篮式研磨机的现状及发展概述

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曹凤霞，李文铎，康惠宝     (北京理工大学化工与环境学院，100081)          摘要：本文论述了篮式研磨机的产生原因、应用现状，不同结构的篮式研磨机在国内外的发展情况。着重介绍了一种新型的集分散和研磨为一体(先分散-后研磨)的篮式研磨机的工作原理、功能、特点。展望了篮式研磨机设备的发展前景。     关键词：篮式研磨机；分散和研磨为一体；先分散-后研磨；涂料生产设备     0引言     涂料生产的过程就是把颜填料固体粒子混入液体涂料中，使之形成一个均匀微细的悬浮分散体。颜填料的原始粒子都很细小，其粒径约在0.01～2μm，由于原料原始粒子在加工和贮运过程中，经常相互黏结成聚集体(二次粒子)，其粒径可能增大到100μm以上，因此在涂料制造中需要将聚集体解除聚集，并稳定均匀地分散于涂料中。     在涂料的生产过程中，所选用的研磨分散设备对颜料在涂料中的分散状态，最佳颜料性能(着色力、遮盖力、耐候性等)，以及由此而导致的涂料和涂膜的性能，起着非常重要的作用。因此，在涂料生产中如何提高分散效果，研制和采用高效分散设备，以及选用优质原料和最佳配方成为涂料生产中的重要课题之一。     涂料生产过程中通常采用以下四个步骤:     ①预分散:该道工序以混合为主，并起一定的分散作用;目前使用最多的预分散设备是高速分散机;该道工序是精研磨的预备工序。     ②研磨分散设备:涂料生产的主要设备。目前有多种类型，常见的立式砂磨机、卧式砂磨机、三辊研磨机等。本文所述的篮式研磨机即为涂料生产中的研磨分散设备。     ③调漆。     ④过滤包装。

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1篮式研磨机现状

    1.1篮式研磨机的产生

    与在涂料行业已经应用了数十年的卧式砂磨机、立式砂磨机相比，篮式研磨机是近年来才被使用的新设备。

    篮式研磨机的机头上固定着一个篮子，篮子中装填研磨

    介质。工作时，研磨篮浸没在浆料中。研磨篮内的搅拌棒高速运动，产生强大吸力，将浆料吸入装有研磨介质的篮子内进行分散、研磨。并在离心力的作用下将篮内的物料甩出篮子，形成高效率的循环研磨。

    与传统的卧式砂磨机、立式砂磨机相比，篮式研磨机不需要泵和管路系统，研磨篮可以升降，清洗和检修方便，便于换色，残留少，研磨的效率高，细度细。

    篮式研磨机的产生是对于卧式砂磨机、立式砂磨机等传统研磨设备局限性的补充。目前在德国、美国、新加坡等国均有专业从事篮式研磨机制造开发的专业工厂，国内也有企业在积极从事篮式研磨机的制造和研究工作。

    1.2篮式研磨机的应用

    从20世纪50年代砂磨机在美国问世以来，卧式砂磨机、立式砂磨机以及更早问世的三辊研磨机在涂料行业中得到了广泛的应用，这些传统设备各有其不同的功用，以满足涂料生产中的不同需要。但是，也有各自不同的局限性。如分散机:对于生产中高档涂料，只能用于预分散，而无法达到中高档涂料所需的浆料粉碎效果;砂磨机:可连续生产，但不适于加工像炭黑、铁蓝等难分散的颜料;浆料黏度高时加工困难;换色时清洗困难、残留多更是砂磨机的局限;三辊研磨机:适用于加工高黏度的浆料和难于分散的颜料。但敞开式的操作，使工作环境恶劣，操作安全性差且分散的物料损失大，结构复杂，调试困难，生产效率低。

