混料机械

第四章混料机械主讲：郭宏伟陕西科技大学材料科学与工程学院混料设备桨叶式混料机照片4.1混合：原料在外力作用下运动速度和方向发生变化，使各组分粒子得以均匀分布的操作。均匀度、水分→混合中应解决的问题（1）固体物料性质①可流动性，容器中呈斜面；②压实后有强度；③固体物料承受剪切力；④堆积状态下分层；⑤形状、密度、颗粒度及其分布不同；⑥细颗粒因静电水分等因素粘附在大颗粒周围，流动性变差；⑦休止角。（2）影响标准偏差的因素S表示标准偏差，n为测定的次数，xi为各次计量值，x为某组分浓度的算术平均值。取样量的大小影响S值，可能掩盖真相。不同浓度的料，会有相同的S值。niixxnS12)(11（3）S值的分析①S值越小，均匀度越好。S值受取样量大小影响。取样量过小、过大，比例浓度相差很大。②相对偏差：反映不均匀程度。均匀度=XSXS1③临界取样量：玻璃工厂控制配料，测密度办法，密度波动在小数点后第3位以上。玻璃密度一般在2.5g·cm-3左右。取配合料2.5～3g左右，须剔除大块碎玻璃。如何取样才能具有代表性？4.2混合机理与混合速度（1）对流混合：粉料在外力作用下位置发生移动，所有粒子在混合机中的流动产生整体混合。（2）扩散混合：在粒子间相互生成的表面上粒子做微弱的移动，使各种组分的粒子在局部范围扩散达到均匀混合。（3）剪切混合：由于物料群体中的粒子相互间的滑移和冲撞引起的局部混合。希望选择对流强烈的混合机4.3影响混合的因素（教材P57页）（1）物料①固体颗粒形状、密度、颗粒度及其分布；②含水量、含泥砂量；③物料进入混合机的顺序：④混合和反混合同时存在分层的作用。防止分料的措施：①减少混合料从排料口卸料时的落料差，用皮带运输机运输过程中减少振动，缩短输送距离。②混合中加入4%～5%水分可防止分料，但过多或分布不均也影响混合均匀度。（2）操作因素对混合的影响①最佳转速：gRFrmax2其中：Fr为离心力与重力的比，称重力准数，ω为容器旋转角速度，r·s-1;Rmax为容器最大回转半径，cm；g重力加速度，cm·s-2。应当Fr＜1，一般圆筒型混合机Fr=0.7-0.9，V型混合机Fr=0.3-0.4，②填充系数d：d=F/VF为装料体积；V为容器体积。容器旋转：d=30%容器固定：d=60～70%③混合时间t：t≈20TT为物料循环流动一次的周期。一般碎玻璃不参加混合，以防磨损卡住混合机。限制搅拌浆叶处线速度小于3m·s-1。4.4常用混合机国内玻璃工厂常用混合机的比较项目QH艾里赫式桨叶式有效容积/m3容料量/kg均匀度/%混合时间/min转速/（r/min）功率消耗/kW卸料门传动方式收尘效果结构维修运转碎玻璃加入0.7580098.43.52922气动密封好，尘少较简单较方便平稳磨损大，不加入1.01000~120098.7~99.53.04220气动防尘差复杂较难振动大。噪音大磨损大，不加入0.75110096~9872513.8电动排料时有尘进入较简单较方便较平稳加入后影响不大（1）强制搅拌：QH型，375，500，750，1500，2250，3000升。采用雾状喷水，原料车间应有水罐。维修复杂，须先断电。QH1500混料机照片玻璃工厂常用混料机照片国内玻璃工厂常用混合机的比较项目QH艾里赫式桨叶式有效容积/m3容料量/kg均匀度/%混合时间/min转速/（r/min）功率消耗/kW卸料门传动方式收尘效果结构维修运转碎玻璃加入0.7580098.43.52922气动密封好，尘少较简单较方便平稳磨损大，不加入1.01000~120098.7~99.53.04220气动防尘差复杂较难振动大。噪音大磨损大，不加入0.75110096~9872513.8电动排料时有尘进入较简单较方便较平稳加入后影响不大（2）芒硝煤粉混合机：平板玻璃行业，放置于集料皮带上方，预混砂子、纯碱或石灰石。（左图）（3）V型混合机（右图）V型混合机（图片来自贵阳晶华电子材料有限公司）请问球磨机可以作为混合机来使用吗？