工程化设备

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在军用领域,如:火工、延期药剂、烟火药剂、电子对抗干扰剂、烟幕剂及隐身、隐形材料和反恐软杀伤材料等都急需超细化;在民用领域,如:化工、医药、生物、材料、农药、涂料等领域广泛采用的赤磷、硫磺、竹炭、木炭、二氧化锰等材料随着现代化科学技术的发展都需进行超细化,这些材料属易燃易爆材料,采用普通超细技术与设备生产也经常发生燃烧或爆炸,因此必须解决。

  关键是要解决针对不同的被超细化材料,研究找出粉碎过程中引起其发生燃烧或爆炸的条件,然后设计出合适的粉碎力场及粉碎气氛,使其满足这些材料在粉碎过程中不发生燃烧或爆炸的环境与条件。同时,所设计的粉碎力场能保证产品的粒度和纯度等质量达到军用标准要求。

  易燃易爆材料主要包括:氧化剂、可燃物及火炸药三大类。材料性质不一样,要采取的关键措施也不相同。我中心专门研究出了针对上述三大类材料超细化的技术与相关设备。

  1) 强氧化剂

  ◆干式超细粉碎技术及设备

  目前中心研发成功的有GQF系列超音速气流粉碎技术与设备,专门用于强氧化剂与可燃物干式超细化。



GQF系列设备外形图

GQF系列超音速气流超细设备

型号

规格

马赫数

产量(kg/h

GQF-1

Φ100mm

2~3

1~5

GQF-2

Φ200mm

1~3

5~20

GQF-3

Φ300mm

1~3

15~50

GQF-4

Φ500mm

1~3

50~150



  该技术及设备于1995年通过中国兵器工业总公司部级技术鉴定,专家鉴定,产品粒度细于国外技术与设备生产的产品,该技术及设备具有国际先进水平。

  GQF系列超细技术与设备目前已在航天、兵器、总参等多家企业进行产业化应用,解决了我国军用急需,产生了很好的社会效益与经济效益。

  ◆湿式超细技术及设备

  对于产品细度要求小于1μm(处于亚微米级)的氧化剂,采用超音速气流粉碎很难达到要求。对于不溶于水的氧化剂可采用湿式超细技术及设备生产,获得亚微米及产品。

  目前研发成功的有LG系列多种型号的湿式超细设备,如下表:


LG系列研磨技术及设备

粉碎腔容积(升)

量(kg/h

产品细度(D50/μm

LG-100

1

0.5~1.0

<0.5

LG-210

20

25~50

<0.5

LGW-50

100

50~100

<0.5

LGW-100

200

100~300

<0.5




a 卧式



b 立式

  LG湿式超细设备外形

  LG系列超细技术及设备目前已用于军民各领域的氧化剂、可燃物、火工、延期药剂及炸药的超细化生产。并出口法国,在法国马赛建成生产线,运行8年良好,法方评价粉碎效果优于其他相关公司的粉碎效果。



设备在法国的安装现场

  2) 强可燃物

  强可燃物超细技术在军民领域迫切需求,例如:优质黑火药、橡胶轮胎、农药及制糖工业中都急需将硫磺进行超细化,以提高产品性能,赤磷超细化后可制造出高性能烟幕弹、信号弹,也可合成出新的阻燃材料;普通中药材及植物超细化后可提高利用率方便应用;可燃金属如:铝、锆、镁、金属硅等超细化后可制造出高性能推进剂、延期药管及点、发火装置。橡树木炭、竹炭、核桃壳炭经超细化后可制备出高性能防腐、防蛀涂料,广泛用作潮湿地区的建筑涂料,经济效益及社会效益十分显著。这些物质超细化过程中存在两大难题:其一,质地硬韧,采用常规技术与设备生产细度达不到使用要求(d50≤2μm),其二,干式粉碎过程中经常着火燃烧,生产过程十分不安全。

  ◆ 流能(射流)超细技术与设备

  本方法是将固体粉末与液体事先制成乳化液,然后加压到200Mpa以上,再

  通过射流孔喷出,使射流撞于靶板或对撞而使其中的固体颗粒粉碎。该法可使固体颗粒粉碎至亚微米或纳米级。其主要缺点是生产效率与能力较低,靶板损耗较大。中心研发出的射流粉碎设备外形照片如下:

  ◆ 干式超细技术及设备


HLGB系列超细技术及设备

粉碎腔容积(升)

量(kg/h

产品细度(D50/μm

HLGB-10

10

0.1~1

0.05~2

HLGB-100

100

10~20

0.05~2

HLGB-200

200

20~50

0.05~2

HLGB-800

800

50~150

0.05~2

HLGB-3000

3000

200~500

0.05~2




典型HLGB系列超细设备

  该技术及设备于2004通过江苏省科技成果鉴定,经国际联机检索,国内外未见相同公开报导。鉴定评价,该技术具有国际先进水平。

  ◆湿式超细技术及设备



LS-250



LS-500

设备外形图