第一篇：無機材料生產設備的應用與發展

無機材料生產設備的應用與發展 —— 水泥燒成窯尾收塵設備

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隨著《水泥工業大氣污染物排放標準》（GB4915-2004）的實施，人們對新型干法水泥熟料生產線水泥窯尾使用電收塵器還是袋收塵器更加關注，在滿足排放濃度≤50mg/Nm3的要求下，如何正確合理地選擇窯尾收塵設備，做到既能滿足環保要求又能產生更大的經濟效益就顯得尤為重要。本文以新型干法水泥熟料生產線為例，從一次性投資、維護費用和運行費用等幾個方面對不同種類的窯尾收塵器進行了技術經濟對比分析。

關鍵字：窯尾除塵設備 分類 技術 經濟

一、前言

新型干法水泥生產線都將窯尾煙氣用于原料烘干，同電收塵器一樣，窯尾收塵系統包括了原料粉磨兼烘干設備的收塵。由于原料粉磨設備的生產能力大于窯的生產能力，所以窯尾袋收塵器也會經常工作在原料磨“停”和“開”兩種工作狀態，即所謂的“獨立操作”和“聯合操作”。窯尾煙氣的特點是煙氣溫度高，粉塵粒徑細，黏性大，含塵濃度高，粉塵比電阻高。對袋收塵器來說，比電阻不是問題，重要的是溫度和濕度。一旦煙氣溫度超過濾料允許的正常使用值，輕則會縮短濾料壽命，重則會使濾料很快損壞，而袋收塵器的維護費用中濾料占了很大的比例。濕度大會增加粉塵的黏性而使清灰困難，輕則使濾料阻力上升，影響通風量，增加運行能耗，重則會使濾料失效而報廢。

窯尾煙氣溫度一般為 350℃左右，應用袋收塵器時要進行降溫，降溫可以采用增濕塔、滲冷風和熱交換器三種方法中的任何一種，只要方便控制，運行可靠，綜合投資和運行成本低就行。在大多數情況下采用增濕塔比較合適，噴水量也不必要設計得如同用電收塵器那么大，在聯合操作時還可以對溫度進行調節。如采用冷卻器，因窯尾粉塵粒徑細、黏性大，要特別注意冷卻管內壁的結垢，否則會影響降溫效果。如采用滲冷風的方法，則應考慮滲冷風后增加的風量對袋收塵器和窯尾通風量的影響。窯尾煙氣溫度一般應降到濾料允許的正常工作溫度以下 30℃～50℃，盡量不要工作在濾料允許的工作溫度上限處，更不能工作在濾料的最高工作溫度上。溫度也不能降得很低，一則會增加運行能耗，而且溫度低了還會造成糊袋，增加清灰難度，尤其在聯合操作時更要注意[1]。

二、收塵設備的分類

1.重力收塵器 沉降室是這種收塵器的主要形式。當含塵氣體進人沉降室后，氣體速度變慢，粉塵顆粒由于自身的重力沉落在沉降室的底部，周期地或連續地被卸出。這種收塵設備壓力損失小，但收塵效率低，可用作收集較大粉塵顆粒的第一級收塵(預收塵)，例如水泥廠的窯尾一般都設有沉降室。為了提高沉降室的收塵效率，可以裝一些特殊的擋板，使氣流改變幾次方向，以降低氣流速度。

2.離心力收塵器

這種收塵器利用含塵氣體進人收塵器時所作的旋轉運動而產生的離心力使氣體和粉塵分開。凈化后的氣體由收塵器出風口排出，收集下來的粉塵經卸料處排出。離心力收塵器壓力損失大，當凈化粗粉塵顆粒(>50微米)時效率很高，可單獨使用，而當收集含有細粒子的粉塵時可作預收塵用。這種收塵器有干式與濕式之分，干式的通稱為旋風收塵器，濕式的主要形式是水膜收塵器。旋風收塵器根據在通風系統中的安裝位置不同又分為壓人式(即收塵器安裝在通鳳機之后)與吸出式(即收塵器安裝在通風機之前)兩種。