    基于以上因素，篮式研磨机问世以来，凭借方便、高效的特点，在涂料生产中得到了日益广泛的应用。

2篮式研磨机现状

    目前，篮式研磨机在涂料、油墨等多品种、多颜色的研磨领域被越来越广泛地应用。

    有人认为，由于篮式研磨机可用拉缸进行配料和研磨分散，没有输送泵和管路，清洗方便，所以特别适用于小批量、多品种的生产。这是对篮式研磨机使用范围的一种误解。

    美国PCI杂志(Paint&CoatingsIndustry)2003年第9期发表的《浸入式研磨机———简便、高效》(作者为美国HOCKM2EYER公司)文中论述道:“??他们认为‘浸入式'研磨机(篮式研磨机)适合于小批量、低黏度和易于研磨的产品。我们认为，他们并没有理解浸入式研磨技术，或者在误导您。??因其工作效率与众不同，浸入式篮式研磨机可称得上是<理想的研磨机设计>”。

    从篮式研磨机的使用实践来看，只要设计合理，强有力的循环使篮式研磨机对高黏度、大批量的物料也很适合，研磨的细度和效率也很理想。

    德国VMA公司已经将篮式研磨机应用于3t反应釜的分散研磨(2004年)。国内企业也成功将篮式研磨机应用于10000t/a涂料自动化生产线中3t反应釜的分散研磨，并在实践中使用良好。而如果3t反应釜采用传统的卧式砂磨机进行分散研磨，则需要75kW高速分散机及80～90L卧式砂磨机，需将用高速分散机分散过的浆料经过卧式砂磨机密闭的研磨腔(80L以上的卧式砂磨机体积已经很大)进行循环研磨，其效率远比篮式砂磨机要低得多，细度和粒径分布也不如釜内的篮式研磨机研磨效果。

    3篮式研磨机的发展

    3.1篮式研磨机的不同结构和类型

    如上所述，目前世界上已有许多国家的分散研磨设备厂家在进行篮式研磨机制造和销售。篮式研磨机的结构也因厂家的不同有所区别。可分为两大类:

    (1)作为精研磨设备，在用篮式研磨机研磨前需要由高速分散机进行预分散后再由篮式研磨机进行精研磨。目前该类篮式研磨机占绝大多数。

    (2)作为分散研磨的一体化设备，无需高速分散机进行预分散，而是将分散与研磨两道工序由篮式研磨机一台机器、一道工序实现。这是很有创新意义的篮式研磨机，对于工序的简化、效率的提高，都具有积极的意义。


  3.2分散和研磨为一体的篮式研磨机

    该篮式研磨机的产生基于一个创新的思路:如果将篮式研磨机变为两种机器:在预分散时可以作为高速分散机单独使用，精研磨时再由装有研磨介质的篮子进行研磨，则可以省去高速分散机、泵、管路这些复杂繁琐的工序及设备和随之带来的安装、维护、清洗费用及工作。仅用一台篮式研磨机，就可以完成预分散和精研磨。特别是对于固含量高、高黏度的物料也能达到很好的研磨效果。这是以往的传统设备无法比拟的。该机器的研制成功使篮式研磨机的效率和分散研磨性能再次有了新的飞跃。

    3.3先分散后研磨篮式研磨机简介

    新型先分散后研磨篮式研磨机继承了篮式研磨机分散研磨两道工序在一台机器、一道工序上实现的特点，同时还可以作为分散机单独使用(当分散盘在工作位置，研磨篮未下降时)。对于需要研磨的物料，又可以实现先分散后研磨的功能(当研磨篮下降到工作位时，可对物料进行高效率的精研磨)。

    3.4控制系统介绍(功能选配)

    (1)控制系统以PLC为控制核心，文本显示器为人机对话界面的控制方式;

    (2)人机对话界面可以就设备维护、运行、故障等信息与人对话;

    (3)操作界面直观方便、程序控制、操作简单;

    (4)全方位安全考虑，非正常状态的误操作无效;

    (5)实时监控，故障、错误报警，维护方便。

    4结语

    篮式研磨设备制造厂家今后将做出更多的努力，不断提高篮式研磨机的适用性、耐用性，降低成本达到更高性价比，并在自动控制方面达到更完善的功能。

    涂料工业正处于一个高速增长期。篮式研磨设备具有经济、高效、节能的独特优点，只要设备生产厂家提供优质的售前、售中、售后的优良服务，篮式研磨机会得到越来越广泛的应用。