テックトーク: ハンマーミルズと消耗ゾーン

2018年3月20日

従来のハンマーミルは、ほとんどの材料が衝撃を受けると粉砕、粉砕、または微粉化するという原理に基づいて動作します。 材料は供給シュートを通ってミルのチャンバーに供給され、ミルの粉砕チャンバー内で高速で回転するシャフトに取り付けられた連動ハンマーによって叩かれます。 材料は、ハンマーによる繰り返しの衝撃、粉砕チャンバーの壁との衝突、粒子と粒子の衝突の組み合わせによって粉砕または粉砕されます。 ハンマーの高速先端速度に対するゆっくりと移動する粒子の最初の衝撃により、最も顕著なサイズの縮小がもたらされます。 粒子がハンマーの先端速度に達し始めると、速度差が横ばいになるにつれてエネルギー伝達が低下するため、減少は少なくなります。 ミルの排出口を覆う穴あき金属スクリーンまたは棒格子は、粒子サイズとアプローチ角度が揃うまで粗い材料をさらに粉砕できるように保持し、適切なサイズの材料が最終製品として通過できるようにします。

対照的に、デュアルステージハンマーミルは、わずか 1 回のパスで可能な限り最高の最終製品を生産することにより、スペースと効率を最大化するように特別に設計されています。 デュアルステージミルは、上下に積み重ねられた 2 つの独立して駆動されるハンマーミルを備えています。

消耗ゾーン二段階ハンマーミルでは、いわゆる磨耗ゾーンにより、実際には 3 段階のサイズ縮小が行われます。 アトリションゾーンは、デュアルステージハンマーミルの上部ローターと下部ローターの間に作られる領域です。 材料は最初のミルとスクリーンの配置を通過し、次に二次ミルチャンバーに向けられます。 2 番目のローターに到達する前に、ジェット ミルと同様の原理で、磨耗ゾーンでの粒子間の衝突により、サイズを縮小する追加の機会が生まれます。 対向するローターによって生成される乱流と粒子の連続的な流れにより、大きな衝撃力が発生します。 次の 2 つの目的を果たします。

多くの状況では、材料と処理目標に応じて、材料は 1 段階のミルで処理され、その後ふるい分けされてミルに戻され、2 回目のパスと追加の処理が行われます。 この構成では、バージンフィードと追加の再循環負荷の過大な粒子を処理しなければならないため、はるかに大きなミルが必要になる可能性があります。

1 段階ミルを複数回通過しても、2 段階ミルを 1 回通過した場合と同じ最終結果が得られるとは限らないことに注意することが重要です。 ハンマーミルは通常、滞留時間が短いように設計されています。つまり、材料がミルに供給され、素早くミルから排出されます。 材料を効率的に処理できるようになります。 事前に粉砕された材料を複数のパスで同じスクリーンに通してリサイクルすることにより、その材料はすでにスクリーンを通過するサイズに設定されているため、スクリーンを素早く通過する傾向があり、同じ衝撃力を受けなくなります。 スクリーンサイズが小さい 2 番目のミルを追加すると、ミル内での滞留時間を長くすることができます。 予備粉砕された製品は二次サイジングスクリーンを通過する前にまだ小さくする必要があるため、連続供給速度により磨耗ゾーンが上からの粗い材料と下で働くより細かい粒子の両方で完全に占められるように、材料を一時的に懸濁します。

非常に高速で粒子から粒子へ衝撃が伝達されるエネルギーにより、より微細な粒子範囲での階調が増加します。 このグラデーションの概要を以下の表に示します。 材料が最終的に所望の粒子サイズで二次スクリーンを通過するまで、粒子とハンマーとの間の繰り返しの衝突によってかなりのエネルギーが交換されるため、さらなるサイズ縮小が起こります。

粒度分析(チャートを参照)

微粒子サイズによる粉砕効率には多くの変動があります。 主要な要素は、上部および下部ミルのスクリーンの選択です。 繰り返しますが、材料の特性に応じて、ミルには棒格子または穴あきスクリーンが装備されています。 任意の組み合わせを使用できます。 材料が嵩張る場合は、より重い材料に対する耐摩耗性と耐久性を高めるために、最初のフライス加工に棒格子を選択することもあります。 一方、二次ミルでは、より細かい最終粒子を得るために、小さな口径の穴あきスクリーンが使用されます。 材料はスクリーンを通過する必要があるため、スクリーン サイズは粒子サイズに最も影響する要素です。

もう 1 つの変数はローター速度です。この記事で説明されているように、粒子にハンマーが加える力によってサイズが縮小されます。 二段式ミルでは、各ミルが独立して駆動されるため、同じ先端速度で回転することも、可変周波数ドライブが装備されている場合は下部ミルをより高速で回転させて微粉砕することもできます。 これにより、ユーザーはプロセスを微調整し、粒度分布をより詳細に制御できるようになります。

最後に、ハンマーのスタイルとサイズが効率に貢献します。 ローターは多くのハンマー構成で組み立てることができ、適切な先端速度で適切なハンマー構成を選択すると、材料との接触中にノックバックされることなく、削られる材料に対応するのに必要な衝撃力が生成されます。

特に、精密研削用途を扱う場合、エアアシストも重要な要素となります。 吸引空気は、適切な滞留時間で粉砕チャンバーを通して材料を効率的に吸引するのを助けるためによく使用されます。 吸引により、製品の均一性が向上するだけでなく、ミル周囲の熱の蓄積や迷惑な粉塵も制御されます。 合理化されたシステムに 2 段階の処理を含めることにより、空気経路が簡素化され、特定のシステムで集塵を伴う複数の搬送ステップが不要になります。 各粉砕段階で適切な滞留時間を確保せずに材料がミルを通過するのではなく、超微細粉塵のみを捕捉するようにミルを通過する空気流のサイズを慎重に設定する必要があるため、エア システムのサイズを適切に設定することが重要です。

Bill Castine は、ニューヨーク州バッファローの Schutte-Buffalo に勤務するセールス エンジニアです。 詳細については、716-855-1555 までお電話いただくか、www.hammermills.com をご覧ください。

今後開催される国際粉末およびバルク固体会議/展示会に関する情報については、ここをクリックしてください。

テキスト形式の詳細

粉末およびバルク固体業界のマスター ディレクトリをチェックしてください。