3.泡沫收塵器

作用原理是含塵氣體由底部進人筒體，由于慣性力的作用，較粗大的顆粒落人筒底。當含塵氣體通過多孔的篩板時與篩板上面的水接觸，形成擾動較大的泡沫層，泡沫層就使含塵氣體和液體的接觸面大大地增加，借此達到氣體水洛的目的。清洗氣體的污水經收塵器底部的錐體排出。為防止清洗后的氣體將水滴帶到收塵器管道中，收塵器筒體的上部設有擋水板。

4.袋式收塵器

袋式收塵器是水泥廠廣泛使用的高效率收塵設備，其作用原理是當含塵氣體通過收塵器時，粉塵被濾襲阻留，凈化后的氣體由排風口排出，沉積在濾袋上的粉塵顆粒通過各種清灰方式使其沉降在集灰斗而被卸出。

5.顆粒層收塵器

它的作用原理是使含塵氣體通過用普通物料(如石英、石灰石、礦渣等)顆粒組成的顆粒層時，由于碰撞、擴散，阻留及靜電作用，使粉塵沉積于顆粒層表面和顆粒層之中。隨著粉塵不斷地積聚，捕集微細粉塵的效果愈好，但顆粒層阻力也隨之增大。當阻力增大到一定值后，用反吹、攪動或振動等方式，將積聚于顆粒層表面及顆粒層之中的粉塵排人積灰斗進行回收，使顆粒層獲得再生，阻力恢復原狀。

顆粒層收塵器具有耐高溫，耐腐蝕、收塵效率高、結構簡單、維護方便等優點，是一種很有發展前途的新型高效率收塵器，少數水泥廠已在熟料破碎機及烘于機上使用，效果甚好。顆粒層收塵器的主要缺點是不能適應潮濕物料的收塵，因含塵氣體濕度大時，會使顆粒層堵塞。

6.電收塵器

電收塵器的收塵過程是使氣流中的粉塵顆粒荷電，然后在單向電場強力作用下使塵粒沉積于接地沉塵極的表面上。電收塵器具有收塵效率高、耐較高的溫度、處理風量大、阻力小、維護簡單等優點。其缺點是投資費用大、鋼材耗用量大、要求有較高的操作水平。

電收塵器在水泥廠主要應用在回轉窯與烘干機的收塵，也有應用在干法原料磨及水泥磨的[2]。

三、窯尾收塵裝置的應用現狀及發展趨勢

由于世界各國對于居民區大氣中粉塵允許濃度有不同的規定，所以各國水泥工業選用的收塵器也各有其特點。

水泥廠窯尾粉塵排放量約占排放總量的 1/3 以上，降低窯尾污染物的排放，對保護水泥廠的大氣環境至關重要。目前窯尾收塵系統采用電收塵器的粉塵排放濃度，多數達 不到國家排放標準，其中因素很多，情況也很復雜，歸納起來，主要有以下幾個方面：

（1）設計選型不當

有的設計者在選用電收塵器時，只是根據廠家產品樣本中所標明的風量和截面積來確定電收塵器的規格，而不考慮煙氣和粉塵的性質以及收塵極板總面積等主要因素。

（2）處理煙氣量增大

現在不少水泥廠為了提高窯的產量，對原有的生產線進行了技術改造，如將濕法生產改為干法生產、改造現有的預熱器、增設分解爐和擴大回轉窯燒成帶等。經技術改造后，相應風量也增大，而電收塵器的規格未相應擴大，致使收塵效率降低，粉塵排放濃度達不到國家排放標準。

（3）窯尾收塵系統發生變化

新型干法水泥生產線一般將窯尾煙氣用于原料烘干，所謂的窯尾廢氣處理系統實際上是包括原料粉磨兼烘干設備的收塵系統。這一措施可一舉兩得，既烘干了物料，節約了能源，又對煙氣進行了調質，降低了粉塵的比電阻。但是由于原料粉磨設備的生產能力大于窯的生產能力，因而窯尾電收塵器會經常工作在原料磨“停”和“開”兩種工作狀態，即所謂的“獨立操作”和“聯合操作”。但是近些年來，由于國家嚴格要求企業執行節能減排的政策，所以水泥行業大力推行低溫發電技術，因此窯尾收塵系統相應有所變化，使得窯尾收塵系統更為復雜，給電收塵器的運行帶來更多的不確定因素，這也是部分窯系統電收塵器不達標的主要原因之一。

