陶瓷干法造粒搅拌槽结构对粉体混合效果的影响

为探究圆柱形和双层正八边形陶瓷干法造粒搅拌槽对粉体混合效果的影响.采用欧拉-欧拉方法构建气-固两相流混合过程计算模型,简化搅拌槽模拟区域并通过有限体积法建立空气-粉体混合过程物理模型,利用CFD方法对两种搅拌槽内流场进行数值计算,分析粉体体积分布与速度场,对比搅拌槽结构对粉体混合效果的影响,同时通过实验分析颗粒级配与流动性.结果表明:当搅拌槽为圆柱形时,槽壁区域形成回转抛物面,底部两侧槽底出现搅拌死角,粉体堆积度为12％;当搅拌槽为双层正八边形时,槽壁与两侧槽底湍流强度高,无回转抛物面与搅拌死角,粉体堆积度为4％.实验测得两种结构搅拌槽内有效颗粒百分比分别为71％、84％,流动性指数分别为60.66、75.5,侧面验证了数值模拟的正确性.双层正八边形搅拌槽相对圆柱形搅拌槽可有效提高粉体混合效果.     

挡板对陶瓷干法造粒气-固两相流混合过程的影响

为探究陶瓷干法造粒气-固两相流混合过程挡板对粉体混合效果影响,构建欧拉气-固两相流模型分析空气与粉体相互作用,简化造粒区域并建立粉体混合过程三维物理模型,采用滑移网格法、多重参考系法模拟造粒室旋转运动,修正RNG离散模型分析湍流状态.根据径向及轴向粉体体积分数分布、速度场探究不同挡板对粉体混合影响,并改进挡板位置和结构以提高粉体混合程度.结果表明:当造粒室内分别含矩形壁挡板、矩形底挡板、半圆形壁挡板时,粉体轴向体积分数高于0.27的区域分别占总面积29％、40％、37％;粉体径向体积分数高于0.29的区域分别占总面积24％、15％、33％;粉体轴向平均速度分别为0.4 m/s、0.5 m/s、0.6 m/s;对不同粒径的粉体进行密度测定实验,当造粒室内含矩形壁挡板时,粉体密度基本为1.9 g/cm3,一致性较好.该结果显示矩形壁挡板造粒室内的粉体堆积程度最低,粉体混合性能最优,该模型及结果能够有助于提高对陶瓷干法造粒室气固两相流流场的理解,并对造粒室挡板设计优化提供一定理论指导.     

陶瓷墙地砖干法造粒过程坯料粉体成形与造粒室转速的影响

为分析陶瓷墙地砖干法造粒过程坯料粉体成形与造粒室转速的关系.基于欧拉-欧拉双流体模型模拟陶瓷干法造粒混料过程数理模型,同时对坯料粉体粗糙度、粉体级配及粉体流动性指数进行实验分析,验证数值模拟的正确性.当造粒室转速分别为120 RPM、140 RPM、160 RPM时,坯料粉体体积分布大小基本保持不变,坯料粉体均匀性和分散性逐渐变好,团聚现象逐渐消失;当造粒室转速分别为180 RPM、200 RPM时,坯料粉体体积分布大小仍基本保持不变,坯料粉体均匀性和分散性逐渐变差,团聚现象逐渐明显.实验结果表明:当造粒室转速分别为120 RPM、140 RPM、160 RPM、180 RPM、200 RPM时,坯料粉体粗糙度系数平均值依次为1.79、1.77、1.68、1.74、1.78;粉体级配百分比依次为73％、77％、89％、80％、72％;流动性指数依次为63.54、66.95、69.75、68.32、67.21.综合分析说明:造粒室转速为160 RPM时,坯料粉体均匀性和分散性良好,且无明显团聚现象,此时坯料粉体粗糙度系数平均值最小、粉体级配百分比最高、流动性指数最大,即造粒效果最好.     

