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摘 要： 介紹了在化纖鈦白超細(xì)加工申常用的幾種粉碎設(shè)備，如錘式粉碎機(jī)、刀片機(jī)、氣流粉碎機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)特。最，對(duì)他們的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較，并加以理論分析和試驗(yàn)研究。結(jié)果顯示：氣流粉碎機(jī)是化纖鈦白起細(xì)加工中較理想的粉碎設(shè)備。
關(guān) 鍵 詞： 化纖鈦白 錘式粉碎機(jī)；刀片機(jī)；氣流粉碎機(jī)
化學(xué)纖維本身絕大部分都是透明的，光澤很強(qiáng)。為了消除這種光澤，使其透明度與天然纖維相仿，就需要在制造時(shí)加入消光劑來減抑光澤。鈦白折射率高，消色力強(qiáng)，遮蓋力大，白度好，顆粒細(xì)而均勻，分散性好，化學(xué)穩(wěn)定性好，處理時(shí)不易發(fā)生變化，又不影響纖維的強(qiáng)度和染色，并能改善纖維的耐光性和耐候性 ，所以是一種優(yōu)良的消光劑。這一類添加在化學(xué)纖維中起消光作用的鈦白粉，稱為化纖鈦白。化纖鈦白作為鈦白的專用產(chǎn)品之一，廣泛應(yīng)用于滌綸、腈綸、錦綸、粘膠等化學(xué)纖維的生產(chǎn)加工中，市場(chǎng)需求量巨大；另一方面該產(chǎn)品具有較高的技術(shù)附加值，因此在我國有著廣闊的發(fā)展前景�；w鈦白比普通鈦白有更高的質(zhì)量要求，必須對(duì)普通鈦白進(jìn)行后處理才能成為化纖鈦白。一般的后處理工藝流程是打漿、研磨、過濾、預(yù)分散、表面包覆、脫水、烘干、粉碎。化纖鈦白有外觀、TiO：含量、色調(diào)、pH值、水分散性、灼燒減量、篩余量、水分、三氧化二鐵、比電阻、平均粒徑等技術(shù)指標(biāo)，眾多技術(shù)指標(biāo)互相聯(lián)系，必須保證每個(gè)指標(biāo)都合格。在這些技術(shù)指標(biāo)中，水分散性和平均粒徑顯得尤其重要：分散性差會(huì)造成纖維色澤不均勻、染色性能差；粒徑過大會(huì)直接導(dǎo)致纖維強(qiáng)度降低，甚至斷絲，造成紡絲過程不能連續(xù)完成；而且粒徑越小，水分散性越 好。這就使得粉體粉碎工藝過程變得至關(guān)重要。鈦白粉的原始粒徑已經(jīng)比較細(xì)了，大部分小于0．5微米，對(duì)化纖鈦白的粉碎實(shí)際上是對(duì)烘干后的團(tuán)聚體的解聚。
1 粉碎設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
目前在化纖鈦?zhàn)灾谱髦谐Ｓ玫姆鬯樵O(shè)備有三種：錘式粉碎機(jī)、刀片機(jī)和氣流粉碎機(jī)。這三種設(shè)備有著不同的結(jié)構(gòu)、性能和特點(diǎn)。
1．1 錘式粉碎機(jī)
錘式粉碎機(jī)由主軸、錘盤、錘銷、錘子、錘銷壓板、齒板等組成。其工作原理(見圖2)是利用圍繞水平軸急速旋轉(zhuǎn)的錘子，對(duì)物料加以激烈的沖擊，使其與固定體或其它旋轉(zhuǎn)體激烈碰撞，從而在強(qiáng)大力量下使物料粉碎。錘子的線速度****能達(dá)到80～125 nl／$。根據(jù)設(shè)備型號(hào)不同，有數(shù)量不等的錘子，有48個(gè)、96個(gè)等。在錘式粉碎機(jī)的出料口有篩網(wǎng)，較粗的物料被旋轉(zhuǎn)的錘子帶回，進(jìn)一步粉碎，具有分級(jí)功能。另外，錘頭前端與齒板之間的間隙所起到的剪切作用使得此類機(jī)器對(duì)韌性材料和纖維狀物料的粉碎效果更佳。