水泥窯袋收塵器的發展，主要取決于濾料的發展，尤其是覆膜濾料的發展。隨著覆膜技術的發展，產品價格的下降，玻璃纖維覆膜濾料將會在水泥窯袋收塵器上得到廣泛地應用采用玻璃纖維覆膜濾料，過濾風速可由傳統的0.5m/s、提高到0.8m/s，袋收塵器的體積會明顯減小，阻力大幅降低通氣量上升濾袋的壽命可提高到3年以上總造價將基本上與采用傳統玻璃纖維濾料的袋收塵器接近。

玻纖針刺氈覆膜濾料將使得脈沖噴吹式的外濾式袋收塵器可以應用于水泥窯采用玻纖針刺氈覆膜濾料可使袋收塵器的過濾風速高達1~1.2m/s、袋收塵器體積更小，清灰強度高，通氣量大，系統通風量穩定。

四、收塵設備最新研發實例

多年來，我們在收塵技術的研究開發方面取得了一系列成果，較好地解決了回轉窯、冷卻機，煤磨系統、水泥磨等主要生產環節的煙塵污染。通過引進、消化吸收德國魯奇公司電收塵器技術和關國富樂公司的袋收塵技術，使得我們的收塵技術達到國際先進水平。

今后環保工作應從以下幾方面著手完善：

(1)加快小型皮帶機轉運點收塵的研究。皮帶機轉運點由于地方狹窄，收塵器的體積和維護空問都受到一定限制，所以要求我們盡快提供一種小巧的收塵器，以滿足生產的需要。

(2)進一步降低電收塵器的設備幣，減少設備投資。十多年來，隨著技術的不斷進步，我們已經將2000 t/ d的配套電收塵器重量由840 t逐步降至410 t。今后通過進一步優化收塵器的設計，將現有的重量再下降15%~20%，以降低電收塵器的成本。

(3)采用新型濾料進一步提高袋收塵器性能。

目前PPDC氣箱脈沖袋收塵器的濾袋，基本上配用滌綸針刺氈濾料。實驗表明，這種濾料在煙氣含塵濃度較低時使用效果較好，但在帶O一Sepa選粉機的水泥磨系統中，煙氣含塵濃度高，收塵器阻力大(有時高達3400Pa)，嚴重影響了磨機的產量，所以改進濾袋材質就顯得十分重要。例如70年代初期，美國戈爾公司首創了覆以膨體聚四氟乙烯薄膜的濾料，90年代上海凌橋環保設備廠也研制成功了這種類型的濾料，由于聚四氟乙烯材質具有化學穩定性好，摩擦系數小，易形成光滑表面，可耐250一300℃高溫等優點，制成的薄膜上微孔數目多且孔徑小，使用覆以這種膜的濾料，可接近實現真正的表面過濾，因而可使濾塵效率提高到99.99%以上，粉塵幾乎都被濾于表面，膜面光滑，粉塵剝離效率高，阻力低且穩定，能耗低，濾袋壽命長。收塵時可以選用較高的過濾風速，與相應的濾料基底相配合，可提高濾料的耐溫、耐酸堿腐蝕、憎水等性能，增強濾料的適應性，擴大應用范圍。

五、結語

水泥窯的粉塵排放量占水泥廠總粉塵排放量的7000，水泥窯用袋收塵器的研制開發成功，對改善水泥廠的環境面貌作出了貢獻，應該大力推廣，但與電收塵器相比，仍存在著體積大，阻力高的缺點，隨著覆膜濾料的發展和普遍采用，這一缺點將逐漸被克服。

電收塵器電費是運行費用的主要部分。袋收塵器電費和維護費用是運行費用的主要部分。維護費用高，主要是因為濾袋和脈沖閥(特別是濾袋)使用壽命有限，更換成本高。當排放濃度要求≤50mg/Nm3時，窯尾在線脈噴袋收塵器比電收塵器設備一次性投資高4.12%，運行費用高30.41%。

