CN101091934A - 水内冷球磨机及其球磨方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铁氧体磁性材料行业所使用的球磨方法尤其是指一种水内冷球磨机及其球磨方法。本发明主要是针对现有技术所存在的冷却效果差，球磨时间长，料浆粒度分布范围宽等问题，提供一种结构合理，冷却效果好，球磨时间短，料浆粒度分布范围合理的水内冷球磨机及其球磨方法。本发明的主要内容为：水内冷球磨机，包括筒体、连接筒体的主轴、电动机、连接电动机和主轴的减速器、支撑主轴的轴承座组成，筒体结构为双层，里侧为衬里，外侧为外壳，两层中间有一个空心的夹层，主轴有中空的轴向连接管；冷却水从一端主轴的中心孔流入，经过筒体夹层从另一端主轴的中心孔流出，筒体以速度n转动。
Description
技术领域
本发明涉及一种铁氧体磁性材料行业所使用的球磨方法尤其是指一种水内冷球磨机及其球磨方法。
背景技术
目前，永磁铁氧体磁性材料在预烧过程中，预烧料中游离的SrO、BaO遇水后发生反应，生成Sr(OH)2和Ba(OH)2；当球磨筒内的温度升高时，生成的Sr(OH)2和Ba(OH)2就越多，料浆颗粒发生团聚、粘稠性增大。因此，生成的Sr(OH)2和Ba(OH)2使矫顽力Hc降低；料浆颗粒团聚、粘稠性大，影响到晶粒的取向度、使剩磁Br下降。永磁铁氧体磁性材料所使用的球磨机大多数是滚动式球磨机，永磁铁氧体磁性材料的粉料需要进行研磨粉碎至单畴颗粒，这样才能获得优良的磁性能，球磨过程中由于钢球与筒壁、钢球与料粉的摩擦作用产生大量的热量，温度升高会使得所球磨的原料中成分与水发生化学反应、生成有害物质、阻碍磁性能的提高。为了降温采取了淋水的方法、即在球磨机的筒体外面加上淋水管，给筒体淋水降温。这一淋水冷却的方法只能局部冷却，冷却效果差，工作环境差，达不到理想的要求。如一种专利号为CN200410022914.4的水冷却双传动行星球磨机，其发明要点为为：水冷却双传动行星球磨机，由机架、公转转子、行星旋转体、水冷却系统等组成，应用于电子材料等行业。其特征：公转转子安装在机架上，行星旋转体安装在公转传动盘的周边位置；驱动装置使料筒既公转又自转且转速可调；水冷却系统使冷却水在行星球磨机工作时自如进出，达到使料筒降温的目的。本发明就是要解决一般行星球磨机没有水冷却引起发热严重、料筒自转和公转转速不能分别调节造成粉磨效率低下的问题。
发明内容
本发明主要是针对现有技术所存在的冷却效果差，球磨时间长，料浆粒度分布范围宽等问题，提供一种结构合理，冷却效果好，球磨时间短，料浆粒度分布范围合理的水内冷球磨机及其球磨方法。
本发明同时还解决了现有技术环境污染大，噪音大的缺点，降低了对环境的噪音污染。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：水内冷球磨机，包括筒体、连接筒体的主轴、电动机、连接电动机和主轴的减速器、支撑主轴的轴承座组成，筒体结构为双层，里侧为衬里，外侧为外壳，两层中间有一个空心的夹层，主轴有中空的轴向连接管。
作为优选，所述的主轴连接管一端与筒体与外壳之间的空心夹层连接，主轴连接管另一端连接外部进水口或外部出水口，主轴与外壳相连接处封闭。
作为优选，所述的主轴固定在轴承上，轴承固定在轴承座上，进水管与一侧主轴的连接管相连接，出水管与另一侧主轴的连接管相连接。
