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湖南矿必兴科技有限公司 2015-03-31 点击983次
矿兴磨磨金属硅的新技术
张方强
概述
金属硅亦称结晶硅或工业硅,硅的来源广泛，含量约占地壳质量的26%，硅是非金属元素，呈灰色，有金属色泽，其分子式为Si，原子量为28.80，密度为2.33g/m3，熔点为1410℃，沸点为1355℃，电阻率为2140Ω.m.，莫氏硬度在7左右，易脆。
金属硅广泛应用于冶金、化工、电子等行业。在冶金业中主要用途是作为非铁基合金的添加剂，也用作要求严格的硅钢的合金剂，冶炼特种钢和非铁基脱氧剂。金属硅经一系列处理后，可拉制成单硅，供电子工业使用。硅加入到某些有色金属中时，能提高基体金属的强度、硬度和耐磨性，有时还能增强基体的铸造性能和焊接性能。硅大量应用于铝合金和铝型材工业。金属硅在化工行业主要是用来生产硅基化合物（有机硅），如硅烷、硅酮、有机硅、硅油等。硅还可用于制造半导体硅、制作硅陶瓷、碳化硅、氮化硅等。因此，金属硅被称为工业之米，亦有魔术金属之称，用途相当广泛。
金属硅的主要产区分布在西南地区的云南、四川、贵州、广西；华中的湖南、湖北；华东的福建地区；东北地区主要是黑龙江的黑河、临江地带、吉林、辽宁、内蒙古，其中陕西青海等地也有厂家生产。
金属硅粉磨的现状
根据不同用户对硅的要求，目前国内国际市场上所需硅粉的细度规格如下：
规格 | 筛余物（重量） | |
2mm-10mm | ———— | |
500μm-180μm(30目-80目) | +500μm≤3% | -180μm≤10% |
425μm-150μm(40目-100目) | +425μm≤5% | -150μm≤15% |
250μm-140μm(60目-110目) | +250μm≤3% | -140μm≤10% |
125μm-74μm(120目-200目) | +125μm≤3% | -74μm≤10% |
-74μm(-200目) | +74μm≤5% | |
-45μm(325目) | +45μm≤5% | |
5μm-1μm(2500目-12500目) | +5μm≤5% | |
由于金属硅是一种质硬易脆的物料，在粉磨过程中筛余物不能有效的控制，过粉磨现象严重，造成产品浪费大，生产成本高，产品粒径不达标，至使产品没有竞争力。多年来硅粉度这一老大难的问题一直困扰着广大硅生企业和经营硅的老板。
目前国内生产硅粉的主要设备有挤压磨、圆盘磨、雷蒙磨、锤式破、锷式破、圆锥破等，这些设备不是能耗高效率低就是过粉磨严重，有的设备还存在故障率高，维护多等问题。总之，这些设备都或多或少的存在一些不尽人意的地方，针对这种现状，湖南矿必兴科技有限公司在原有专利产品——矿兴磨的基础上，和福建某硅厂共同通过反复试验和改进，成功的解决了这一世界性的难题，将硅粉磨的这一难题完美的解决了，使硅粉磨中-45μm含量有效的控制在5%以内。下面就我们利用矿兴磨进行硅的粉磨作如下介绍。
新型的硅粉磨设备
1、矿兴磨用于金属硅的背景
福建某硅厂是福建有名的硅生产企业，其产品大部分出口日本、韩国、美国等，多年以来利用陈旧的粉磨设备进行作坊式加，每天每台设备生产几百公斤成品，且过粉磨现象严重，成品还需通过分级设备去掉部分尾粉，产品才能达标。所以资然浪费极大，次品回炉成本加大，而且难以保证产品质量，为此该公司委托我提供能适合硅粉生产的设备。
我们利用KXZG600矿兴磨进行了硅的工业性试验，其分析结果不尽人意，硅粉-45μm产品在15～20%，其效果与其它粉磨设备没有什么区别，堪至于微粉更多。为此湖南矿兴科技有限公司全体技术人员召开专题会议，针对金硅属的粉磨，对磨机进行技术改进，通过反复开机调试，于2006年3月25日攻下了这一难题，将硅粉-45μm产品有效的控制在5%之内。
我们通过市场推广，又将一台KXZG600矿兴磨成功用于浙江开化某硅厂，产品细度控制在-200目，台时产量达到3t/h.。
