CN103397248B - 一种稀土永磁体生产工艺及设备 - Google Patents

Abstract

<b>本发明公开了一种稀土永磁体生产工艺及设备，设备由气体压缩机、磨室和分离过滤装置组成，气体压缩机的出气口与磨室的多个喷嘴通过管道连通，磨室出气口通过管道连接分离过滤装置，分离过滤装置的气体出口通过管道与气体压缩机进气口连通。生产工艺步骤包括磨室碰撞破碎、分选轮筛选、旋风分离器分离和过滤器过滤。其有益效果在于，改变了通用的气流磨结构，取消超细粉出口，全部粉料均从粉料出口流出，得到细粉，简化了产品结构，提高了材料利用率；磨室内分选轮的结构，保证得到的细粉中直径小于1微米的粉末的体积分数小于4%。</b>

Description

一种稀土永磁体生产工艺及设备

技术领域

本发明涉及稀土永磁合金的生产工艺及生产设备。

背景技术

稀土合金的烧结磁体是将粉碎稀土合金的磁性合金粉末压制成型后，经过烧结过程和时效过程而制成的。现在，作为稀土合金烧结磁铁，钐钴系磁铁和钕铁硼系磁铁的两种在各种领域广泛使用。其中钕铁硼系磁铁（以下，称为R-T-B系磁铁，R是包括Y的稀土元素，T是铁，或者是取代铁和铁的一部分的过渡金属，B是硼。）在各种磁铁中显示最高的磁能积，价格也比较便宜，因而在各种电子设备中正积极地采用。作为在T中包括的过渡金属，例如可以使用Co。此外，硼的一部分也可以用碳取代。

稀土合金烧结磁体毛坯制作的主要有熔炼、氢破碎、磨粉、搅拌、成型、烧结工序。目前磨粉工序的主要设备为气流磨，其原理是利用气流将粉末颗粒加速到超音速使之相互对撞而破碎。气流磨磨室内有多个喷嘴，可在磨室内形成物料流态化的区域，磨室设有进料口，顶部设有分选轮。将压力为0.6-0.7MPa的保护性气体（氮气、惰性气体）通过喷嘴射入对撞粉碎区，使物料流态化，并在超音速气流作用下，让物料在喷嘴交汇处产生对撞，从而使粉末颗粒破碎。已被破碎的颗粒随上升气流通过分选轮，对粉末进行分选，使达到规定尺寸Dc（本发明中提到的粉末直径均为通过激光干涉方式测得的当量直径;Dc为可使用分选轮分选的粉末颗粒的临界尺寸,一般为13微米；Do为使用旋风分离器分选的粉末颗粒的临界尺寸，一般为1微米）的颗粒通过，大于规定尺寸Dc的颗粒则不能通过，又返回对撞粉碎区，继续进行粉碎。而小于规定尺寸Dc的颗粒经输送管道旋风分离器中进行分离，将小于尺寸Do的粉末分离。最终从粉料出口得到的粉末中，尺寸为1-7微米的颗粒的体积分数大于70%，尺寸小于1微米的颗粒的质量分数小于4%。而从超细粉出口得到的粉末中，尺寸小于1微米的颗粒的体积分数大于23%。

一般将送入进料口用于加工的粉末称为粗粉，将粉料出口得到的用于后续生产的粉末称为细粉，将从超细粉出口得到的粉末称为超细粉，超细粉一般不能用于生产。

传统的气流磨结构如图1所示，由气体压缩机、磨室、旋风分离器、过滤器四大部分组成，四部分之间使用管道连接，管道既输送气体，也输送粉料。其工作过程如下：

粗粉由通过喂料装置均匀的进入磨室中，同时气体压缩机提供的压缩气体经由管道到达磨室，经过超音速喷嘴后成为超音速气流，带动粗粉进行相互碰撞，使粗粉破碎，当破碎后的粉末的直径小于Dc时，便和气流一起通过分选轮经由管道输送到旋风分离器，在旋风分离器中，直径符合要求的粉末从粉料出口流出作为生产使用，直径小于Do的粉末，继续同气流一起经由管道输送到过滤器中，气流经过滤后回压缩机，直径小于Do的粉末从超细粉出口流出。