影響錘式粉碎機(jī)粉碎細(xì)度的因素包括：主軸轉(zhuǎn)速、錘子與齒板的間隙，錘子刃口是否鋒利，進(jìn)料量的大小，出料篩網(wǎng)粗細(xì)等。錘式粉碎機(jī)在粉碎化纖鈦白時(shí)，因鈦白粉黏度較大，會(huì)堵塞齒板，使齒板的作用大大降低；并且因?yàn)轲ざ冗^大，極易堵塞出料篩網(wǎng)，所以在粉碎鈦白料粉時(shí)，不能用過細(xì)的篩網(wǎng)，甚至不用篩網(wǎng)。錘式粉碎機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是在粉碎大塊物料時(shí)效果明顯，粉碎量大；主要缺點(diǎn)是機(jī)械振動(dòng)大、噪音大、設(shè)備維護(hù)難，粉碎細(xì)度受轉(zhuǎn)速限制。
1．2 刀片機(jī)
刀片機(jī)如圖3所示。刀片機(jī)工作時(shí)物料走向如圖3中的箭頭所示，物料從進(jìn)料口到出料口必須穿過數(shù)個(gè)箱體凸起，象走迷宮一般，在穿越過程中物料被高速旋轉(zhuǎn)的刀片沖擊、粉碎。根據(jù)設(shè)備型號(hào)不同，有數(shù)量不等的刀片，有96個(gè)、192個(gè)等。影響刀片機(jī)粉碎細(xì)度的因素包括：主軸轉(zhuǎn)速，箱體凸起的數(shù)量和高度，物料沿軸向走過的距離，刀片刃口是否鋒利，進(jìn)料量的大小等。
刀片機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是在相同轉(zhuǎn)速下，增加設(shè)備長(zhǎng)度可增加細(xì)度。作為機(jī)械粉碎設(shè)備，刀片機(jī)與錘式粉碎機(jī)有著同樣的缺點(diǎn)，并且物料的走動(dòng)要消
耗更大的引風(fēng)力。
1．3 氣流粉碎機(jī)
氣流粉碎機(jī)根據(jù)其結(jié)構(gòu)和工作原理可以分為扁平式氣流粉碎機(jī)、對(duì)噴式氣流粉碎機(jī)、特羅斯特型氣流粉碎機(jī)、流化床式氣流粉碎機(jī)和循環(huán)管式氣流粉碎機(jī)等幾種類型。扁平式氣流粉碎機(jī)是氣流粉碎機(jī)的代表型，也是一種應(yīng)用最廣的超微粉碎裝置圓。所謂扁平式氣流粉碎機(jī)是指其工作腔體為扁平圓盤式，按其工作腔體的大小，在圓周上平均分布著若干個(gè)粉碎噴嘴，并且具有離心分級(jí)功能的一種氣流粉碎機(jī)。
氣流粉碎機(jī)中，高壓工質(zhì)氣 通過粉碎噴嘴產(chǎn)生高達(dá)數(shù)百甚至上千的氣流速度，這種強(qiáng)勁有力的氣流稱為噴氣流。多個(gè)噴氣流以一定的角度排列，匯成一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的漩流。粉碎物料在噴氣流的帶動(dòng)下以極高的速度相互沖擊和碰撞，大部分顆粒都是在飛行過程中相互碰撞而粉碎的，只有極少數(shù)顆粒是與內(nèi)壁碰撞而粉碎的[31。經(jīng)粉碎的顆粒在高速旋轉(zhuǎn)的漩流作用下，進(jìn)行離心分級(jí)，合格的顆粒被帶到粉碎機(jī)腔體中心的出料口排出；不合格的顆粒被帶到粉碎區(qū)，進(jìn)一步進(jìn)行粉碎。影響氣流粉碎機(jī)粉碎細(xì)度的因素包括：工質(zhì)壓力，進(jìn)料量大小、進(jìn)料均勻程度等。氣流粉碎機(jī)的主要缺點(diǎn)是粉碎細(xì)度受進(jìn)料量影響較大，要求很高的設(shè)備制造精度。氣流粉碎機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是粉碎噴嘴噴射速度快，自帶離心力場(chǎng)分級(jí)功能，設(shè)備無運(yùn)轉(zhuǎn)部件，維護(hù)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定。