參考文獻

[1]新型干法水泥生產線上袋收塵器的合理選用,吳忠魁,中國水泥 2007.10 [2]水泥廠的收塵設備及其選型問題,干祖德,1994~2014 [3]袋收塵器在水泥窯上的應用,石 嵐,中國建材裝備，2000 [4]淺議水泥廠窯尾“電”改“袋”技術，李勇，王林，水泥技術，2013 [5]水泥工業除塵技術的現狀與展望,林 宏,水泥技術 1997

第二篇：《無機材料工藝與設備》習題及答案

緒論、第一、第二章 復習思考題

1.設計工作的重要性。工藝設計在建材工廠設計工作中的地位。2.工藝專業在設計中的主要任務是什么？

3.工程建設的基本建設程序是哪些？其中哪些屬于基本建設前期工作？前期工作有何重要性？

4.工廠廠址選擇的重要性。廠址選擇分哪兩個階段及考慮的主要因素是什么？對廠址的基本要求有哪些？

5.什么是可行性研究？可行性研究的作用是什么？ 6.設計階段的劃分及各階段的作用是什么？

7.初步設計應滿足哪些方面的需要（即初步設計的作用）？ 8.初步設計文件由哪幾部分組成？其中工藝設備表有何作用？ 9.初設說明書中說明生產工藝的內容包括哪些？

10.初設階段工藝設計的圖紙和工藝設計基礎資料有哪些內容？ 11.工藝施工圖設計的主要內容及應滿足的深度要求是哪些？ 12.建材工廠總平面設計的任務是什么？

13.建材工廠總平面設計的主要內容有哪些？其中豎向布置設計的任務有哪些？ 14.建材工廠總平面設計的基本原則有哪些？ 15.工廠總平面布置圖圖面內容有哪些？

16.建材工廠總平面圖的主要技術經濟指標有哪些？其中K、L兩系數分別反映什么？

17.風玫瑰圖表示什么？為何進行總平面圖設計時，對該圖要給予足夠的重視？

第三章復習思考題

1.了解工藝設計的程序。

2.工藝設計的基本原則有哪些？為何強調處理好工廠生產與各種物料儲備的關系？

3.工藝平衡計算包括哪些？其中物料平衡計算的目的和內容是什么？ 4.了解建材工廠的工作制度及其作用。

5.主機平衡計算的依據和計算方法(年平衡法)。

6.設備利用率(利用系數)指的什么？為何對其要注意合理確定？ 7.選擇車間工藝流程的原則有哪些？為何強調不同方案的分析對比？ 8.主機選型的一般步驟是怎樣的？標定主機生產能力的主要依據有哪些？ 9.主機選型應主要考慮哪些因素？

10.了解常用輔機的選型要求。認識建材工廠常用的生產附屬設備，了解其工作原理和使用要求。

11.了解建材工廠常用除塵器類型及其性能特點。12.除塵器選型時主要考慮哪些因素（或問題）？

13.為什么除塵系統通常采用負壓操作，而不采用正壓操作？

14.車間工藝布置設計需要哪些基礎資料？其中全廠生產車間總平面輪廓圖有何作用？

15.了解廠房布置的內容和要求。

16.工藝設備布置的核心是什么？了解對車間工藝布置的常規要求。

第四章復習思考題

1.影響破碎系統選擇的主要因素是什么？ 2.破碎比指什么？有何重要性？

3.破碎設備選型依據是什么？ 4.了解常用破碎設備的技術特性。5．破碎車間工藝布置形式及其特點。6.破碎車間工藝布置應重點考慮哪些問題？

7.了解水泥廠生料粉磨、水泥粉磨主要工藝流程及設備。8.選擇粉磨流程與設備需要考慮哪些因素？

9.輥壓機用于水泥粉磨有哪些工藝流程？輥壓機目前為何沒取代球磨機用于水泥終粉磨？

10.循環負荷率指的什么？對于水泥粉磨為什么應控制在合理范圍內？ 11.物料配料入磨主要有哪兩種布置型式？各有何特點？ 12.球磨機磨內通風有何作用？其通風量如何確定？

