Quy trình xay nghiền bằng máy Raymond để sản xuất bột Carbide Silicon

Giới thiệu về bột Silicon Carbide

Silicon Carbide (SiC), một hợp chất tổng hợp giữa silic và cacbon, nổi tiếng với độ cứng vượt trội, khả năng dẫn nhiệt cao và tính trơ hóa học. Những đặc tính này khiến nó trở thành vật liệu không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp, từ các sản phẩm mài mòn, vật liệu chịu lửa đến gốm sứ tiên tiến và bán dẫn. Việc sản xuất bột SiC chất lượng cao là một quá trình đòi hỏi độ chính xác và kỹ thuật cao, trong đó việc lựa chọn công nghệ nghiền rất quan trọng. Quá trình nghiền cần đạt được sự phân bố kích thước hạt nhất định mà không gây ra tạp chất hay làm ảnh hưởng đến các đặc tính tự nhiên của vật liệu. Công nghệ Raymond Mill, một dạng nghiền bằng bánh xe, đã được cải tiến đáng kể để đáp ứng các yêu cầu khắt khe đối với các vật liệu cứng và có tính mài mòn như Silicon Carbide.

Nguyên lý hoạt động của máy xay Raymond Mill

Nguyên lý cơ bản của máy xay Raymond, hoặc nói chung hơn là máy xay bằng bánh xe (roller mill), là sử dụng lực nén và lực cắt để nghiền vật liệu. Các bộ phận chính bao gồm các bánh xe nghiền và vòng nghiền (hoặc chảo nghiền). Quá trình nghiền có thể được chia thành nhiều giai đoạn:

1. Chăm sóc (Feeding):Nguyên liệu silicon carbide dạng bột nghiền (thường có kích thước ≤20mm) được đưa vào buồng nghiền của máy thông qua bộ phận cung cấp nguyên liệu dựa trên thể tích hoặc trọng lượng.
2. Grinding:Vật liệu được nghiền giữa các bánh xe nghiền quay và vòng nghiền cố định hoặc quay. Lực ly tâm đẩy các bánh xe ép vào vòng nghiền, tạo ra một vùng có áp suất cao làm vỡ các hạt SiC.
3. Phân loại:Máy phân loại, có thể là loại nội bộ hoặc ngoại bộ (thường được thiết kế dạng tuabin), sẽ ngay lập tức tách các hạt bột đã được nghiền ra. Các hạt đáp ứng độ mịn yêu cầu sẽ được dòng khí đưa đi hacia hệ thống thu gom. Các hạt có kích thước lớn hơn sẽ bị máy phân loại loại bỏ và rơi trở lại bề mặt bàn nghiền để tiếp tục quá trình giảm kích thước.
4. Bộ sưu tập:Không khí chứa hạt bột mịn đi qua bộ phận tách bụi kiểu cyclone, nơi phần lớn sản phẩm được thu gom lại. Các hạt bột còn lại sau đó được bắt giữ bởi hệ thống thu gom bụi sử dụng công nghệ luồng khí xung có hiệu suất cao, từ đó đảm bảo mức thiệt hại sản phẩm và lượng khí thải ra môi trường ở mức thấp nhất.

Hệ thống mạch kín này cho phép kiểm soát chính xác độ mịn của sản phẩm cuối cùng và thực hiện quá trình xay nghiền một cách hiệu quả cao.

