《陶瓷研磨球磨耗试验方法 立式砂磨机法》

1XX/TXXXXX—XXXX陶瓷研磨球磨耗试验方法立式砂磨机法本文件规定了采用立式连续砂磨机测定陶瓷研磨球磨耗的方法原理、检测仪器、试验步骤、计算以及试验报告。本文件适用于直径介于0.5mm~5mm之间的陶瓷研磨球。其它材质研磨球也可参考使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款，其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T2481.2固结磨具用磨料粒度组成的检测和标记第2部分：微粉GB/T19077粒度分布激光衍射法3术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。4方法原理原理如图1所示，利用连接在电机上的搅拌棒，带动砂磨机内的研磨球高速运动，从而达到对物料进行研磨的目的；同时通过不断注入初始物料至研磨腔内，保持最终出料细度的稳定性，模拟陶瓷研磨球实际使用过程，最后测量一定时间内陶瓷研磨球的损失与磨机所耗能量，计算出陶瓷研磨球在单位能耗下的磨损量，即为陶瓷研磨球的磨耗，单位为克每千瓦时[g/（kW·h）]。图1方法原理示意图5检测仪器2XX/TXXXXX—XXXX5.1连续式砂磨机5.1.1研磨罐尺寸：内高250mm，内径170mm。5.1.2聚氨酯内衬，聚氨酯硬度90A；上进料，出料为上溢出方式。5.1.3氧化锆研磨棒尺寸：φ150mm*150mm；安装间距：20mm；安装方向：中间一根和上下两根垂直安装。5.1.4转速：最高转速为1450r/min，具备无级调速功能。5.1.5能耗采集：砂磨机附带能耗采集装置，可测量并显示电机转动产生的扭力和时间，并计算扭力所做的累计功（能耗）。扭力f的瞬时功率P计算如式（1）所示，累计功（能耗计算）公式（2）所示：P=2π*n*f*r (1) (2)）；5.1.6工作温度：0℃~70℃。5.2激光粒度分析仪激光粒度分析仪应符合GB/T19077的规定，且应备有独立的搅拌、超声、循环的试样分散系统。5.3储料罐容积200L，共2个。5.4蠕动泵流量要求：0.07mL/min~1140mL/min。5.5电子天平量程10000g，精确度0.1g。5.6恒温干燥箱最高工作温度不低于200℃。6试验步骤试验步骤如下：3XX/TXXXXX—XXXXa)将研磨球洗净并在烘箱中于105℃烘干至恒重，随后放入干燥器中冷却至室温；b)称取1700mL的研磨球，在天平上称量其质量，记为m1，精确到0.1g，加入到研磨罐中；c)使用符合GB/T2481.2中F320细度要求的硅微粉，配置粉体重量固含量为50%的原始浆料；d)使用蠕动泵，按照附录A测量的流量Q，将原始浆料泵入到研磨罐中；e)设定研磨时间为6h，磨机转速为700r/min，待研磨罐中浆料液面没过研磨球后，开启磨机，并确保磨机运转平稳；f)试验过程中，每小时使用激光粒度仪检测磨机出浆口的浆料细度；g)研磨结束后，记录试验所消耗的累计功W1，单位为千瓦时[（kW·h）]；将研磨球洗净并在烘箱中于105℃烘干至恒重，放入干燥器中冷却至室温，然后在天平上准确称量其质量，记为m2，精确到0.1g。7计算通过计算，可以得出此次试验研磨球的质量损失，单位电耗下研磨球的磨耗Φd（g/kWh）。研磨球带料磨耗率按照公式（3）计算：=………………(3)式中：m1——试验前研磨球质量，单位为克（g）；m2——试验后研磨球质量，单位为克（g）；W1——试验所消耗的总能量，单位为千瓦时（kW·h）；Φd——单位能耗下的磨耗，单位为克每千瓦时[g/（kW·h）]。8试验报告测试结果应包含以下内容：a)委托单位名称；a)样品名称；b)尺寸规格；c)检测设备的名称、型号；d)执行标准名称；e)试验条件，被磨物料，料、球、水比例等；f)试验结果；g)试验人员及日期。4XX/TXXXXX—XXXX（规范性）浆料流速确定步骤为了保证测试样品研磨工况的稳定，在更换不同研磨球进行测试前，需要确定浆料的入料流速，避免不同种类研磨球以及不同尺寸研磨球对研磨工艺带来的影响。浆料流速确定步骤：a)将研磨球洗净并在烘箱中于105℃烘干至恒重，随后放入干燥器中冷却至室温；b)量取排水体积为1700mL的陶瓷研磨球，加入到研磨罐中；c)称取1228g符合GB/T2481.2要求的F320硅微粉，加入到研磨罐中；d)量取1228mL去离子水，加入到研磨罐中，即浆料总体积为1700mL，重量固含量为50%；e)设置磨机转速为700r/min，开启磨机，确认磨机运转平稳，且磨机运行时浆液的上表面与溢出口下表面平齐，研磨腔内浆料总运行体积V为1700mL；f)在激光粒度仪中测试硅微粉的初始粒度，然后每间隔三分钟对研磨浆料进行取样，测试其粒度分布，取样次数为7次，即磨机运行时间为21min；g)停止磨机，将研磨球洗净并在烘箱中于105℃烘干至恒重，随后放入干燥器中冷却至室温；h)使用累积时间以及粉体测试粒度分布数据，测画出时间-粒度曲线，曲线通过公式（A.1）拟合，可记为：D=kte………………(A.1)D——试验浆料细度，单位为微米(μm）；通过最终所需控制的粒度，即可计算得出将粉料研磨至此粒度时所需的时间。1)试验流量Q计算公式如下：Q=…………………(A.2)Q——为计算所得试验所需的流量，单位为毫）；V——研磨腔内浆料的运行体积，单位为毫以使用密度为3.0g/cm3的陶瓷研磨球研磨F320的硅微粉为例，目标研磨粒度为D80为20μm，测试步骤如下：a)将研磨球洗净并在烘箱中于105℃烘干至恒重，随后放入干燥器中冷却至室温；b)量取排水体积为1700mL的陶瓷研磨球，加入到研磨罐中；c)称取1228g符合GB/T2481.2要求的F320硅微粉，加入到研磨罐中；d)量取1228mL去离子水，加入到研磨罐中，即浆料总体积为1700mL，重量固含量为50%；5XX/TXXXXX—XXXXe)设置砂磨机转速为700r/min，开启磨机，确认磨机运转平稳，且磨机运行时浆液的上表面与溢出口下表面平齐，研磨腔内浆料总运行体积V为1700mL；f)在激光粒度仪中测试硅微粉的初始粒度，然后每间隔三分钟对研磨浆料进行取样，测试其粒度分布，取样次数为7次，即磨机运行时间为21min；测试数据如下表：表A.1测试数据3692130.8721.68根据试验所耗时间与对应的粉体测试粒度分布，可以测画出时间-粒度曲线（见图A.1）：图A.1时间-粒度曲线拟合曲