13.常用選粉機有哪些類型？各有何特性？

離心式結構簡單、設備費用低、安裝空間小、運轉可靠，但產品細度調節范圍窄、需大幅度調節時要停機進行、選粉效率低；旋風式風葉磨損小、運轉平穩、調節細度方便、選粉效率較高，但設備占用空間大、單位產品的設備投資和電耗較高；O-Sepa選粉效率高、可較大范圍調節產品細度、顆粒級配合理、能將高濃度含塵氣體作分選氣流使用、機體小、重量輕、維修簡單。

14．粉磨系統的收塵：①含塵氣體特性？②收塵系統的設計主要取決于什么？如何核算除塵排出的氣體符合排放標準？

15．在磨機、磨房的工藝布置中應注意哪些事項？

一二章、1、工藝專業在設計中的主要任務是什么？ 答：工藝專業是主體專業、是龍頭

工藝設計的主要任務：

確定工藝流程，進行工藝生產設備的選型和 生產線的工藝布置。

3.工程建設的基本建設程序是哪些？其中哪些屬于基本建設前期工作？前期工作有何重要性？

答：(1)包括編報項目建議書、進行可行性研究、初步設計、施工圖設計、投資計劃、開工報告、施工建設及試車、竣工驗收

(2)基本建設前期工作主要包括：提出項目建議書、編制可行性研究報告、進行初步設計和編制工程概算，以及按照管理權限提請有關單位審批等。

(3)它是整個工程項目建設的基礎，其工作好壞直接影響投資效果，將其看成是決定投資命運的環節。

4.工廠廠址選擇的重要性。廠址選擇分哪兩個階段及考慮的主要因素是什么？對廠址的基本要求有哪些？

答：(1)建材工廠廠址選擇是基本建設前期工作的重要環節，是一項政策性和技術性很強的綜合性工作。廠址選擇是否合理直接影響到工廠建設投資、建設速度，也將長期影響工廠投產后的生產成本、經營管理和工廠今后的發展。

(2)廠址選擇分地區位置的選擇和具體廠址的選擇。主要考慮：整體的工業布局，原料和銷售市場（地區），主要原料基地，交通運輸，廠址地形、面積，工程地質與水文地質條件，電源、水源情況，與其它方面的協作等。

(3)基本要求：1）廠址應靠近主要原料基地；

2）廠址要有良好的交通運輸條件；

3）廠址必須有足夠的建廠場地；

4）廠址附近應有充足的水源；

5）廠址附近要有可供接線的輸電線路；

6）廠址要有較好的地形和工程地質；

7）廠址要有較強的防洪能力；

8）工廠應力求減少對環境污染。

5.可行性研究的作用是什么？

答：1）作為確定建設項目和編制計劃任務書的依據；

2）作為籌劃銀行貸款和國家撥款的依據，以有利于國家進行宏觀控制，選擇撥款投向；

3）研究結論可以在項目設計中應用，并作為采用新技術的決策依據；

4）作為與建設項目有關的各部門簽訂合同和協議的依據。

7.初步設計應滿足哪些方面的需要（即初步設計的目的）？

初步設計主要解決重大原則、方案和總體規劃方面的問題。目的是為了在特定的（建設場地、資源、原燃材料供應、供電供水、工程地質、交通運輸、水文氣象等）條件下，闡明擬建工程在技術上的選型配置與可能性和經濟上的合理性。并通過對擬建工程作出的技術與經濟的基本規定，編制項目概算。

8.初步設計文件由哪幾部分組成？其中工藝設備表有何作用？

答：

1、⑴初步設計說明書；⑵初步設計圖紙（包括工藝流程圖）；⑶各專業設備材料表；⑷工程概算書

2、⑴主機及部分標準設備訂貨的依據；⑵為其它專業提供設計基礎資料；

⑶為工程概算的編制提供數據。

10.初設階段工藝設計基礎資料有哪些內容？

答：⑴可行性研究報告及其批準文件；⑵原材料資源勘察報告；⑶建設廠址地形圖（比例為1∶1000）；⑷建設廠址的工程地質勘探報告；⑸建廠地區水文氣象資料；⑹原料、燃料供應協議書；⑺水源、水質資料；⑻供電協議書及電源資料； ⑼當地環保、勞動、安全、衛生、消防等部門的有關規定與要求；⑽對于改建、擴建工程，所涉及現有車間的實際生產情況、各專業的竣工圖紙資料、相應改擴要求等。