作为优选，所述的筒体一侧的主轴上连接有大齿轮，减速器输入轴通过传动皮带与电动机的动力轴相连接，减速器输出轴安装有小齿轮，小齿轮与主轴上的大齿轮啮合；大齿轮与主轴采用螺栓连接，减速器将转速降低以输出更大的扭矩。
筒体的夹层是为了通水进行冷却，连接管起通水的作用，主轴同时起到通水管道的作用。冷却水由进水管进入主轴中空的轴向连接管，然后进入主轴连接管的冷却水进入筒体与外壳之间的空心夹层，再由另一端的主轴中空的轴向连接管流出，这样为一个循环，冷却水不断循环，带走球磨机工作时产生的热量。
水内冷球磨机的球磨方法为，冷却水从一端主轴的中心孔流入，经过筒体夹层从另一端主轴的中心孔流出，筒体以速度n转动。
作为优选，所述的转速n的计算公式为：n＝C/D1/2转/分钟，式中C为常数，D为筒体内径，D的单位为米，常数C为32至38。
作为优选，球磨机配用硬度为HRC62～65的轴承钢球或合金钢球，钢球直径为Φ4～10mm。
作为优选，物料、钢球、水的配比为：物料∶钢球∶水＝1∶3～8∶1～1.3。
作为优选，物料体积加钢球体积加水的体积总和占球磨筒体容积的比例为：0.6～0.8。
当球磨机运转时，物料和钢球随着球磨筒的运动而运动，物料靠下落钢球的碰撞作用而粉碎，靠钢球之间及钢球与筒壁之间的摩擦而磨细，物料在球磨筒中的运动起混合作用；随着球磨机转速的变化，钢球在球磨筒中有三中运动状态：图2表示转速较低，由于重力的作用，钢球仅能运动在较低的位置，钢球的冲击力较小，主要靠摩擦力作用于料；图3表示转速过高，钢球所受离心力等于或超过钢球的重量，钢球随筒体旋转而不落下，此时球磨效果最差；图4表示转速合适的情况，钢球上升到适当高度下落。
如图5所示，实线为本发明物料成品的粒径分布，虚线为老工艺物料成品的粒径分布。由于采用了本发明的球磨机与球磨方法，使料浆的颗粒度分布范围变窄。
因此，本发明具有方法合理，使磨料过程中的产生的热量得到了有效的控制，减少了有害成分的生成，提高了料浆的可成型性、排水性和磁体的取向度，球磨时间比原来缩短，不仅节省了能源的消耗，还使料浆的颗粒度分布范围变窄，提高了球磨效率，降低了生产成本，特别是提高了产品的稳定性和性能的一致性，同时改善了生产环境，降低了噪音。
附图说明
附图1是本发明的一种设备结构图的正视剖面图；
附图2是本发明的一种转速较低时的工艺对比图；
附图3是本发明的一种转速过高时的工艺对比图；
附图4是本发明的一种转速合适时的工艺对比图；
附图5是本发明与老工艺的工艺效果对比图。
图中标记为：筒体1、衬里2、大齿轮3、主轴4、轴承座5、轴承6、出水管7、小齿轮8、减速器9、传动皮带10、电动机11、进水管12。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：
如图1所示，筒体1由主轴4、轴承6和轴承座5支撑组成一个回转体，电动机11输出的扭矩通过传动皮带10、传递到减速器9，减速器9的输出轴上安装有小齿轮8将动力传递给大齿轮3，大齿轮3与筒体1相联结带动筒体1旋转；筒体1内有衬里2，外侧为外壳，两层中间有一个空心的夹层，主轴有中空的轴向连接管，连接管与空心的夹层连通。进水管12与一侧主轴的连接管连接，出水管7与另一侧主轴的连接管连接。主轴4与外壳相连接处封闭。
当球磨机运转时，物料和钢球随着球磨筒的运动而运动，物料靠下落钢球的碰撞作用而粉碎，靠钢球之间及钢球与筒壁之间的摩擦而磨细，物料在球磨筒中的运动起混合作用；随着球磨机转速的变化，钢球在球磨筒中有三中运动状态：图2表示转速较低，由于重力的作用，钢球仅能运动在较低的位置，钢球的冲击力较小，主要靠摩擦力作用于料；图3表示转速过高，钢球所受离心力等于或超过钢球的重量，钢球随筒体旋转而不落下，此时球磨效果最差；图4表示转速合适的情况，钢球上升到适当高度下落。
