ПОЛУЧЕНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ. ГРАНУЛИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ. В ПЛАНЕТАРНОМ ГРАНУЛЯТОРЕ

Кинетика формирования гранулированных композиций в планетарном грануляторе

Проанализированы результаты исследований процесса гранули­рования порошковой композиции с учетом частоты вращения води­ла, относительной частоты вращения барабанов и времени гранули­рования. Относительная скорость вращения барабанов направлена в сторону, обратную направлению планетарной скорости.

Технические характеристики гранулятора: диаметр барабана D = = 140 мм, ширина барабана B = 150 мм, радиус планетарного враще­ния барабана R = 100 мм.

При планетарной скорости 600 об/мин и относительной скоро­сти вращения барабанов 800 об/мин наблюдалась следующая картина образования гранул [48, 49] (см. п. 6.1).

Зависимость гранулометрического состава от времени гранули­рования представлена на рис. 6.12.

0 12 3

б

ся н о « я ZZ X
& ю о
в; ч о « в; Я Я
4 5 d, мм
2	3

д

Рис. 6.12. Гранулометрический состав гранулированного материала. Время гранулирования: г - 6 мин; д - 9 мин

Изменение среднего диаметра гранул при различных парамет­рах и времени гранулирования представлено на рис. 6.13. На всех графиках с увеличением времени гранулирования средний размер гранул становится больше, следовательно, процессы агломерации преобладают над процессами истирания и разрушения. С повышением

угловой относительной скорости барабанов при равном времени гра­нулирования увеличивается средний диаметр, значит, повышение угловой относительной скорости барабанов вызывает ускорение процесса гранулирования.

Пропорционально увеличению угловой относительной скорости барабанов растет количество перемещенных масс материала и, соот­ветственно, число взаимодействий частиц при условии, что характер окатывания не изменяется (угловая относительная скорость бараба­нов меньше критической).

При повышении угловой относительной скорости барабанов растет давление в слоях материала, соприкасающихся с барабаном [27], что так­же благоприятно сказывается на процессах их гранулирования. После остановки гранулятора, как уже было отмечено, на поверхности барабана обнаруживаются пластины, состоящие из слипшихся частиц, что под­тверждает предположение о положительном влиянии высокого давления у поверхности барабана на процесс агломерации.

В течение первых 2 минут гранулирования средний диаметр практически не увеличивается, что является следствием уплотнения материала с первоначально высокой пористостью (подтверждается уменьшением насыпного объема (рис. 6.14) и разрушением слабых

гранул). После 2 минут гранулирования зависимость среднего диаметра от времени гранулирования схожа с линейной, следовательно, можно предположить, что величина среднего размера гранул пропорциональна времени гранулирования.

С повышением планетарной скорости средний диаметр при рав­ном времени гранулирования увеличивается, давление в слоях мате­риала, соприкасающихся с поверхностью барабана, растет во второй степени вследствие увеличения центробежной силы, что способст­вует более эффективной агломерации.

Зависимости с ♦ = 400 об/мин показывают, что при малой угло­вой относительной скорости барабанов повышение планетарной ско­рости не дает значительного увеличения средних диаметров и увели­чения скорости гранулообразования при равном времени гранули­рования.

Зависимости с планетарной скоростью 500 об/мин показывают, что при малой планетарной скорости повышение относительной ско­рости барабанов также не дает значительного увеличения скорости гранулообразования.

Исходя из сказанного, можно предположить, что существуют минимальная предельная относительная скорость барабанов, при ко­торой изменение планетарной скорости не дает значительного уве­личения скорости гранулообразования, и минимальная предельная планетарная скорость, при которой изменение относительной скоро­сти барабанов не дает значительного увеличения скорости грануло­образования. Следовательно, чтобы обеспечить эффективность гра­нулирования, относительная скорость вращения барабанов и плане­тарная скорость должны быть больше своих минимальных значений. Для повышения скорости гранулообразования необходимо увеличи­вать одновременно планетарную скорость и относительную скорость вращения барабанов.

Из рис. 6.14 видно, что с повышением планетарной скорости и относительной скорости вращения барабанов скорость уплотнения материала увеличивается.

Таким образом, выявлена последовательность образования гра­нул из композиции с твердо-пластическими свойствами, предвари­тельно гранулированной в сушилке-грануляторе. Сначала разруша­ются слабые гранулы, затем образуются высокопористые агломера­ты, поверхность агломератов уплотняется, приобретая плотную структуру, далее эти агломераты разрушаются, их обломки полно­стью переходят в плотную структуру вновь образованных гранул. Новые гранулы, состоящие из порошка с плотной структурой, взаи­модействуют друг с другом, выравнивают тем самым поверхность, а также слипаются, образуя конгломераты.