2、KXZG矿兴磨的粉磨原理及特征
KXZG矿兴磨为立式结构，由传动装置、磨粉机构和机体组成。物料从上部进料口给入，通过撒料盘，将物料均匀地撒到磨机四周，在重力和导料槽作用下沿锥形衬板滑入粉磨腔，并形成料层，被既公转又自转的几组磨辊反复碾压，变成粉末状的物料，从下部出料口排出。其特点是：磨辊与衬板保持可调间隙，粉磨力来源于离心力和弹簧力的合力，易损件寿命特长，噪音低，处理能力大，适合粉磨较硬物料。
3、KXZG矿兴磨的主要规格技术参数
型号 | KXZG320 | KXZG420 | KXZG600 | KXZG800 | KXZG1000 | KXZG1250 |
最大进料粒度（mm） | 8 | 12 | 20 | 25 | 30 | 35 |
电机功率（kW） | 18.5 | 30 | 45 | 75 | 110 | 160 |
粉磨能力（t/h） | 0.5-1 | 1-2 | 2-3 | 3-5 | 5-8 | 8-10 |
外型尺寸（m） | Ø 1.2×1.5 | Ø 1.4×1.7 | Ø 1.6×2.1 | Ø 1.8×2.5 | Ø 2.1×2.8 | Ø 2.5×3.1 |
4、KXZG矿兴磨主要性能特点
4.1 电耗低，如KXZG600矿兴磨系统装机容量为45kW，产出>3t/h,实际吨电耗18 kWh/t
4.2 无粉尘污染和噪音污染
该磨机整个系统都在一个封闭系统条件下运行，粉尘无法扬出，回粉率几乎达100%；节省了除尘费用。因为磨辊和衬板间有可调的距离，工作时除电机发声外，只有物料破碎的声音，一般不超过80分贝。这更加符合环保政策，也是工业企业今后最值得重视的。
4.3 易损件使用寿命长
矿兴磨的易损件材质为高合金抗磨钢，而其它粉磨机一般以高铬、高锰钢为主，前者的耐磨度为后者的4～5倍。所以矿兴磨的易损件使用寿命周期长。以硅的粉磨为例，粉磨每吨硅仅耗5克左右易损件，省钢可达90%以上。
4.4 占地面积少
矿兴磨为立式结构，其作用力来源于离心力和弹簧力的合力，因为采用了新的粉磨理论，先进的结构设计，从而使得矿兴磨，生产能力大，其安装占地面积与同等生产能力的球磨比只有其1/2，与雷蒙机比只有其2/3，这样大大节省了厂房投资等费用。
5、KXZG矿兴磨的工艺流程图
6、试验结果分析
在工业性试验中我们双方技术人员做了试验分析，其实验结果如下：
原料或试验设备型号 | 数据一 | 数据二 | 数据三 |
样总量(g) | 100 | 100 | 100 |
355μm | 64 | 65 | 65.8 |
355μm ~ +150μm (%) | 21 | 19 | 22 |
-150μm ~ +45μm (%) | 13.5 | 15 | 11.8 |
-45μm(%) | 1.4 | 1.2 | 0.4 |
超-45μm细粉率(%) | 4.2 | 3.5 | 1.2 |
筛分设备 | 日本产标准试验筛 | ||
筛分时间 | 20min | ||
进料总量 | 2T | ||
磨机型号 | KXZG600 | ||
电机功率 | 45kW | ||
结论
金属硅的粉磨一直是粉磨界多年来的难题，亦是各生产企业间相互保密，较为神秘的一个环节，中国加入WTO后，众多生产企业与国际接轨，新的国际标准对粉磨的要求更为严格，使得这一问题尤为严竣。众所周知，作为一个生产企业要在市场上战胜来自国内外的强劲竞争对手，首先必须要拥有先进的生产设备，用较低的成本生产出高品位，高质量的产品，这样方能在竞争中打开一片广阔的市场。理论和实践证明，矿兴磨是适合于金属硅的粉磨，矿兴磨以其独特的结构和原理，优良的技术性能和多种工艺配置方案为国内外广大硅加工用户提供了一种全新的加工方式，矿兴磨用于硅行业的技术挖掘，将使金属硅这一“魔术金属”更具魔力。
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