12.建材工廠總平面設計的任務是什么？

答：工廠總平面布置設計的任務：根據生產工藝要求，結合場地自然條件，合理布置全廠的建筑物、構筑物、道路以及地上和地下的工程管線，確定它們的平面和豎向的相互關系位置，使之成為一個有機的生產整體。經過建筑藝術處理，輔以綠化、美化設施，使職工有一個良好的勞動和工作環境，從而使工廠發揮生產的最大效能。

13.建材工廠總平面設計的基本原則有哪些？

答：(1)必須充分滿足工藝流程的要求；(2)進行適當的功能分區；(3)應盡可能縮小工廠占地面積；(4)根據地形合理確定設計標高(5)

向；(6)應具有合理的建筑藝術；(7)根據工廠的發展規劃，考慮工廠今后發展的可能。

14.工廠總平面布置圖圖面內容有哪些？

答：平面布置、豎向布置、土方工程、運輸設計、管線匯總、建廠地區的雨水排出設計等。

15.建材工廠總平面圖的主要技術經濟指標有哪些？其中K、L兩系數分別反映什么？

答：

1、⑴

廠區用地面積；⑵ 建筑物和構筑物占地面積；⑶ 道路（以及鐵路）和地上、地下工程管線的長度；⑷ 露天倉庫、堆場占地面積； ⑸圍墻長度；

⑹ 綠化面積（率）；⑺ 建筑系數；⑻ 廠區利用系數

2、建筑系數（K）： 指各種建筑物、構筑物、倉庫、露天堆場和棧橋等的占地面積與廠區總面積之比值。

廠區利用系數（L）： 指所有一切建筑物、構筑物、堆場、鐵路、道路、人行道、地下工程管線和構筑物散水坡等的占地面積與廠區總面積之比值。16.風玫瑰圖表示什么？為何進行總平面圖設計時，對該圖要給予足夠的重視？ 答：

1、風玫瑰圖表示某地區風向頻率統計，所示風向是由外邊吹向中心，向心線最短的風向，即表示頻率最小風向。

2、一般在選擇廠址及作總平面布置設計時，往往以夏季主導風向為一句，因為夏季氣溫高，建筑物大多門窗敞開，因而粉塵及廢氣的污染嚴重。如在山區建廠，應對所選廠址局部地區風向作詳細調查，以便在選擇廠址及進行工廠總平面設計時，盡量避免或減輕對附近城鎮居民點及本廠區的污染。

第三章

2.工藝設計的基本原則有哪些？為何強調處理好工廠生產與各種物料儲備的關系？

答：

1、⑴ 根據設計任務書規定的產品品種、質量、規模進行設計 ⑵ 合理選擇工藝流程和設備

⑶ 處理好工廠生產與各種物料儲備的關系 ⑷

為生產挖潛和發展留有余地 ⑸

合理考慮機械化、自動化裝備水平⑹

重視環境保護，減少污染

⑺

方便施工、安裝，方便生產、維修

2、原因是：工廠生產要求長期連續運轉，而很多主要生產設備則需要一定的時間進行計劃檢修；生產往往受各種復雜條件的制約，如廠外運輸、氣候變化等；有的半成品、成品從生產工藝和質量檢驗角度需要一定的時間。

3.物料平衡計算的目的是什么？

答：⑴ 得到從原料進廠直至成品出廠各工序所需處理的物料量，作為確定車間生產任務，設備選型，以及人員編制的依據；

⑵ 得到各種原料、輔助材料、燃料的需要量，作為總圖設計中確定運輸量，運輸設備和計算各種堆場、料倉（庫）的依據；

⑶ 為計算水、電、蒸汽和勞動力的需要量，確定原材料、燃料等的單位消耗指標，計算產品成本等提供依據。

5.主機平衡計算的依據

答：⑴ 物料平衡計算結果； ⑵ 車間工作制度； ⑶ 采用的工藝流程 6.設備利用率(利用系數)指的什么？為何對其要注意合理確定？

答：

1、至每設備實際使用時間占計劃使用時間的百分比，是設備的使用效率。

2、定得過高，會造成設備長期處于緊張工作狀態，使設備得不到應有的維修，有時甚至影響工廠整個工藝生產線的連續正常運轉；定得過低，主機設備能力得不到充分發揮，也給生產帶來損失和浪費。

