前言

在配方一定的條件下?,?氧化鋅電阻片的?主要電氣特性?,如非線性、壓比、耐受方波、?雷電及大電流沖擊能力等?,?與其瓷質(zhì)微觀結(jié)?構(gòu)的均勻性有著非常密切的關(guān)系?。??我國(guó)自氧?化鋅避雷器研制和?引進(jìn)?日立技術(shù)生產(chǎn)至今?,?氧化鋅電阻片的添加物細(xì)磨一直延用著傳統(tǒng)?的滾桶球磨工藝?。??采用添加物煅燒工藝的廠?家?,?均采取將濕法球磨的生添加物漿料直接?烘干再煅燒的辦法?。??鑒于球磨效率低?,?煅燒?的添加物粒度很難達(dá)到微細(xì)化;?生添加物漿?料在長(zhǎng)時(shí)間烘干過(guò)程中?,?真密度大的成分如?Bi2O3等?,極易沉淀?,而真密度小的如?SiO2、?B2O3,?則將懸浮于料面上?,?造成烘干后的添?加物成分不均勻?。??這種不均勻性必然導(dǎo)致煅?燒添加物互相反應(yīng)的不均勻乃至其燒結(jié)固溶?體成分的不均勻性?,?因而制約了電阻片性能?水平的進(jìn)一步提高。九十年代我國(guó)少數(shù)壓敏電阻、??磁性材料?生產(chǎn)廠家采用進(jìn)口攪拌球磨?（美國(guó)產(chǎn))和壓?濾機(jī)（德國(guó)產(chǎn)),雖應(yīng)用效果良好?,但因價(jià)格昂貴而使應(yīng)用受到限制。本公司于?19年購(gòu)置了國(guó)產(chǎn) QX-70型攪拌球磨機(jī) ,取代傳統(tǒng)的 滾桶球磨機(jī)用于煅燒添加物的二次球磨;購(gòu)置壓濾機(jī)用于一次球磨添加物漿料 的壓濾 , 除去近一半水分后再烘干。 使用近 一年效果良好。

2??攪拌球磨機(jī)

2﹒ 1??結(jié)構(gòu)與參數(shù)

該機(jī)由攪拌桶、??循環(huán)泵、??傳動(dòng)電機(jī)、??機(jī) 座和控制部分組成 。??攪拌桶中心裝有電機(jī)通 過(guò)減速器帶動(dòng)的攪拌軸 , 軸上裝有十多個(gè)水 平呈 “+”字形交錯(cuò)配置的攪拌臂 。??攪拌桶 和漿料循環(huán)管路系統(tǒng)采用了不銹鋼材料 , 攪 拌桶內(nèi)壁和攪拌 臂 外表面均包敷有 厚度 約 7mm的聚胺酯有機(jī)耐磨層。隔膜泵用于使被 細(xì)磨的漿料循環(huán) 。??控制部分除設(shè)有電源開(kāi)關(guān) 外 , 還設(shè)有時(shí)間定時(shí)繼電器及報(bào)警鈴 。

主要參數(shù) :攪拌電機(jī)功率7.5kW ,循環(huán)泵 功率0.75kW ,攪拌軸轉(zhuǎn)速130r/min,攪拌桶容積為70L,外形尺寸為 940mm×860mm× 160mm。

2.2應(yīng)用情況及添加物粒度分布

本公司采用φ5mm的氧化鋯球作為球磨介質(zhì),添加量為53kg,每次加入相應(yīng)于150kg氧化鋅的煅燒添加物,純水加入量與原有滾桶球磨添加物加入量相同。球磨時(shí)間是根據(jù)添加物的粒度分析確定的,最終選定球磨時(shí)間為1h。球磨后添加物的平均粒度為1.5～1.7μm,最粗的顆粒粒徑為6μm,6～3μm粒級(jí)的比例為23%。原采用滾桶球磨16～18h的添加物的平均粒徑為2.5～2.7μm,最粗的顆粒為10μm,10～3μm粒級(jí)的比例高達(dá)45%。

