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?,?與其瓷質微觀結?構的均勻性有著非常密切的關系?。??我國自氧?化鋅避雷器研制和?引進?日立技術生產至今?,?氧化鋅電阻片的添加物細磨一直延用著傳統?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到微細化;?生添加物漿?料在長時間烘干過程中?,?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致煅?燒添加物互相反應的不均勻乃至其燒結固溶?體成分的不均勻性?,?因而制約了電阻片性能?水平的進一步提高。九十年代我國少數壓敏電阻、??磁性材料?生產廠家采用進口攪拌球磨?（美國產)和壓?濾機（德國產),雖應用效果良好?,但因價格昂貴而使應用受到限制。本公司于?19年購置了國產 QX-70型攪拌球磨機 ,取代傳統的 滾桶球磨機用于煅燒添加物的二次球磨;購置壓濾機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

2﹒ 1??結構與參數

該機由攪拌桶、??循環泵、??傳動電機、??機 座和控制部分組成 。??攪拌桶中心裝有電機通 過減速器帶動的攪拌軸 , 軸上裝有十多個水 平呈 “+”字形交錯配置的攪拌臂 。??攪拌桶 和漿料循環管路系統采用了不銹鋼材料 , 攪 拌桶內壁和攪拌 臂 外表面均包敷有 厚度 約 7mm的聚胺酯有機耐磨層。隔膜泵用于使被 細磨的漿料循環 。??控制部分除設有電源開關 外 , 還設有時間定時繼電器及報警鈴 。

主要參數 :攪拌電機功率7.5kW ,循環泵 功率0.75kW ,攪拌軸轉速130r/min,攪拌桶容積為70L,外形尺寸為 940mm×860mm× 160mm。

2.2應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,添加量為53kg,每次加入相應于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。球磨時間是根據添加物的粒度分析確定的,最終選定球磨時間為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粒級的比例高達45%。

2.3攪拌球磨高效細磨的原理

攪拌球磨機之所以具有如此高的效率是由其結構特點決定的。在垂置的、固定的攪拌桶中懸空定位的攪拌軸帶動著十多個攪拌臂旋轉,帶動球磨介質在整個桶內作不規則的翻滾,造成了球石不規則的運動,不同于滾桶球磨中球石的群體運動。兩種球磨球石的運動狀態所示。這種不規則運動,造成球石之間的相互撞擊。攪拌臂藉助于發揮以下的綜合作用而造成球石的不規則運動,對于細磨來說,必須既存在撞擊作用又存在剪切力。在攪拌球磨機中,撞擊作用系由于球石的不規則運動而引起持續不斷的沖撞所造成的;紊亂運動著的球以不同的轉速和方向旋轉著,從而對鄰近的料漿施以剪切力。其結果是使漿料承受的剪切力和沖擊力交錯或同時存在,因而這種綜合作用力迫使粉料粒度減小及均勻分散。在攪拌球磨機中,介質攪拌作用發生在從中心到半徑的大約2/3處。可見,越靠近攪拌臂的外側,攪拌臂傳遞給球介質的能量越大,但球石很快就跌離攪拌臂的末端。研磨作用不發生在桶壁上,桶只起容器作用而不是研磨面。因此,由于長期使用而發生的磨損十分輕微。使用近一年經實際觀測,攪拌桶、內壁的聚胺酯襯里磨損很少,手摸無明顯磨損感覺。在攪拌球磨機運轉的情況下,位于桶最底部約10mm厚的鋯球幾乎處于靜止狀態,因此攪拌桶底部的內襯磨損也很輕微,這就說明了攪拌球磨機的另一優點。在攪拌球磨中,由于被細磨的物料在隔膜泵的作用下,不斷進行循環,使得粗細不均勻的物料有相同的概率被球石撞擊和剪切,因而得到的細磨物料具有相對較高的粒度一致性。攪拌球磨機的球磨時間主要決定于被加工物料的特性,如原始粒度、硬度、添加料數量和料與水的比例,也決定于球磨介質的物性,如球石的直徑、真密度和硬度,以及轉軸的轉速。從我們的使用效果來看,在轉速固定為130r/min的情況下,選用95mm的氧化鋯球作為球磨介質是適宜的,已達到高效細化煅燒添加物的良好效果。該設備使用近一年,經稱量球石重量計算,磨損量僅為5.6%。

3壓濾機

3.1結構與壓濾過程

該機由機架、壓濾罐、無紡濾布、升降螺桿、密封螺栓、氣壓控制閥及壓力表組成。該機用于一次球磨(生添加物)漿料的除水。其壓濾過程是:將漿料經漏斗加入壓濾罐中,蓋緊加料口,關閉排氣閥,打開壓縮空氣閥,當壓力表達到0.4MPa后即關閉進氣閥。漿料在密閉罐中的壓力作用下,漿料中的水分通過無紡濾布流出。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,壓濾罐內的氣壓會減小至0.3MPa,由于受罐本身的耐壓強度所限,最高不得超過0.6MPa。待濾出的水流變得很慢或由于漿料因脫水濃縮成團塊造成濾布圓周漏氣時,即可打開排氣閥,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,轉向約90”,將壓濾成類似圓形”蛋糕”狀的料塊取出,放入料盤中,置于烘箱內烘干。

3.2應用效果

按常規工藝,球磨好的生添加物漿料,出漿時直接倒入料盤中,放入烘箱在120～140C下需12h才能烘干。烘干的料表面均可見到有一層白色的成分,經檢測其主成分是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過程中,會將漿料中的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小時內,真密度最大的Bi2O3發生沉淀與原出漿時成分較均勻的漿料分離。可以判斷按傳統工藝烘干的添加物成分是不均勻的。采用BS-50型壓濾機處理后再烘干的添加物,解決了傳統工藝存在的添加物成分不均勻的問題。烘干的添加物料塊表面無白色成分析出,而且在漿料壓濾過程中,前30min即可壓濾出漿料所含30%左右的水分,即可使原來較稀的流動漿料變成無流動性粘稠狀,因而阻止了真密度最大的Bi2O3的沉淀分離。可壓濾相當于20kgZnO的添加物,時間只需要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,而且也明顯節約了傳統烘干工藝的電耗。據估算,比傳統烘干工藝可節電2/3左右。

結語

從電阻片的主要電氣性能看應用效果,經過對制料、成型、燒成和熱處理等關鍵工藝的改進,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壓比由原來的1.8倍以上降低至1.73以下,方波通流能力由原來的10A提高至150A;4/10大電流耐受能力由原來的25kA提高至40kA以上;方波篩選兩次平均合格率由原來的95%左右提高至98%～9%以上。全過程合格率由原來的90%提高至95%以上。