陶瓷干法造粒过程温度场对造粒效果的研究

针对陶瓷干法造粒机造粒过程温度场对造粒效果的影响,结合实验与数值模拟对比分析造粒过程温度场对造粒效果的影响.基于CFD方法建立模拟造粒过程温度场的数学模型,模拟造粒过程中温度场随时间变化情况,并实验测得造粒室温度值、造粒成品率随时间变化情况.仿真结果与实验数据对比表明:当造粒时间为7 min时,仿真结果显示造粒室内的温度值都低于80℃,实验测得颗粒成品率占整体颗粒质量的56％;当造粒时间为9 min时,仿真结果显示造粒室内温度值高于80 ℃的区域占造粒体积3％,实验测得颗粒成品率占整体颗粒质量的72％;当造粒时间为11 min时,仿真结果显示造粒室内温度值高于80℃的区域占造粒体积21％,实验测得颗粒成品率占整体颗粒质量的61％.仿真结果与实验数据对比分析说明:当造粒室内温度值高于80℃时,将在一定程度上降低造粒的成品率.     

陶瓷干法造粒室圆柱形挡板数目对粉体混合效果的影响

为探究干法造粒过程造粒室内圆柱形挡板数目对粉体混合效果的影响。采用多重参考坐标系法与滑移网格法模拟造粒室的旋转,采用修正后的欧拉-欧拉双流体模型分析气固两相间相互作用,造粒室内湍流状态使用k-εRNG离散模型进行求解,根据颗粒体积分布及颗粒流速场探究不同挡板数目对粉体混合过程的影响。结果表明:当挡板数目为0时,过多的固体回转区严重影响粉体互相混合;当挡板数目为2时,颗粒速度及体积分数分布均匀,但继续增加挡板数目则会降低颗粒速度,并加重挡板间的颗粒堆积,使颗粒局部涡流变大,造成混合不均。实验验证了数值仿真的正确性,当挡板数目为2时,有效颗粒含量占比91%,颗粒级配最佳。所建模型及仿真结果能够有助于加深对造粒室内流场特性的了解,并对其结构的优化有一定的指导意义。     

十字形挡板造粒室内干法制粉混料过程数值模拟

为改善干法制粉造粒室内颗粒混合特性,使其具有良好的造粒效果.采用计算流体力学方法,构建欧拉-欧拉双流体模型,对气固两相流场进行数值模拟,分析了十字形挡板造粒室内的压力场、速度场及颗粒体积分数,并结合实验与数值结果进行对比.结果表明:底部加装十字形挡板后,造粒室底部的压力分布状况更为均匀,提高了造粒室内颗粒整体速度;十字形挡板造粒室内颗粒体积分布达到71％,颗粒能够充满造粒室大部分区域,改善了底部颗粒堆积现象;颗粒合格率提高了6.9％,流动性指数提高了6;实验结果验证了数值模拟的正确性,十字形挡板造粒室有利于促进颗粒混合,提高了颗粒的合格率及流动性,造粒效果更优.     

粘结剂配比对干法制备ZrO2陶瓷轴承造粒粉性能的影响

为探究粘结剂中聚乙烯醇、聚乙二醇、羧甲基纤维素钠的配比对干法制备ZrO2陶瓷轴承造粒粉性能的影响,配制6份不同配比的粘结剂溶液,采用旋转流场式干法造粒机制备ZrO2陶瓷轴承造粒粉。搭建颗粒级配检测平台对造粒粉粒径分布进行分析,借助Carr流动性指数法分析造粒粉流动性。结果表明:聚乙烯醇对造粒粉颗粒级配及流动性影响最大,聚乙二醇次之,羧甲基纤维素钠最小。当粘结剂溶液中聚乙烯醇:聚乙二醇:羧甲基纤维素钠配比为3:6:1时,干法制备ZrO2陶瓷轴承造粒粉的有效颗粒占比为81.6%,流动性指数为81,造粒粉级配均匀、颗粒流动性好。     

影响干法造粒粉料性能的因素

本文应用干法造粒工艺制造粉料,通过控制混料时间、混料速度得到性能优良的粉料。实验结果表明:随着混料时间从1min增加到4min时,原料的混合均匀度先增加后减小;且当混料时间超过3min时,混合均匀度下降。随着混料速度的增加,大颗粒粉料含量减少,颗粒级配主要集中在20~80目之间。但是,混料速度过大,造成颗粒尺寸偏小,不利于颗粒级配,影响生产。本实验中干法造粒工艺得到性能最佳的粉料混合参数为:干料混合时间为3min,湿料混合时间为30s,混料速度为5m/s。     