2 粉碎力大小的理論依據(jù)
在工質(zhì)氣流中的顆粒所需要的粉碎沖擊速度為：
從公式可以看出：物料顆粒沖擊破壞所需的速度 與顆粒的強(qiáng)度極限、彈性模量及重力加速度等機(jī)械性能有關(guān)；同時(shí)，顆粒表面形態(tài)和結(jié)構(gòu)形態(tài)也對(duì)沖擊速度有很大的影響。在實(shí)際粉碎過程中還存在許多不可預(yù)測(cè)的因素，所以應(yīng)使粉碎物料的沖擊速度相對(duì)大一些，這樣才能保證所需的粉碎細(xì)度。不管是物料的粉碎還是團(tuán)聚體的解聚，都要使顆粒獲得足夠的動(dòng)能，機(jī)械對(duì)物料的撞擊或物料本身的互相撞擊，都必須要有一定的相對(duì)速度，顆粒才能破碎；而且，速度越高，顆粒的動(dòng)能就越大，就越有利于顆粒以極高的能量瞬間發(fā)生碰撞，粉碎力就越大，得到產(chǎn)品的粒度越細(xì)。錘式粉碎機(jī)、刀片機(jī)受機(jī)械轉(zhuǎn)速限制，錘子或刀片的線速度****只能達(dá)到80～125 m／s；而氣流粉碎機(jī)采用Laval縮擴(kuò)型噴嘴作粉碎噴嘴，可獲得1．5～3倍的當(dāng)?shù)芈曀伲诜鬯榍惑w內(nèi)的顆粒也能被噴氣流加速到這個(gè)速度，比錘子或刀片的線速度大得多，大大提高了粉碎力和粉碎效率。
3 設(shè)備粉碎效果試驗(yàn)研究
在實(shí)際使用時(shí)，錘式粉碎機(jī)、刀片機(jī)、氣流粉碎機(jī)都需要配旋風(fēng)收料器、除塵器及引風(fēng)機(jī)。用JCW610型錘式粉碎機(jī)、DZ600型刀片機(jī)、JGM—
H400型氣流粉碎機(jī)在粉碎化纖鈦白時(shí)作對(duì)比試驗(yàn)，粉碎效果見表1。粗大顆粒的含量、水分散性直接決定了化纖鈦白的質(zhì)量，所以以這兩個(gè)指標(biāo)來衡量
設(shè)備的粉碎效果。
從表中可以明顯看出：用氣流粉碎機(jī)粉碎的化纖鈦白粗大顆粒的含量較少，水分散高，粉碎效果比其它兩個(gè)設(shè)備好。
4 結(jié)論
通過對(duì)錘式粉碎機(jī)、刀片機(jī)、氣流粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)介紹，以及在粉碎化纖鈦白時(shí)的性能對(duì)比，得出氣流粉碎機(jī)是比較適合用于化纖鈦白的粉碎設(shè)備。
另外，氣流粉碎機(jī)還可用過熱蒸汽為介工質(zhì)，可進(jìn)一步提高粉碎力，并且降低化纖鈦白中水分的含量，這更是其它設(shè)備無法比擬的。離心噴霧干燥機(jī)在化工、輕工、食品等行業(yè)仍有廣泛的應(yīng)用，因?yàn)樗梢灾苯訌娜芤夯驊腋∠到y(tǒng)中獲得均勻成分的粉末產(chǎn)品的具體優(yōu)點(diǎn)，在化工、輕工、食品等行業(yè)中仍有廣泛的應(yīng)用，染料行業(yè)在化工中的應(yīng)用非常普遍。經(jīng)過近年來工程技術(shù)人員的努力，噴霧干燥技術(shù)相對(duì)成熟，塔尺寸的確定也有成功的計(jì)算方法。霧化器仍然是壓力式、離?污泥烘干機(jī)/食品烘干工程都有其具體的適用范圍，而且每種物料都可以找到滿足基本要求的幾種干燥裝置，但也只有一種適合。如選擇不當(dāng)，除了承擔(dān)不必要的一次性高額采購費(fèi)用外，還在整個(gè)使用期間付出了沉重的代價(jià)，如效率低、能耗高、運(yùn)行成本高、產(chǎn)品質(zhì)量差，甚至設(shè)備不能正常運(yùn)行等等。下面是污泥烘干機(jī)/食品烘干工程選
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