Износостойкое классификационное колесо из нитрида кремния Si3N4 для воздушной струйной мельницы

Высокоскоростное классификационное колесо из нитрида кремния Si3N4 для воздушной струйной мельницы

Введение:

В современном производстве порошков воздушная классификация определяет качество порошка, гранулометрический состав и чистоту продукта. Классификационное колесо является сердцем струйных мельниц и воздушных классификаторов, ответственным за разделение крупных и мелких частиц при высокоскоростном вращении.

Традиционные классификационные колеса из нержавеющей стали страдают от быстрого абразивного износа, металлического загрязнения и ограниченной максимальной скорости вращения. Керамика из оксида алюминия и диоксида циркония улучшает износостойкость, но ей не хватает достаточной прочности и стойкости к термическому шоку в требовательных циклических условиях работы. Керамические классификационные колеса из нитрида кремния (Si3N4) заполняют этот пробел, сочетая высокую прочность, трещиностойкость, малый вес и химическую инертность для производства высококачественных порошков.

Керамическое классификационное колесо из нитрида кремния представляет собой высокоскоростной прецизионный ротор для оборудования для струйного измельчения и классификации, а также может рассматриваться как классификационный нажимной диск специальной конструкции. Опираясь на центробежную силу, создаваемую высокоскоростным вращением, оно выполняет тонкую сортировку и классификацию порошков. Являясь основным функциональным компонентом всей системы, оно работает аналогично высокоэффективному центробежному насосу. Оно точно разделяет измельченные материалы по размеру частиц, просеивая и собирая только ультратонкие порошки, соответствующие требованиям к размеру частиц, чтобы обеспечить равномерный размер частиц и стабильное качество конечных продуктов.

Принцип работы классификационного колеса

Внутри воздушного классификатора смешанные частицы порошка переносятся потоком воздуха к вращающемуся классификационному колесу. На каждую частицу действуют две конкурирующие силы: центробежная сила, создаваемая высокоскоростным вращением, и сила сопротивления от входящего воздушного потока.

1. Крупные частицы: Центробежная сила превышает сопротивление воздуха. Тяжелые крупные зерна отбрасываются наружу, возвращаясь в камеру измельчения для повторного измельчения или поступая в сборник крупного порошка.
2. Мелкие частицы: Сопротивление воздуха преодолевает центробежную силу. Мелкие частицы проходят через щели колеса, движутся внутрь и собираются как готовый ультратонкий порошок.

Операторы регулируют скорость вращения для установки граничного размера частиц. Более высокая скорость обеспечивает более тонкий готовый порошок, а более низкая скорость дает более крупные фракции. Стабильность размеров колеса и характеристики динамической балансировки напрямую контролируют ширину гранулометрического состава и резкость классификации.

Почему нитрид кремния для классификационных колес

Нитрид кремния отличается от металла и других технических керамик сбалансированным набором механических, термических и химических свойств.

1. Высокая твердость и отличная износостойкость
При твердости по Виккерсу выше 1500 HV нитрид кремния устойчив к эрозии от острых абразивных порошков. Срок службы в несколько раз превышает срок службы аналогов из нержавеющей стали, снижая частоту замены деталей и время простоя производства.
2. Высокая трещиностойкость и надежность при высоких скоростях
Si3N4 обладает трещиностойкостью ≥6.0 МПа·м¹/². В отличие от хрупкой керамики из оксида алюминия, он выдерживает удары частиц и механические нагрузки. Низкая плотность (3.2 г/см³, примерно 2/3 веса стали) снижает инерцию вращения. Колесо стабильно работает на скоростях выше 10 000 об/мин с меньшей нагрузкой на подшипники, поддерживая более высокую предельную скорость вращения и более высокую производительность классификации.
3. Превосходная стойкость к термическому шоку
Низкий коэффициент теплового расширения обеспечивает выдающуюся стойкость к термическому шоку. Он выдерживает резкие перепады температуры во время непрерывной обработки порошка без растрескивания, что идеально подходит для процессов с подачей горячего порошка или периодическим температурным циклом.
4. Химическая инертность и отсутствие металлического загрязнения
Нитрид кремния химически стабилен к большинству кислот, щелочей и органических сред. Металлические частицы не загрязняют обрабатываемый порошок. Это свойство критически важно для производства аккумуляторных материалов, фармацевтических препаратов, высокочистых минералов и керамических порошков, где примеси должны строго контролироватьсяloongceram....
5. Прецизионная обрабатываемость
Интегрированная цельная спеченная структура исключает риск ослабления прикрепленных лопаток. Пазы, отверстие для вала и отверстия для динамической балансировки могут быть обработаны с высокой точностью размеров для обеспечения точного аэродинамического профиля и квалифицированной динамической балансировки.

Лист материалов из нитрида кремния

Основные области применения

● Материалы для новых энергетических батарей: Литий-железо-фосфат, катодный порошок NCM, ультратонкая классификация анодного порошка
● Продвинутая керамика и минеральные порошки: Высокочистые неметаллические минералы, сырьевые керамические порошки
● Фармацевтическая промышленность: Тонкая классификация активных фармацевтических ингредиентов и вспомогательных веществ
● Магнитные и металлические порошки: Порошок редкоземельных магнитов, инертный металлический порошок без металлического загрязнения
● Функциональные химические порошки: Обработка коррозионно-активных или высокочистых мелкодисперсных химических промежуточных порошков