[发明专利]一种球磨机用金属与陶瓷复合研磨介质及其制备方法

说明书

一种球磨机用金属与陶瓷复合研磨介质及其制备方法，该研磨介质包括金属内核以及包覆在金属内核外周面上的外陶瓷层。本发明中，外陶瓷层沿靠近金属内核的内部向外部延伸的方向依次设有预制陶瓷层、氧化铝陶瓷层Ⅰ和氧化铝陶瓷层Ⅱ。本发明将金属与陶瓷结合在一起，但又相互独立，研磨介质采用“汤圆”式结构，外层（皮）为现有的陶瓷研磨体材料，中间（馅）为金属材料，由于研磨体陶瓷层的密度小，而铸铁材料的密度大，二者结合后可以设计不同“皮”的厚度与“馅”的大小，达到改变研磨体密度大小目的。

技术领域

本发明涉及粉体加工工程技术领域，具体涉及一种球磨机用金属与陶瓷复合研磨介质及其制备方法。

背景技术

由于球磨机粉磨的产品颗粒形貌接近球形，符合粉体产品的技术要求，所以球磨机是粉体加工最常用的设备。随着科学技术的发展，对粉体加工技术也提出了更高的要求，特别是研磨体的性能指标，要求粉磨的粉体颗粒形貌合适，粒径更小级配合理；而粉磨的能耗更低。

目前，我国球磨机所用研磨体多数为金属（钢、铁）研磨体（特别在水泥行业），即通常使用钢球、钢段，由于球磨机有用功低，仅有3%用于粉磨物料，因此，存在球磨机电耗高、磨内温度和出磨产品温度高等问题，从而导致生产成本高质量达不到技术要求。

目前，已有高性能陶瓷研磨体（增韧、耐磨等）在球磨机使用，由于陶瓷研磨体的密度（陶瓷研磨体的密度为3.657.8g/cm³）较金属铁的密度（铁的密度为7.8g/cm³）小很多，在相同或陶瓷研磨体略高的填充率条件下，陶瓷研磨体的装载重量仅为金属的50~60%，因此，球磨机的电耗（运行电流下降30%左右）降低5kw.h/t左右，为企业的节能降耗提供了技术保证。

但从目前的生产实际中，发现陶瓷研磨体存在以下问题：由于陶瓷研磨体密度偏小，研磨体的研磨能力较金属研磨体低，磨机的生产能力降低；当物料的性能（物料易磨性变差、粒度变大）发生变化时，磨机的产量和质量的稳定性差，且变化幅度较大。陶瓷研磨体目前只起研磨作用，要求粉磨物料的粒度较小，用在磨机的二仓或三仓，粉磨物料的适应范围窄，当物料粒度发生变化时，磨机的产量和产品质量都发生较大波动；另外，陶瓷研磨体生产成本高，价格比金属研磨体高很多，影响其在生产中的推广应用。如果要推广陶瓷研磨体的使用，必须要改变目前陶瓷研磨体的性能指标—密度。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的不足，本发明的目的之一是提供一种球磨机用金属与陶瓷复合研磨介质，该复合研磨介质兼有陶瓷研磨体的高耐磨性和金属研磨体比重大、密度可调、球磨效率高的优点，同时也降低研磨体生产成本。

本发明的目的之二是提供一种球磨机用金属与陶瓷复合研磨介质的制备方法。

本发明为克服现有技术的不足所采用的技术方案为：一种球磨机用复合研磨介质，该研磨介质包括金属内核以及包覆在金属内核外周面上的外陶瓷层，该金属内核的材质为钢质或铁质。

外陶瓷层沿靠近金属内核的内部向外部延伸的方向依次设有预制陶瓷层、氧化铝陶瓷层Ⅰ和氧化铝陶瓷层Ⅱ，预制陶瓷层的径向厚度为0.1~0.2mm，氧化铝陶瓷层Ⅰ和氧化铝陶瓷层Ⅱ的径向厚度的比值为1：5~10。

本发明中，预制陶瓷层的原料由硅溶胶、氧化铝和磷酸二氢铝组成，各原料的重量比为，硅溶胶：氧化铝：磷酸二氢铝=15~20：50~70：10~35，其中，原料中的氧化铝为氧化铝粉或氧化铝纤维。

本发明中，氧化铝陶瓷层Ⅰ的原料由硅溶胶、聚乙烯醇、铁粉和氧化铝粉体组成，其中，铁粉和氧化铝粉体的重量比为，铁粉：氧化铝粉体=50~80：20~50；聚乙烯醇的重量占铁粉和氧化铝粉体总重量的百分比是0.2~5%；硅溶胶的重量占铁粉和氧化铝粉体总重量的百分比是1~10%。