Процесс помола Raymond Mill для производства порошка карбида кремния

Введение в порошок карбида кремния

Карбид кремния (SiC) – это синтетическое соединение кремния и углерода, известное своей исключительной твёрдостью, теплопроводностью и химической инертностью. Благодаря этим свойствам он является незаменимым материалом в самых разных отраслях промышленности: от изделий из абразивов и огнеупоров до передовых керамических материалов и полупроводников. Производство высококачественного порошка карбида кремния представляет собой сложный и требующий точности процесс, при котором выбор технологии измельчения играет решающую роль. В процессе измельчения необходимо достичь определённого распределения размеров частиц без примесей и сохранения исходных свойств материала. Технология Рэймондова мельницы, представляющая собой вид валкового измельчения, значительно совершенствовалась для удовлетворения строгих требований, предъявляемых к твёрдым и абразивным материалам, таким как карбид кремния.

Принцип работы мельницы Реймонда

Основный принцип работы Рэймондова мельника, а в более общем смысле – любого роликового мельника, заключается в измельчении материала с использованием сил сжатия и сдвига. Основные компоненты такого мельника – это измельчающие ролики и измельчающее кольцо (или чаша). Процесс измельчения можно разделить на несколько этапов:

1. Кормление:Сырой карбид кремния в форме мелких частиц (обычно размером ≤20 мм) подается в чашу мельницы с помощью объемного или гравиметрического подающего устройства.
2. Заточка:Материал измельчается между вращающимися стёклобойниками и неподвижным или вращающимся измельчающим кольцом. Сила центробежности заставляет стёклобойни сжиматься к кольцу, образуя зону высокого давления, которая разрушает частицы карбида кремния (SiC).
3. Классификация:Интегрированный, а иногда и внешний сепаратор (часто турбинного типа) немедленно разделяет мельничный порошок на части. Частицы, соответствующие требуемой тонкости, поднимаются потоком воздуха к системе сбора. Частицы, превышающие необходимые размеры, отсеиваются сепаратором и возвращаются на поверхность мельничного бассейна для дальнейшего уменьшения размера.
4. Коллекция:Воздух, содержащий мелкий порошок, проходит через циклонный сепаратор, где собирается большая часть продукта. Оставшиеся мелкие частицы улавливаются высокоэффективным пульс-прямоводным пылесборником типа мешкового фильтра, что обеспечивает минимизацию потерь продукта и выбросов в окружающую среду.

Эта система замкнутого контура позволяет точно контролировать степень тонкости готового продукта и обеспечивает высокоэффективные процессы измельчения.

Технические трудности при шлифовке карбида кремния

Подработка карбида кремния сопряжена с уникальными трудностями, с которыми не всё оборудование для шлифовки может эффективно справиться:

• Чрезвычайная жесткость:С характеристикой твёрдости по шкале Мохса 9,5 кремний углерод (SiC) является одним из самых твёрдых материалов, производимых в коммерческих целях. Это приводит к быстрому износу компонентов для шлифования, изготовленных из стандартных материалов.
• Абразивность:Абразивные свойства частицSiC ускоряют износ всех деталей оборудования, с которыми они соприкасаются, что приводит к высоким затратам на техническое обслуживание и возможному загрязнению.
• Чистота продукта:Многие приложения требуют использования порошка карбида кремния высокой чистоты. Загрязнение порошка из-за изношенных абразивных материалов представляет собой серьезную проблему.
• Тепловой контроль:Процесс шлифовки сопровождается выделением тепла, которое необходимо контролировать, чтобы не негативно повлиять на свойства материала и не привести к термическому повреждению самой мельницы.

Для преодоления этих трудностей необходимы мельницы, изготовленные из прочных материалов, оснащенные эффективной системой охлаждения и точной системой сортировки.

Выбор подходящего завода для производства карбида кремния

Для производства мелкого и сверхмелкого карбида кремния традиционные шаровые мельницы часто оказываются неэффективными и могут приводить к загрязнению продукта. Современные конструкции на основе мельниц Реймонда (Raymond Mill) предлагают более качественные решения. Два примера из нашей линейки продуктов идеально подходят для этого применения и удовлетворяют различные требования к степени измельчению и производительности.

1. Ультратонкий мельничный аппарат серии SCM (размер частиц 45–5 мкм)

Для приложений, требующих использования ультратонкого порошка карбида кремния (например, в передовых керамических материалах или полирующих смесях), мы предлагаем следующее решение:Мельница SCM Ultrafine MillЭтот мельниц доступен как оптимальный вариант для получения продукта с очень маленьким размером зерен. Мельница спроектирована таким образом, чтобы обеспечить процесс измельчения до уровня тонкости 2500 mesh (D97 ≤ 5μm), что часто требуется для использования карбида кремния (SiC) в высококачественных приложениях.