由于稀土合金的化学性质比较活泼，所以通过气流磨磨粉得到的细粉和超细粉极其容易氧化或者燃烧，故在磨粉工艺中必须要解决粉末氧化的问题。

由于稀土合金烧结永磁体的磁性能对材料组织敏感，若细粉中尺寸小于1微米的粉料过多，会形成粗晶粒，降低磁性能。

此外，由于稀土的市场价格较高，为了降低生产成本，需要尽量的减少超细粉的产出。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种新型的稀土永磁体生产设备,以减少超细粉的产出。

为实现该技术目的，本发明的方案是：

一种稀土永磁体生产设备，由气体压缩机、磨室和分离过滤装置组成，气体压缩机的出气口与磨室的多个喷嘴通过管道连通，磨室出气口通过管道连接分离过滤装置，分离过滤装置的气体出口通过管道与气体压缩机进气口连通；

所述磨室上部设有进料口，底部及周边设有若干喷嘴，喷嘴的出口方向在磨室内相交；磨室上部设有分选轮，分选轮为一圆周方向上均匀分布有带条状栅格的圆筒，分选轮一端封闭且连接电机，另一端开口并与磨室出气口连通，分选轮用于过滤直径大于Dc的粉末或颗粒；

所述分离过滤装置由过滤器和旋风分离器直接连接而成，旋风分离器设在底部，其上部与磨室出气口连通，底部为粉料出口；过滤器垂直设在旋风分离器上方，底部气体入口与旋风分离器连通，顶部气体出口通过管道与气体压缩机进气口连通，分离过滤装置用于分离气体中的粉末颗粒。

优选的，所述分选轮的圆筒外径为190-250mm，栅格的长度为120-140mm，并且在圆周方向上均匀分布55-57个栅格。

优选的，所述喷嘴共有4个,一个设于底部,三个设于磨室壁上,且在同一平面上对称分布。

此外，本发明还提供了一种稀土永磁体生产工艺，包括以下步骤：通过进料口往磨室内加入稀土永磁体粉末；启动气体压缩机，压缩气体经由管道到达磨室，经过喷嘴后成为超音速气流，带动粉末进行相互碰撞，使粉末破碎；分选轮在电机驱动下旋转，实现对粉末的分选；破碎后的粉末，直径小于Dc的，同气流一起通过分选轮，再经由管道输送到旋风分离器，在旋风分离器中，直径大于Do的粉末直接落入到粉料出口，直接小于Do的粉末随沿着分离器内旋转上升的气流上升至过滤器内，并被过滤器阻挡，通过重力作用落回至旋风分离器中心位置，经由旋风分离器底部的粉料出口流出；过滤后的气流通过管道进入气体压缩机进气口。

优选的，分选轮转速为3000-4500转/分钟。

优选的，超音速气流中，氧气体积含量不大于1%。

本发明的有益效果在于，改变了通用的气流磨结构，取消超细粉出口，全部粉料均从粉料出口流出，得到细粉，简化了产品结构，提高了材料利用率；磨室内分选轮的结构，保证得到的细粉中直接小于1微米的粉末的体积分数小于4%。

附图说明

图1为传统气流磨的结构示意图。

图2为本发明实施例生产设备的结构示意图。

图3为本发明实施例磨室的结构示意图。

图4为本发明实施例分选轮的侧面半剖示意图。

图5为本发明实施例分选轮的正面全剖示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，

稀土永磁体生产设备，由气体压缩机1、磨室2和分离过滤装置3组成，气体压缩机的出气口与磨室的多个喷嘴22通过管道连通，磨室出气口通过管道连接分离过滤装置，分离过滤装置的气体出口通过管道与气体压缩机进气口连通；

所述磨室上部设有进料口21，喷嘴22共有四个,一个设于底部,三个设于磨室壁上,且在同一平面上对称分布，这四个喷嘴的出口方向在磨室内相交；磨室上部设有分选轮23。

由于取消了超细粉的分离，为了保证粉料中当量直径在1微米以下的颗粒占粉料总体的体积分数小于4%，需要使用改进的分选轮，分选轮为一圆周方向上均匀分布有带条状栅格的圆筒，分选轮一端封闭且连接电机24并由其驱动，另一端开口并与磨室出气口连通，其中圆筒的外径为190-250mm，栅格的长度为120-140mm，并且在圆周方向上均匀分布55-57个栅格。使用时安装在气流磨磨室上方，转速为3000-4500转/分钟。