Những thách thức kỹ thuật trong việc mài cacbua silicon

Việc mài bóng cacbua silic đặt ra những thách thức đặc biệt mà không phải thiết bị mài nào cũng có thể xử lý một cách hiệu quả:

• Độ cứng cực cao:Với độ cứng Mohs là 9,5, SiC là một trong những vật liệu cứng nhất được sản xuất trên thị trường. Điều này khiến cho các bộ phận mài được làm từ các vật liệu tiêu chuẩn bị mòn nhanh hơn.
• Độ mài mòn:Bản chất mài mòn của các hạt SiC làm tăng tốc độ hao mòn các bộ phận thiết bị mà chúng tiếp xúc, dẫn đến chi phí bảo trì cao và nguy cơ nhiễm bẩn.
• Độ tinh khiết của sản phẩm:Nhiều ứng dụng yêu cầu bột SiC có độ tinh khiết cao. Sự nhiễm bẩn từ các vật liệu mài mòn bị mòn là một mối lo ngại đáng kể.
• Quản lý Nhiệt:Quá trình nghiền tạo ra nhiệt, và nhiệt này cần được kiểm soát để tránh ảnh hưởng đến các đặc tính của vật liệu hoặc gây hư hại nhiệt cho bản thân máy nghiền.

Để vượt qua những thách thức này, cần phải thiết kế một chiếc máy xay được làm từ vật liệu bền chắc, có hệ thống làm mát hiệu quả và hệ thống phân loại chính xác.

Lựa chọn nhà máy thích hợp để sản xuất silicon carbide

Để sản xuất bột Silicon carbide có độ mịn cao và siêu mịn, các máy xay truyền thống thường không hiệu quả và có thể gây ra tình trạng nhiễm bẩn. Các thiết kế máy xay hiện đại dựa trên công nghệ Raymond Mill cung cấp những giải pháp tốt hơn. Hai mẫu máy trong dòng sản phẩm của chúng tôi rất phù hợp với ứng dụng này, đáp ứng được các yêu cầu khác nhau về độ mịn và công suất.

1. Máy xay siêu mịn loại SCM (độ mịn 45-5μm)

Đối với các ứng dụng yêu cầu bột carbide silicon có độ mịn siêu cao (ví dụ, trong ngành gốm cao cấp hoặc các hỗn hợp đánh bóng), chúng tôi cung cấp sản phẩm…Máy xay SCM UltrafineĐây là lựa chọn tối ưu nhất. Chiếc máy xay này được thiết kế để đạt mức độ tinh khiết lên đến 2500 mesh (D97 ≤ 5μm), điều thường được yêu cầu trong các ứng dụng của SiC có giá trị cao.

Tại sao nó lại lý tưởng cho SiC:

• Phân loại độ chính xác cao:Máy phân loại bằng tuabin đứng này đảm bảo việc phân loại các hạt một cách chính xác về kích thước và ngăn chặn các hạt thô làm ô nhiễm sản phẩm cuối cùng, điều này rất quan trọng để đạt được chất lượng SiC ổn định.
• Thiết kế bền vững:Các bánh cán và vòng cán được trang bị bằng vật liệu chống mài mòn đặc biệt, giúp chúng có tuổi thọ cao gấp nhiều lần so với các bộ phận thông thường. Điều này giúp giảm tác động của tính ma sát cao của vật liệu SiC và hạn chế sự nhiễm bẩn bởi sắt.
• Vận hành hiệu quả và mát mẻ:Nguyên lý nghiền và hệ thống điều khiển thông minh giúp duy trì nhiệt độ vận hành ổn định, bảo vệ tính toàn vẹn của bột SiC. Hiệu quả năng lượng cao (tiết kiệm 30% so với các máy nghiền phun) cũng khiến nó trở thành một giải pháp có hiệu quả về mặt chi phí.
• Thông số chính:Với dải mẫu từ SCM800 đến SCM1680, sản phẩm này có khả năng xử lý từ 0,5 đến 25 tấn mỗi giờ, phù hợp cho cả quy mô sản xuất thử nghiệm và quy mô lớn của bột SiC siêu mịn.

2. Máy xay hình thang loại MTW (600-45μm)

Đối với việc sản xuất bột Silic carbide có độ mịn hơn một chút, được sử dụng trong vật liệu chịu lửa, vật liệu mài mòn và các ứng dụng công nghiệp khác, chúng tôi…Dòng máy xay hình thang MTWCung cấp một giải pháp mạnh mẽ và có khả năng chứa đựng lớn. Nó sản xuất bột một cách đáng tin cậy với kích thước lưới từ 30 đến 325 mesh (0,038mm).

