung der Mühle, dass das Material mit hohen Geschwindigkeiten auf die Seitenwände der Mühle trifft, wodurch das Endmaterial sehr rein gemahlen wird. Dieses System benetzt das Produkt nicht und kann bei einigen Produkten sogar chemische Reaktionen auslösen oder sogar andere Materialien ab einem bestimmten Feuchtigkeitsgrad trocknen. Nassverarbeitung Hochfluss-Perlenmühlen Es gibt eine Reihe von Arten und Designs von Nassverarbeitungsmühlen. Einige bezeichnen diese Mühlen als Sand-, Perlen- oder Medienmühlen. Sie alle verfügen typischerweise über eine Reihe von Medien, die gerührt werden, und auf die eine oder andere Weise wird eine Aufschlämmung des zu mahlenden Materials durch dieses rotierende Volumen an Mahlmedien gepumpt. Ein Sieb oder Separator wird normalerweise verwendet, um das Medium in der Mühle zu halten, während das fertige Produkt durch das Sieb geleitet wird. Diese Art von Mahlprozess kann auch ausgekleidete Wände und beschichtete Rührteile haben, und die Medien können von der Art sein, die für ein bestimmtes zu mahlendes Material benötigt wird, um die geringste Auswirkung auf die Kontamination zu haben. Partikel in dieser Art von Prozess können auf 100 % kleiner als 1 Mikrometer reduziert werden, mit dv50 %-Bereichen im Bereich von 20–30 Nanometern. Dieses Mahlen eignet sich auch zum wirtschaftlichen Mahlen von Materialien im Bereich von 2 bis 30 Mikron dv50 %. Dieses Mahlen kann in einer wässrigen oder lösungsmittelbasierten Aufschlämmung durchgeführt werden. Abhängig von der Art des zu mahlenden Materials können Feststoffgehalte bis zu 75 % erreicht werden. Wenn das Material in einer Aufschlämmung verbleiben muss, ist diese Art der Verarbeitung sehr effektiv, da die Feststoffe in einem Schritt gemahlen und gemischt werden. Der Aufschlämmung können auch zusätzliche Tenside oder andere Reaktionsmaterialien zugesetzt werden. Bei dieser Art von System gibt es einen gewissen Verschleiß, der jedoch minimal ist.Nass-Autogen-MühlenFür Materialien, die großen Mengen an Verunreinigungen nicht standhalten können, wird die Autogen-Mahlung bevorzugt. Autogen bedeutet, dass es aus dem Inneren oder aus einer Sache selbst entsteht. In diesem Fall bestehen die Mahlkörper aus demselben Material, das gemahlen wird. Diese Art des Schleifens hat sich beim Schleifen von Materialien, die so hart wie Diamant sind, ohne Verunreinigungen bewährt. Das Mahlsystem ist speziell für die Handhabung der autogenen Mahlkörper mit Spezialabscheidern ausgelegt, um die Mahlkörper in der Mühle zu halten und gleichzeitig den Feinanteil durchzulassen. Wie das oben aufgeführte Gegenstück zum Nassmahlen kann die autogene Mahlmühle Partikel mit einer Feinheit von weniger als 1 Mikrometer in wässrigen oder lösungsmittelhaltigen Aufschlämmungen verarbeiten. Dies ist eine hervorragende Möglichkeit, ultrafeine Materialien ohne Kontamination herzustellen. Gregory J. „Gregg“ Shemanski ist Präsident und Gründer von Custom Processing Services Inc., Reading, PA, und Custom Processing Services LLC, East Greenville, PA. Shemanski und Jeff Klinger gründeten das Unternehmen 1998 und es hat sich zu einem der führenden Auftragsfertigungsunternehmen im Bereich der Partikelgrößenreduzierung entwickelt. Weitere Informationen finden Sie unter www.customprocessingservices.com. Verwandte Artikel, Neuigkeiten und Gerätebewertungen finden Sie in unserem Bereich für Größenreduzierungsgeräte

Weitere Informationen zu Textformaten

Schauen Sie sich das Hauptverzeichnis der Pulver- und Schüttgutindustrie an.