8.主機選型的一般步驟是怎樣的？標定主機生產能力的主要依據有哪些？ 答：

1、(1)確定車間工作制度、選取設備的年利用率；(2)計算主機要求小時產量；(3)選擇主機的型號、規格；(4)標定主機的生產能力；(5)計算主機的數量；(6)核算主機的實際利用率。

2、是：定型設備的技術性能說明、經驗公式的推算與同類型同規格生產設備的實際生產數據對比。

13.為什么除塵系統通常采用負壓操作，而不采用正壓操作？

答：負壓操作是將風機設在除塵機后面，運行時除塵器內呈負壓狀態；正壓操作是將風機設在除塵機前面，運行時除塵器內呈正壓狀態。正壓操作時容易使含塵氣體起初收塵器外，污染工作環境。而且鼓風機葉輪容易磨損。因此……

14.車間工藝布置設計需要哪些基礎資料？其中全廠生產車間總平面輪廓圖有何作用？

答：

1、(1)工藝平衡計算；(2)工藝計算及主機設備選型；(3)工藝流程圖；(4)全廠生產車間總平面輪廓圖；(5)設備選型圖冊和樣本；(6)同類型工廠生產車間工藝布置參考圖。

2、作用為：表示各車間相對位置，初步解決各個生產車間的平面位置關系。工藝人員根據本車間在總平面上的位置，生產工藝流程和物料進出方向確定本車間方向，廠房跨距和柱距。

第四章

2.破碎比指什么？有何重要性？

答：

1、破碎系統的進料最大塊度與出料粒度之比稱為該破碎作業的破碎比

2、表示物料粒度減小的程度，是破碎機和破碎系統的基本參數。

3.破碎設備選型依據是什么？

答：⑴ 主機平衡計算確定的破碎車間要求小時產量。可據此確定破碎機的規格與臺數。

⑵ 物料的物理性質，即物料的硬度、塊度、形狀與雜質含量、含水狀況等。據此選擇破碎設備的型號。

5．破碎車間工藝布置形式及其特點。

答：車間通常有三種豎向布置形式：臺階式、平面式和地坑式。

臺階式充分利用地形，高進低出布置緊湊，土石方工程量小，生產使用方便。平面式和地坑式都是平坦地形采用的布置形式，多用于廠區內布置。由于進料和主機都在地面上，平面式需要有較長的輸送給料設備。地坑式土石方工程量大，且要求地下水位較低時才宜采用。

9.輥壓機為何沒用于水泥終粉磨以取代球磨機？

答：由于輥壓機終粉磨選粉機的粗料粒度較粗，可以直接大量回入輥壓機。因循環量較大，再循環量約為3～5倍，要求輥壓機的能力很大。一定能力下，則系統產量受限。

10.循環負荷率指的什么？對于水泥粉磨為什么應控制在合理范圍內？ 答：

1、是指選粉機的粗粉量與磨機喂料量之比，即粗粉（回料）量與細粉（成品）量之比。

2、L應控制得當，不宜過高或過低。如過低，選粉效率可以提高，但過粉磨量增加，粉磨產量下降；如過高，選粉效率有所降低，雖可得到高產量，但成品過于均勻，細粉量的減少對水泥早期強度不利，而且選粉和物料輸送的能耗相應增加。因此，對于一定的生產方式、粉磨流程和磨機結構，欲達到優質高產低消耗的目的，L應控制在合理范圍內。