配料操作一、放料顺序已称量过的原料应按规定的放料方式将全部原料放到集料皮带上，然后送入混合机。在整个过程中不允许有原料的沾料、漏料损失和污染。传统的放料顺序是：首先向混合机内放入砂岩或硅砂、然后加水、加白云石、菱镁石或石灰石、萤石和长石，再加纯碱和预先混合好的芒硝炭粉混合料，以及预混的着色剂或其它添加剂，最后加碎玻璃。配料操作其优点是：1.砂岩和硅砂颗粒熔化速度较慢，向其加水使表面充分润湿，形成水膜，以便溶解一些纯碱、芒硝等易熔组分和粘附较多的助熔剂，从而加速化学反应速度。2.纯碱、芒硝等粘性易沾物料不应直接放到皮带上，以减少沾料。也不应过早进入混合机，以免与水分接触吸水结块，造成混合不均。3.芒硝和炭粉预先混合的目的是为了增加它们的接触机会。有利于芒硝的充分还反原和分解。配料操作4.着色剂或其它添加剂用量很少。若混合不均会使玻璃出现花道，所以也应与砂岩或其它干燥的原料预先混合。5.碎玻璃会降低混合机的有效空间。阻隔粒子之间流动，加重机械磨损，因此应最后加入。这种传统的放料顺序虽有上述优点，但在实际操作上却很难实现。另外由于原料分别进入混合机，延误了混合时间，加长了混合周期。配料操作因此，目前认为比较合理可行的是一种“夹层状”放料顺序。即在粉料仓成直列式布置的情况下，首先排放最尾部料斗的原料（一般是砂岩）。当该料流运行至下一个邻近的料斗时，该料斗即开始自动排料，排出的料流将层压在原有料层的上面。随着皮带的运行，各料斗的原料逐次一层层的叠加在集料皮带上，最后送入混合机。通过调节各种原料的排料速度，应使所有原料的料头和料尾基本重合。配料操作该法的优点是：1.各种原料在皮带上已形成粗略比例的夹层。相当于进行了横码竖切的预均化。2.较干燥、松散的硅质原料放在最底层，减少了皮带沾料的可能性。3.碎玻璃不进入混合机，提高了配合料的均匀性及混合机的混合效率。但是这种放料顺序对系统的自动化程度、控制水平要求较高，否则不易实现。配料操作二、混合程序1.干混夹层状原料直接送入混合机，按要求时间进行干混。干混的目的是使物料先基本混匀，防止因各种原因形成单一组分的料蛋。2.复验这项操作实际与干混同时进行。为了保证原料称量的准确可靠，一些厂家在混合机底座安装上测重传感器，与全部原料送入混合机后，混合机连同原料同时称量，以校验原料总质量与各原料质量之和是否相符。如超过规定范围即作废料处理。配料操作3.加水与加汽配合料中加入适量水分可以提高配合料均匀度，防止颗粒分层、减少输送，熔化时的粉尘和飞料。投入熔窑后有利热传导，促进熔化和澄清。但是加水过多也会产生料蛋，熔化时耗热较多等缺点。一般加水量是使配合料的水分维持在4％-5％。加水的方法是将加热的水经流量计计量，通过混合机内的喷嘴，以雾状形式喷到正在干混的原料上。水门关闭应当严密，决不允许以大水流的形式直接加到原料中。为了使加入的水具有良好的润湿性与渗透性，要求将配合料的温度提高到35℃以上。因此应将水加热到60-80℃，并同时向混合机内通入蒸汽。蒸汽管应插在料层的底部。一方面使吹出的高压蒸汽翻动原料，促进原料的混合。另一方面蒸汽将被原料冷凝，有利于热量的充分吸收。配料操作4.湿混原料粒子经润湿后再继续混合1.5-2min，以使配合料的成分和水分进一步均化。5.排料配合料经3.5-4min混合后已达到质量要求，即可打开混合机下面的排料孔，将配合料全部放至输送皮带上。然后开始下一车料的混合循环。混合时间的计算应该从原料全部进入混合机时开始至开始排料时为止。为了保证混合质量，应将混合程序自动闭锁，不到时间不准放料。配料操作6.配加碎玻璃各厂因混合机的结构形式和熔窑的投料方式不同，碎玻璃加入到配合料的方式也不同。常用的配加方式有：（1）共同混合法该法适合于鼓式混合机。即在生料基本混匀后，将碎玻璃送入混合机继续与生料一起混合。该法的优点是碎玻璃在配合料中混掺均匀、碎玻璃的撞击可使料蛋粉碎。缺点是占用混合机的有效空间，降低混合效率；不利于生料的熔化；增加设备的机械磨损和动力消耗。