关于干法造粒工艺在陶瓷行业应用的答疑

问：从长远角度来看,墙地砖干法造粒工艺对节能减排具有巨大的潜力。但目前干法制粉一直未能在行业中得到推广应用，请问主要是什么原因？有哪些技术问题需要解决？     

陶瓷墙地砖干法制粉造粒立柱与颗粒均匀度的影响

针对陶瓷墙地砖干法制粉造粒立柱对颗粒均匀度的影响.基于不同的造粒立柱几何参数,采用干法制粉制备颗粒,分析造粒立柱对颗粒均匀度的影响;同时基于CFD方法构建陶瓷墙地砖干法制粉混料过程欧拉-欧拉双流体模型,数值模拟验证实验的正确性.实验检测表明:当造粒立柱几何参数依次为6 mm、7 mm、8 mm、9 mm、10 mm时,对应制备颗粒最大均匀度为4.81、4.97、5.23、5.17、4.99,颗粒平均均匀度为4.71、4.85、4.98、4.87、4.83.数值模拟表明:当造粒立柱几何参数依次为6 mm、7 mm、8 mm时,粉体的分散性逐渐变好,团聚现象逐渐消失;当造粒立柱几何参数依次为9 mm、10 mm时,粉体的分散性逐渐变差,团聚现象逐渐明显.综合分析说明:造粒立柱几何参数为8 mm时,颗粒均匀度最大,粉体分散性最好,团聚现象不明显,且实验检测与数值模拟基本相吻合.     

烧成制度对干法造粒制备轻质陶瓷砖性能的影响

以抛光废渣、高铝泥、恒峰砂、力鸿砂、黑滑石为原料,采用干法造粒工艺,在1 100℃~1 200℃,保温时间为10~30min条件下,制备轻质陶瓷砖,并研究了烧成制度对轻质陶瓷砖性能的影响。结果表明:随着烧成温度的升高,轻质陶瓷砖线膨胀率逐渐升高;吸水率呈先升高再降低而后升高的趋势,在1 170℃时达到最低值;抗折强度和容重随着烧成温度的升高逐渐降低。随着保温时间的延长,试样容重和抗折强度逐渐降低,但变化不明显。烧成温度为1 160℃,保温时间为15min时,制备的轻质陶瓷砖抗折强度为6.3MPa,吸水率为2.3%,闭气孔率为71.2%,容重为0.64g/cm3。     

桨型和挡板对自浮颗粒三相体系混合的影响

在直径３８６ｍｍ的搅拌釜内,考察了多种搅拌桨和挡板组合对自浮三相体系的搅拌功耗,气含率和釜底部颗粒含量的影响。实验表明,自浮三相体系的搅拌混合上层桨宜采用上推式桨;当液高与釜径比为１．６时,三层桨的混合参数优于两层桨;简易型轴流桨的混合效果好于涡轮桨。此外还对优异的搅拌桨和挡板组合进行了桨间距的优化,并回归了关联式,可供过程放大时参考。     

悬浮态干法造粒工艺制备陶瓷墙地砖坯体粉料的工艺参数研究

介绍了一种新型悬浮态干法造粒工艺的工艺参数研究,通过改变悬浮态干法造粒工艺的增湿腔内壁材料、雾化水中粘结剂含量、给料速率和增湿腔截面风速四种参数,以所制备陶瓷砖坯体粉料的收料率、含水率和成粒率为指标,研究不同参数对陶瓷砖坯体粉料生产的影响,用优选出的参数组合,与湿法造粒工艺及优化前的颗粒质量做了对比.结果表明:增湿腔内壁材料对所制备颗粒的收料率和成粒率影响很大,使用聚四氟乙烯作为增湿腔内壁材料制备效果明显好于有机玻璃,粘结剂含量在1%左右时粉料与雾化液滴接触结合的情况为最佳;随着给料速率的增加,收料率随之增大,但是实验结果的含水率及成粒率都呈现先增大后减小的趋势,并在3.1 kg/min时出现最大值;随着增湿腔截面风速的提高,颗粒成粒率和含水率降低,而收料率增加.以优化后参数方案制备的坯体粉料颗粒质量上也得到了进一步优化,颗粒流动性更好,与湿法工艺接近.