立磨在低粘度氫鋁填料生產上的應用

祝永華

（中鋁山東工程技術有限公司，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阻燃劑，它不僅可以降低材料的生產成本，還能提高材料的剛性、硬度、尺寸穩定性以及賦予材料某些特殊的物理化學性能，是近期國家提倡使用的新型環保材料的原料之一，廣泛應用于熱固性材料、合成橡膠、發泡材料等行業中。

低粘度氫鋁填料是優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。該類型氫鋁產品具有無毒、不揮發、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、環氧樹脂等多種物質聚合時，有良好的匹配性。

2 氫鋁填料的生產設備使用現狀

我公司在氫鋁的粉碎工序中，分別使用過萬能粉碎磨、氣流磨和機械磨三種超細粉碎設備。萬能粉碎磨是我公司最早用于氫鋁填料生產的超細粉碎設備，雖然能滿足當時的市場需求，但是存在問題也較多，主要表現在能耗偏高、產量低；自動化程度低、清理周期短，工人勞動強度大；產品質量波動較大、性能差，產品含水率不穩定，320目殘留容易超標。氣流磨結構緊湊、自動化程度高，粉碎出來的產品具有水分小、產品細度均勻、粒度分布較窄、顆粒表面光滑、顆粒形狀規則、純度高、分散性好、320目殘留低等優點。但是，氣流磨在氫鋁粉碎的應用中，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。

目前國內大部分粉磨設備都使用機械磨，雖然比萬能磨、氣流磨有優勢，但與立磨比較，相對效率低、能耗高、產能低，大型機械磨也只能有3-4噸/時的生產能力，從濕氫鋁到深加工填料氫鋁，每噸電耗在200kw以上，且生產的產品呈現片狀結構，粘度過高，在下游行業使用中，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上存在的問題，從2013年起，我公司就開始針對產品粘度高、能耗高的問題進行大量攻關和試驗，發現水泥行業及鈣粉行業上成熟應用的立式磨，能夠比較容易地實現料床碾壓粉磨的大型化、高產能，而且烘干粉磨一體化。而立磨相對于機械磨來說，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（圖1）主要組成有：磨輥、磨盤、中殼體、磨輥液壓裝置、潤滑裝置、密封風機、噴水裝置、喂料裝置、選粉裝置、主電機及潤滑裝置、主減速機及潤滑裝置、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用料床粉磨原理。電動機驅動減速機帶動磨盤轉動，物料由鎖風喂料機送入旋轉的磨盤中心，離心力作用物料向磨盤周邊移動，進入粉磨輥道。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的磨盤拋向風環上方，同時，熱風從圍繞磨盤的風環高速均勻向上噴出，并對懸浮物料進行烘干。大部分物料被風環處的高速氣流吹起，較粗的物料吹回磨盤重新粉磨,較細物料則由熱風帶入選粉機進行分級，合格的細粉隨同氣流出磨，由收塵設備收集下來即為產品，不合格的粗粉在選粉機轉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環下落至下殼體排渣槽內，由刮料板排出磨外，再由提升機輸送至鎖風喂料機重新喂入磨內粉磨，如此循環完成粉磨作業全過程。

4.3 立磨優點

產能較高，能耗較低；預熱、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，產品質量可靠；維修量小，磨損件少，便于維護保養。

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備的低粘度氫鋁填料深加工生產線（生產工藝框圖見圖2），運行良好，達到預期效果。低粘度氫鋁填料深加工生產線主要由進料系統、立磨研磨系統、包裝系統、電控系統、除塵系統等幾大部分組成。其中，進料系統包括40m3原料倉和4m3待磨料倉各1套，研磨系統包括VSLM-1100立磨和變頻調速5轉子渦流氣流分級機各1套，除塵系統包括700m2氣箱脈沖濾袋除塵器1套。在本生產線在吸收其它行業應用情況經驗基礎下，實現了不飽和熱風回收循環，大大降低了原料濕品氫鋁的烘干成本。

圖2

5.2 運行效果

該生產線使用立磨為VSLM-1100H型，生產主要品種產品（中位粒徑10μm）產能7～10噸/時，研磨粒度可達5～17μm。完全達到了預期效果，生產的產品具有粘度低，粒度穩定，粒度分布寬等特點。

5.2.1 不同產品的物理性能（表1）

表1

5.2.2 相同產品與機械磨、氣流磨對比（表2）

表2

5.3 立磨生產產品特點及優勢

5.3.1 產品電鏡（圖3）

圖3

從電鏡上看，立磨比傳統機械磨片狀顆粒明顯減少。

5.3.2 粒度穩定性

立磨產品HWF10LV粒度的穩定性比機械磨生產的HWF10粒度的穩定性好。立磨的粒度分布明顯比機械磨生產的產品分布寬，峰值低。

6 結論

對比同行業應用的機械磨而言，立磨的低速高壓粉磨，運行更穩定、噪音更低，同功率單機產能提高一倍，成本降低一半，產品粘度降低一半，粒度分布寬且穩定性好。立磨不僅有產品粘度、粒度、成本上的優勢，而且還能有生產出超細級低粘度氫鋁填料HWF5能力，更進一步滿足潛在市場需求。因此，立磨今后將逐步替代機械磨，成為低粘度氫鋁填料深加工的主要生產設備。