气流粉碎机是一种利用高速气流能量(300~500m/s)或过热蒸汽(300~400℃)使粉体相互撞击、碰撞、摩擦而使其粉碎的设备。喷嘴喷出高压空气或高压热气,然后迅速膨胀,形成高速气流,由于喷嘴附近的速度梯度较大,所以大部分粉碎都发生在喷嘴附近。粉碎室内颗粒与颗粒间的碰撞频率,远高于颗粒与器壁的碰撞频率,即气流粉碎机的主要作用是颗粒间的碰撞。
气流粉碎机对产品最终粒度的控制主要取决于原料粒度、粉碎压力、送料压力、送料速度等参数。气动粉碎装置与这几种参数之间的逻辑关系具体为:原料的粒度越小,粉碎效率越高,反之,颗粒越大,则粉碎效果相对较低。粉碎压力和进料压力一定时,减小进料速度会使产品更加精细,增加进料速度会使产品更加粗大。当进料速度一定时,提高粉碎压力,产品粒度就会变细,降低粉碎压力,产品就会变粗。
因此粒度控制是通过调整气流粉碎机粉碎过程中的参数,以达到不同的粉碎细度,在进行粉碎前,需先确定进料速度和压力的关系,再确定合适的粉碎参数,以满足不同的粒度要求。
气流粉碎机的优点是研磨不污染物料,粉碎后压缩超音速气流速度降低,体积增大,属于吸热过程,对物料有冷却作用,尤其适合超微粉磨。气流粉碎机是利用超音速气流加速颗粒产生速度,相互碰撞或研磨物料,以达到研磨效果。
为了提高碰撞速度,在主喷管周围设置了若干个均匀分布的副喷嘴,使主喷管周围的物质粒子加速进入主流束的中心区域。进料喷嘴设在主喷管中心,流化颗粒可直接吸入主喷管中心,达到较高的碰撞速度。
目前,在工业上应用的气流粉碎设备有:平板式、循环管、靶式、对流式、流化床式。
气流粉碎机粉碎效果的影响因素
研究结果表明,气流粉碎机的粉碎效果受气固比、进料粒度、工质温度、工质压力等因素的影响。
- 气固比值
如果气固比太小,则气流动能不足,进而影响产品细度;反之,气固比太大,不仅浪费能源,而且会使某些物料的分散性能恶化。
- 进料粒度
当对坚硬物料进行粉碎时,对进料的粒度要求也比较严格。对于钛粉,粉碎锻烧料需控制在100~200目;表面处理物料粉碎一般为40~70目,不能超过2~5目。
- 工质温度
在高温下,工质内的气体流动速度加快。就拿空气来说,室温下的临界速度是320m/s,当温度升高到480℃时,临界速度可提高到500m/s,动能也就提高了150%,所以提高工作物质的温度对粉碎效果有利。
- 工作物质的压力
工作液压强是产生喷气流速和影响粉碎细度的主要参数。一般来说,工作压力越高,工作速度越快,动能就越大,这主要取决于材料的可磨性和细度要求。
- 粉碎助剂
气流粉碎机在粉碎过程中,若加入合适的粉碎助剂,不仅可以提高粉碎效率,而且可以改善产品在介质中的分散性。