配料操作（2）比例搭配法高速盘式和艾立赫式混合机只适合混合生料，不宜混合熟料。故在配合料的输送过程中，将称量好的碎玻璃均匀加入。一般是在配合料的输送皮带上安有接触式传感器，当生料与传感器接触时即向碎玻璃料斗卸料器发生卸料信号，排出的碎玻璃以均匀的料流铺撒在生料的表面。至生料的尾料时，熟料也应同时卸完，该法的优点是熟料的加入不会对混合机带来影响，有利于原料的充分混匀。缺点是生、熟料的搭配动作难以同步结束，特别是调整生、熟料用量比例时，一时难以搭配均匀。配料操作（3）分别投入法经研究发现，碎玻璃颗粒在与生料共同混合后投入熔窑比不与生料混合而分别投入熔窑时熔化速度要慢。这是因为配合料中有碎玻璃时，部分Na2CO3先与碎玻璃发生反应，然后再与砂粒相互作用。因此一部分纯碱消耗在碎玻璃的熔化上，减少了易熔的硅酸钠形成的机会，因而使玻璃的熔制过程加长。另外，由于碎玻璃熔化得快，熔化的玻璃液会阻隔住混合料的颗粒，阻碍混合料的熔化。为此，一种方法是将碎玻璃单独在熔窑两侧投料口投入，而生料在中间投入。这样一方面避免了碎玻璃吸收Na2CO3的现象。另一方面因碎玻璃沿两侧池壁熔化，将减轻对池壁耐火材料的侵蚀。但是也有的人认为，这样会加大熔窑中间和两侧的横向温差，加强玻璃液的横向对流，反而加剧对耐火材料的侵蚀和冲刷。配料操作另一种方法是利用辊筒式投料机将熟料和生料分层投入熔窑。碎玻璃投在玻璃液面上，而生料投在碎玻璃层的上面。这样易熔的碎玻璃靠下面熔融的玻璃液加热熔化，而履盖在碎玻璃表面的生料靠高温火焰的辐射热加热熔化，这是一种比较合理的混合、投料方法。配料操作三、常见的配合料问题及其处理方法1.配合料混合不均配合料混合不均出现的原因有：（1）经常性的不均含碱量长期偏高或偏低，或时高时低。这多半是由系统内的故障造成的，如磅秤的误差大、皮带沾料、漏料严重、混合时间不合理、混合机装料过多、混合机转速过快或过慢、原料的粒度过粗或过细等原因。所以应当经常检查、校对磅秤的可靠性和准确性。最好在混合机下设总校验秤。对其它原因也应根据情况采取相应措施。配料操作（2）偶然性的不均往往是操作不正确引起的，如称量错误，多加或少加原料、料斗漏料、沾料等。这时应从秤的机械结构、自控系统和操作方面找原因，并采取相应的措施。2.出现料蛋出现料蛋的几种情况为：（1）加水方式不合理从理论上讲，应将水加到硅砂或砂岩上，但实际上这给操作带来困难，还要延长混合期间。因此，目前多半将原料全部放到混合机里，先进行干混，然后加水。如果水流太大，又不均匀，水门关闭不严造成常流水，或加水过早会使芒硝、纯碱吸水，以及蒸汽内含水过多等原因都可以形成料蛋。这种料蛋一般粒度较大，原料单一，如能改进加水方式，使水成喷淋状加入，则料蛋可以消除。配料操作（2）配合料温度低温度对配合料的均匀性和料蛋的形成关系很大。温度太低时易出现大量粒度较小且均匀的料蛋。为此，在加水时应加60-80℃的热水。寒冷天气还必须向混合机里通入蒸汽加热，使配合料的温度维持在35℃以上。配料操作（3）混合机粘料严重混合机内壁、刮板粘料严重时，会板结成块。受到振动即行脱落。这样形成的料块多是硬固的大片。只要经常清理混合机，铲除粘结料，即可消除。3.集料皮带粘料称量过的原料在经集料皮带输送到混合机的过程中，因皮带潮湿会粘结一些纯碱、芒硝及其它原料的细粉，在皮带辊轮处漏掉。因此应安装刮料板、尼龙制等清扫装置。将粘料扫净。配料操作4.溜子存料混合机中间溜子，翻板存料其后果是比较严重的。因为有可能越积越多，而突然塌落进入混合机，造成配合料的成分改变。因此应保证溜子、翻板的角度、结构合理。还有要在仓壁安装振打装置，做到每车清理。5.熟料搭配不匀原因是熟料称斗排料时料流过大过小造成不能与生料的料头同时开始，与料尾不能同时结束。因此应调节料头的发讯装置和排卸器的卸料速度，并及时调整窑头料仓处的卸料方法，使之均匀布料。配料操作四、岗位工人检查配合料质量的方法配合料