2.3攪拌球磨高效細(xì)磨的原理

攪拌球磨機(jī)之所以具有如此高的效率是由其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定的。在垂置的、固定的攪拌桶中懸空定位的攪拌軸帶動(dòng)著十多個(gè)攪拌臂旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)球磨介質(zhì)在整個(gè)桶內(nèi)作不規(guī)則的翻滾,造成了球石不規(guī)則的運(yùn)動(dòng),不同于滾桶球磨中球石的群體運(yùn)動(dòng)。兩種球磨球石的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)所示。這種不規(guī)則運(yùn)動(dòng),造成球石之間的相互撞擊。攪拌臂藉助于發(fā)揮以下的綜合作用而造成球石的不規(guī)則運(yùn)動(dòng),對(duì)于細(xì)磨來(lái)說(shuō),必須既存在撞擊作用又存在剪切力。在攪拌球磨機(jī)中,撞擊作用系由于球石的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而引起持續(xù)不斷的沖撞所造成的;紊亂運(yùn)動(dòng)著的球以不同的轉(zhuǎn)速和方向旋轉(zhuǎn)著,從而對(duì)鄰近的料漿施以剪切力。其結(jié)果是使?jié){料承受的剪切力和沖擊力交錯(cuò)或同時(shí)存在,因而這種綜合作用力迫使粉料粒度減小及均勻分散。在攪拌球磨機(jī)中,介質(zhì)攪拌作用發(fā)生在從中心到半徑的大約2/3處。可見(jiàn),越靠近攪拌臂的外側(cè),攪拌臂傳遞給球介質(zhì)的能量越大,但球石很快就跌離攪拌臂的末端。研磨作用不發(fā)生在桶壁上,桶只起容器作用而不是研磨面。因此,由于長(zhǎng)期使用而發(fā)生的磨損十分輕微。使用近一年經(jīng)實(shí)際觀測(cè),攪拌桶、內(nèi)壁的聚胺酯襯里磨損很少,手摸無(wú)明顯磨損感覺(jué)。在攪拌球磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下,位于桶最底部約10mm厚的鋯球幾乎處于靜止?fàn)顟B(tài),因此攪拌桶底部的內(nèi)襯磨損也很輕微,這就說(shuō)明了攪拌球磨機(jī)的另一優(yōu)點(diǎn)。在攪拌球磨中,由于被細(xì)磨的物料在隔膜泵的作用下,不斷進(jìn)行循環(huán),使得粗細(xì)不均勻的物料有相同的概率被球石撞擊和剪切,因而得到的細(xì)磨物料具有相對(duì)較高的粒度一致性。攪拌球磨機(jī)的球磨時(shí)間主要決定于被加工物料的特性,如原始粒度、硬度、添加料數(shù)量和料與水的比例,也決定于球磨介質(zhì)的物性,如球石的直徑、真密度和硬度,以及轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。從我們的使用效果來(lái)看,在轉(zhuǎn)速固定為130r/min的情況下,選用95mm的氧化鋯球作為球磨介質(zhì)是適宜的,已達(dá)到高效細(xì)化煅燒添加物的良好效果。該設(shè)備使用近一年,經(jīng)稱(chēng)量球石重量計(jì)算,磨損量?jī)H為5.6%。

3壓濾機(jī)

3.1結(jié)構(gòu)與壓濾過(guò)程

該機(jī)由機(jī)架、壓濾罐、無(wú)紡濾布、升降螺桿、密封螺栓、氣壓控制閥及壓力表組成。該機(jī)用于一次球磨(生添加物)漿料的除水。其壓濾過(guò)程是:將漿料經(jīng)漏斗加入壓濾罐中,蓋緊加料口,關(guān)閉排氣閥,打開(kāi)壓縮空氣閥,當(dāng)壓力表達(dá)到0.4MPa后即關(guān)閉進(jìn)氣閥。漿料在密閉罐中的壓力作用下,漿料中的水分通過(guò)無(wú)紡濾布流出。水的濾出快慢主要決定于氣壓的高低。隨著漿料中水分的逐漸濾出,壓濾罐內(nèi)的氣壓會(huì)減小至0.3MPa,由于受罐本身的耐壓強(qiáng)度所限,最高不得超過(guò)0.6MPa。待濾出的水流變得很慢或由于漿料因脫水濃縮成團(tuán)塊造成濾布圓周漏氣時(shí),即可打開(kāi)排氣閥,待壓力表的氣壓降至零后,即可取下密封螺栓,降低承接料的濾板底盤(pán),轉(zhuǎn)向約90”,將壓濾成類(lèi)似圓形”蛋糕”狀的料塊取出,放入料盤(pán)中,置于烘箱內(nèi)烘干。

3.2應(yīng)用效果

按常規(guī)工藝,球磨好的生添加物漿料,出漿時(shí)直接倒入料盤(pán)中,放入烘箱在120～140C下需12h才能烘干。烘干的料表面均可見(jiàn)到有一層白色的成分,經(jīng)檢測(cè)其主成分是SiO2。其原因在于:一是SiO2的真密度最小,容易浮在料面;二是由于在漿料中的水分沸騰蒸發(fā)過(guò)程中,會(huì)將漿料中的SiO2帶到表面。另一方面,在漿料尚未干燥至凝固狀以前的幾個(gè)小時(shí)內(nèi),真密度最大的Bi2O3發(fā)生沉淀與原出漿時(shí)成分較均勻的漿料分離。可以判斷按傳統(tǒng)工藝烘干的添加物成分是不均勻的。采用BS-50型壓濾機(jī)處理后再烘干的添加物,解決了傳統(tǒng)工藝存在的添加物成分不均勻的問(wèn)題。烘干的添加物料塊表面無(wú)白色成分析出,而且在漿料壓濾過(guò)程中,前30min即可壓濾出漿料所含30%左右的水分,即可使原來(lái)較稀的流動(dòng)漿料變成無(wú)流動(dòng)性粘稠狀,因而阻止了真密度最大的Bi2O3的沉淀分離。可壓濾相當(dāng)于20kgZnO的添加物,時(shí)間只需要1.5h左右。壓濾出的水量為原漿料含水量的45%～50%。每8h可處理1t以上ZnO相應(yīng)的添加物,而只消耗不到2m3壓力為0.4MPa的壓縮空氣。這種壓濾機(jī)的采用不僅大大改善了添加物成分的均勻性,而且也明顯節(jié)約了傳統(tǒng)烘干工藝的電耗。據(jù)估算,比傳統(tǒng)烘干工藝可節(jié)電2/3左右。

結(jié)語(yǔ)

從電阻片的主要電氣性能看應(yīng)用效果,經(jīng)過(guò)對(duì)制料、成型、燒成和熱處理等關(guān)鍵工藝的改進(jìn),使電阻片的主要電氣性能和合格率有了大幅度的提高。以D3電阻片為例,U5kA/U1mA壓比由原來(lái)的1.8倍以上降低至1.73以下,方波通流能力由原來(lái)的10A提高至150A;4/10大電流耐受能力由原來(lái)的25kA提高至40kA以上;方波篩選兩次平均合格率由原來(lái)的95%左右提高至98%～9%以上。全過(guò)程合格率由原來(lái)的90%提高至95%以上。