冷却水从主轴中心孔的一端进入，经过筒体夹层从另一端的主轴孔中流出，球磨机以n＝C/D1/2转/分钟的速度转动。D为筒体内径，D的单位为米，常数C为32，因此球磨机的转速n为321/2/D转/分钟转动。采用内径2m的球磨机，此时转动速度为2.828转/分钟。并且此时球磨机内的钢球状态如图4所示。球磨机配用硬度为HRC62～65的轴承钢球，钢球直径为Φ4～10mm。物料、钢球、水的配比为物料∶钢球∶水＝1∶3∶1。
如图5所示，实线为本发明物料成品的粒径分布，虚线为老工艺物料成品的粒径分布。
实施例2：
物料、钢球、水的配比为物料∶钢球∶水＝1∶8∶1.3。球磨机配用硬度为HRC62～65的铬合金钢球。同时，在筒体内的物料中也加入水，一起混合碾磨。常数C为38，因此球磨机的转速n为381/2/D转/分钟转动。采用内径5m的球磨机，此时转动速度为1.233转/分钟。并且此时球磨机内的钢球状态如图4所示。
其余与实施例1相同。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (9)
1.一种水内冷球磨机，包括筒体(1)、连接筒体(1)的主轴(4)、电动机(11)、连接电动机(11)和主轴(4)的减速器(9)、支撑主轴(4)的轴承座(5)组成，其特征在于筒体(1)结构为双层，里侧为衬里(2)，外侧为外壳，两层中间有一个空心的夹层，主轴(4)有中空的轴向连接管。
2.根据权利要求1所述的水内冷球磨机，其特征在于所述的主轴(4)连接管一端与筒体(1)与外壳之间的空心夹层连接，主轴(4)连接管另一端连接外部进水口或外部出水口，主轴(4)与外壳相连接处封闭。
3.根据权利要求1或2所述的水内冷球磨机，其特征在于所述的主轴(4)固定在轴承(6)上，轴承(6)固定在轴承座(5)上，进水管(12)与一侧主轴(4)的连接管相连接，出水管(7)与另一侧主轴(4)的连接管相连接。
4.根据权利要求1或2所述的水内冷球磨机，其特征在于所述的筒体(1)一侧的主轴(4)上连接有大齿轮(3)，减速器(9)输入轴通过传动皮带(10)与电动机(11)的动力轴相连接，减速器(9)输出轴安装有小齿轮(8)，小齿轮(8)与主轴(4)上的大齿轮(3)啮合。
5.一种水内冷球磨机的球磨方法，其特征在于采用权利要求1至4所述的水内冷球磨机，冷却水从一端主轴的中心孔流入，经过筒体夹层从另一端主轴的中心孔流出，筒体以速度n转动。
6.根据权利要求5所述的水内冷球磨机的球磨方法，其特征在于所述的转速n的计算公式为：n＝C/D1/2转/分钟，式中C为常数，D为筒体内径，D的单位为米，常数C为32至38。
7.根据权利要求5所述的水内冷球磨机的球磨方法，其特征在于球磨机配用硬度为HRC62～65的轴承钢球或合金钢球，钢球直径为Φ4～10nm。
8.根据权利要求7所述的水内冷球磨机的球磨方法，其特征在于物料、钢球、水的配比为：物料∶钢球∶水＝1∶3～8∶1～1.3。
9.根据权利要求7或8所述的水内冷球磨机的球磨方法，其特征在于：物料体积加钢球体积加水的体积总和占球磨筒体容积的比例为：0.6～0.8。
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