Почему данный материал идеально подходит для использования в соединениях на основе карбида кремния (SiC):

• Высокоточное классифицирование:Его вертикальный турбинный сортировочный устройство обеспечивает точное разделение частиц по размеру и предотвращает попадание крупных частиц в готовый продукт, что крайне важно для стабильного качества карбида кремния (SiC).
• Прочная конструкция:Шлифовальные ролики и кольца изготовлены из специальных материалов, устойчивых к износу, благодаря чему срок их службы в несколько раз превышает срок службы обычных деталей. Эти материалы эффективно противостоят абразивным свойствам карбида кремния (SiC) и снижают уровень загрязнения железом.
• Эффективная и энергосберегающая работа:Принцип работы мельницы и система интеллектуального управления помогают поддерживать стабильную температуру эксплуатации, что способствует сохранению целостности порошка из карбида кремния. Высока энергоэффективность этой мельницы (потребление энергии на 30% меньше, чем у струйных мельниц) также делает ее экономически выгодным решением.
• Основные характеристики:Среди моделей, представленных на рынке, от SCM800 до SCM1680, объемы переработки варьируются от 0,5 до 25 тонн в час, что позволяет использовать эти устройства как в пилотных, так и в крупномасштабных производственных циклах ультратонкого порошка кремния диоксида (SiC).

2. Мельница серии MTW с трапециевидным жерновом (разрешение 600–45 мкм)

Для производства более крупнозернистых порошков карбида кремния, используемых в облицовочных материалах, абразивах и других промышленных приложениях, наше оборудование позволяет достигать высокого качества продукции.Мельница серии MTW с трапециевидной формой решеткиПредлагается надежное и мощное решение, способное производить порошок с размером частиц в диапазоне от 30 до 325 меш (0,038 мм).

Почему это идеально подходит для кремний-карбида (SiC):

• Дизайн, устойчивый к износу:Дизайн изогнутой лопатки и противоизносные компоненты были специально разработаны для обработки абразивных материалов, что значительно снижает время простоя на техническое обслуживание.
• Оптимизированное циркуляционное движение воздуха:Изогнутый воздушный канал снижает сопротивление воздуха и энергопотребление, тем самым повышая общую эффективность транспортировки и сортировки густого порошка SiC.
• Высокая емкость:Модели типа MTW215G могут обрабатывать до 45 тонн в час, что делает их идеальными для производственных линий с высоким объемом производства.
• Надежная система привода:Цилиндрическая коническая шестеренчатая передача обеспечивает высокую эффективность (98%) и стабильную мощность, что гарантирует непрерывность работы при больших нагрузках при измельчении кремния карбида (SiC).

Оптимизация процесса шлифовки

Помимо правильного выбора оборудования, оптимизация процесса является ключом к эффективному производству порошка SiC:

• Размер порции:Обеспечение стабильного и правильно подготовленного ксерокомпрессированного сырья (например, размер частиц ≤20 мм) имеет решающее значение для нормальной работы мельницы и оптимального производственного объема.
• Управление потоком воздуха:Поток воздуха внутри мельницы служит одновременно средством транспортировки и агентом охлаждения. Точная калибровка крайне важна для эффективного сортирования и рассеивания тепла.
• Мониторинг ношения экипировки:Регулярное планирование осмотров и замены изношенных деталей, таких как ролики и кольца, предотвращает неожиданные перебои в работе оборудования и обеспечивает стабильность качества продукции.
• Интеграция систем:Хорошо спроектированная система включает в себя вспомогательное оборудование, такое как щековые дробилки для предварительного измельчения, лифты, подающие устройства и высокоэффективные сборники, что позволяет создать бесперебойную и автоматизированную производственную линию.

Вывод

Производство высококачественного порошка карбида кремния требует технологий помола, способных преодолевать экстремальную твердость и абразивность материала, одновременно обеспечивая точный контроль размера частиц и высокую чистоту готового продукта. Современные системы мельниц Реймонда, особенно такие продвинутые модели, как наша мельница SCM Ultrafine для получения ультратонкого порошка и серия мельниц MTW Trapezium для грубого помола с большой производительностью, идеально адаптированы для решения этих задач. Благодаря прочной конструкции, эффективной сортировке и интеллектуальному управлению процессом эти мельницы представляют собой надежное, экономически выгодное и качественное решение для производителей карбида кремния по всему миру, позволяя им соответствовать строгим стандартам современных промышленных процессов.