所述分离过滤装置由过滤器31和旋风分离器32直接连接而成，旋风分离器设在底部，其上部与磨室出气口连通，底部为粉料出口33；过滤器垂直设在旋风分离器上方，底部气体入口与旋风分离器连通，顶部气体出口通过管道与气体压缩机进气口连通。

该设备的生产工艺包括以下步骤：通过进料口往磨室内加入稀土永磁体粉末；启动气体压缩机，压缩气体经由管道到达磨室，经过喷嘴后成为超音速气流，带动粉末进行相互碰撞，使粉末破碎；分选轮在电机驱动下旋转，实现对粉末的分选；破碎后的粉末，直径小于Dc的，同气流一起通过分选轮，再经由管道输送到旋风分离器，在旋风分离器中，直径大于Do的粉末直接落入到粉料出口，直接小于Do的粉末随沿着分离器壁螺旋上升的气流上升至过滤器内，并被过滤器阻挡，通过重力作用落回至旋风分离器中心位置，经由旋风分离器底部的粉料出口流出；过滤后的气流通过管道进入气体压缩机进气口。通过这样的工艺，直径大于Dc的粉末或颗粒在分选轮处被过滤，返回磨室继续碰撞，直径小于Dc的粉末，包括小于Do的超细粉，均在分离过滤装置处被过滤，统一从底部的粉料出口流出。

为了防止粉料的氧化，在磨室使用的超音速气流的主要成分是氮气或惰性气体，其中氧的体积含量不大于1%。

本发明将旋风分离器和过滤器合为一体，主要是利用了旋风分离器的结构特点，旋风分离器是使用旋转的气流进行分离，中心位置基本无气流，故可以使用上述结构。

也有人提出取消旋风分离器，直接使用过滤器过滤全部粉料，但是由于过滤器在单位时间内的过滤能力有限，若取消旋风分离器，则会导致过滤器在很短时间内堵死，故不可行。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种稀土永磁体生产设备，其特征在于：由气体压缩机、磨室和分离过滤装置组成，气体压缩机的出气口与磨室的多个喷嘴通过管道连通，磨室出气口通过管道连接分离过滤装置，分离过滤装置的气体出口通过管道与气体压缩机进气口连通；

所述磨室上部设有进料口，底部及周边设有若干喷嘴，喷嘴的出口方向在磨室内相交；磨室上部设有分选轮，分选轮为一圆周方向上均匀分布有带条状栅格的圆筒，分选轮一端封闭且连接电机，另一端开口并与磨室出气口连通；

所述分离过滤装置由过滤器和旋风分离器直接连接而成，旋风分离器设在底部，其上部与磨室出气口连通，底部为粉料出口；过滤器垂直设在旋风分离器上方，底部气体入口与旋风分离器连通，顶部气体出口通过管道与气体压缩机进气口连通；所述分选轮的圆筒外径为190-250mm，栅格的长度为120-140mm，并且在圆周方向上均匀分布55-57个栅格。

2.根据权利要求1所述的稀土永磁体生产设备，其特征在于：所述喷嘴共有4个,一个设于底部,三个设于磨室壁上,且在同一平面上对称分布。

3.一种稀土永磁体生产工艺，包括以下步骤：通过进料口往磨室内加入稀土永磁体粉末；同时由气体压缩机驱动的压缩气体经由管道到达磨室，经过喷嘴后成为超音速气流，带动粉末进行相互碰撞，使粉末破碎；分选轮在电机驱动下旋转，实现对粉末的分选；破碎后的粉末，直径小于Dc的，同气流一起通过分选轮，再经由管道输送到旋风分离器，在旋风分离器中，直径大于Do的粉末直接落入到粉料出口，直接小于Do的粉末随沿着分离器壁螺旋上升的气流上升至过滤器内，并被过滤器阻挡，通过重力作用落回至旋风分离器中心位置，经由旋风分离器底部的粉料出口流出；过滤后的气流通过管道进入气体压缩机进气口。

4.如权利要求3所述的稀土永磁体生产工艺，其特征在于，分选轮转速为3000-4500转/分钟。

5.如权利要求3所述的稀土永磁体生产工艺，其特征在于，超音速气流中，氧气体积含量不大于1%。