Tại sao nó lại xuất sắc trong ứng dụng với SiC (Silicon Carbide):

• Thiết kế chống mài mòn:Thiết kế lưỡi xẻng cong cùng các bộ phận chịu mài mòn cao được chế tạo đặc biệt để xử lý các vật liệu có tính ma sát mạnh, giúp giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động do bảo trì.
• Dòng khí được tối ưu hóa:Kênh không khí cong giúp giảm lực cản không khí và mức tiêu thụ năng lượng, từ đó nâng cao hiệu quả tổng thể trong quá trình vận chuyển và phân loại bột SiC dày đặc.
• Dung lượng cao:Các mô hình như MTW215G có thể xử lý lên đến 45 tấn mỗi giờ, giúp chúng trở nên lý tưởng cho các dây chuyền sản xuất với thông lượng lớn.
• Hệ thống truyền động đáng tin cậy:Hệ truyền động bằng bộ răng hình nón này mang lại hiệu suất cao (98%) và công suất ổn định, đảm bảo hiệu suất mài giũa nhất quán ngay cả khi phải chịu tải lớn trong quá trình nghiền SiC.

Tối ưu hóa quy trình mài

Ngoài việc lựa chọn đúng thiết bị, việc tối ưu hóa quy trình là yếu tố then chốt để sản xuất bột Silicon Carbide (SiC) một cách hiệu quả:

• Kích thước dữ liệu đầu vào (Feed Size):Đảm bảo nguồn nguyên liệu được nghiền sẵn một cách đồng nhất và có kích thước phù hợp (ví dụ: ≤20mm) là rất quan trọng đối với hoạt động ổn định của máy xay và tối ưu hóa hiệu suất sản xuất.
• Quản lý dòng khí (Airflow Management):Dòng khí bên trong nhà máy vừa đóng vai trò là phương tiện vận chuyển, vừa là chất làm mát. Việc calibrate (điều chỉnh) thiết bị một cách chính xác là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả trong công tác phân loại và tản nhiệt.
• Theo dõi tình trạng sử dụng:Việc thực hiện lịch trình kiểm tra định kỳ và thay thế các bộ phận bị mài mòn như bánh xe và vòng bi giúp ngăn chặn các trường hợp dừng hoạt động không mong muốn và giữ được chất lượng sản phẩm.
• Tích hợp hệ thống (System Integration):Một hệ thống được thiết kế tốt bao gồm các thiết bị hỗ trợ như máy nghiền hàm để nghiền sơ bộ, thang máy, bộ phân phối nguyên liệu, và các bộ thu thập chất liệu hiệu quả cao, nhằm tạo ra một dây chuyền sản xuất liên tục và tự động hóa hoàn toàn.

Kết luận

Việc sản xuất bột Silic carbide chất lượng cao đòi hỏi công nghệ nghiền có khả năng vượt qua những đặc tính cực kỳ cứng và ma sát cao, đồng thời đảm bảo kiểm soát kích thước hạt chính xác và độ tinh khiết cao. Các hệ thống máy xay Raymond hiện đại, đặc biệt là những thiết kế tiên tiến như máy xay SCM Ultrafine dùng cho mục đích nghiền siêu mịn và máy xay hình hình chữ nhật MTW Series dùng cho công tác nghiền thô có dung lượng lớn, được thiết kế hoàn hảo để đối phó với những thách thức này. Bằng cách kết hợp kiến trúc bền chắc, hệ thống phân loại hiệu quả và điều khiển quy trình thông minh, những máy xay này cung cấp giải pháp đáng tin cậy, tiết kiệm chi phí và chất lượng cao cho các nhà sản xuất Silic carbide trên toàn thế giới, giúp họ đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt của các ứng dụng công nghiệp hiện đại.