11.物料配料入磨主要有哪兩種布置型式？各有何特點？

答：

1、物料配料入磨主要有兩種布置型式：磨頭倉配料、庫底配料。

2、磨頭倉配料是在磨頭設置配料小倉分倉備料，集中配料入磨。這種布置型式有利于集中控制，可及時調整流量和配比；

庫底配料是在各種物料庫底分別設置計量配料設備，向同一膠帶輸送機按比例供料。該膠帶輸送機直接向磨機供料，不需再設中間儲倉。這種布置型式可簡化工藝流程。

12.球磨機磨內通風有何作用？

答：① 冷卻磨內物料并改善其易磨性；

② 及時排出磨內水蒸氣，降低糊球和阻塞篦孔的發生；

③ 消除磨頭冒灰，改善環境衛生。

第三篇：新型無機材料的創新與發展

新型無機材料的合成與應用

姓名：李 猛

學號：52100602003

摘要：本文簡單介紹了新型無機材料的分類、特點、應用等基本情況，著重強調了近年來的創新和發展及其巨大的應用價值和發展潛力。關鍵詞：無機材料 合成 應用 1 前言

無機材料是多種元素以適當的組合形式所形成的無機化合物。無機材料一般可以分為傳統無機材料和新型無機材料兩大類。傳統無機材料指以二氧化硅及其硅酸鹽化合物為主要成分制備的材料，因此又稱硅酸鹽材料。新型無機材料指新近發展起來和正在發展中的具有優異性能和特殊功能的材料，其多用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各種非金屬化合物經特殊的先進工藝制成。

新型無機材料為高技術密集型材料，具有以下顯著特點[1]：（1）新型無機材料以經典和現代科學理論為基礎；（2）綜合運用現代先進的科學技術，多學科交叉，知識密集，與現代社會密切相關，具有特定的功能、結構，突破關鍵技術，能夠充分實現材料的價值；（3）品種較多，生產規模一般較小，更新換代快，技術保密性強，發展迅速，具有一定的針對性；（3）高投入、耗時長、高風險、高技術、高性能、高產值、高效益。2 新型無機材料的創新和發展

新型無機材料可以根據各方面的因素，采用混合分類法，以應用為主線，分為新型陶瓷材料、納米材料、新能源材料、半導體材料以及其他等幾個領域。這幾個領域在諸多情況下是相互交叉、彼此關聯的。2.1 新型陶瓷材料

傳統陶瓷主要采用天然的巖石、礦物、粘土等材料做原料。而新型陶瓷則采用人工合成的高純度無機化合物或者精制的高純天然無機物為原料，在嚴格控制的條件下經成型、燒結和其他處理而制成具有微細結晶組織的無機材料。它具有一系列優越的物理、化學和生物性能，其應用范圍是傳統陶瓷遠遠不能相比的，這類陶瓷又稱為特種陶瓷或精細陶瓷。

新型陶瓷材料主要有電解質陶瓷、壓電陶瓷、敏感陶瓷、鐵電陶瓷、超導和磁性陶瓷、納米陶瓷等種類，在國防、航空航天、能源、電子、機械、汽車、生物醫藥等領域有著重要的應用。以航空航天為例，隨著航空航天技術的不斷發展，對耐高溫材料提出了越來越高的要求，傳統材料已經無法滿足這種需求。當前，對高溫結構陶瓷的研究主要集中于SiC、Si3N4、Al2O3和ZrO2等，其中尤以Si3N4高溫結構材料最為引人注目[2]。它們具有耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、質量輕等優異的綜合特性。

近年來，Ti3AlC2這種新近發展起來的新型陶瓷材料也逐漸引起了人們的注意[3]。它兼具金屬和陶瓷的優良性能，耐氧化、抗熱震、高彈性模量、高斷裂韌性，更為重要的是在高溫下具有良好的塑性并能保持比目前最好的硬質合金還要高的強度，易加工、質量輕并且有良好的自潤滑性能，在除了航空航天上的巨大應用價值之外，還在新一代電刷和電極材料等領域有著很好的前景。

目前，新型陶瓷材料的主要發展和創新方向有：陶瓷膜材料、陶瓷基復合材料、金屬陶瓷、陶瓷涂層、納米陶瓷、梯度陶瓷材料、仿生層狀復合陶瓷材料等。相信，隨著新型陶瓷材料的不斷發展，其必將在推動社會發展、科技進步上起到更大的作用。2.2 納米材料

納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍(1-100nm)或由它們作為基本單元構成的材料[4]。納米材料能夠體現出小尺寸效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道等納米效應，使得納米材料的性能優越于粗晶粒組成的傳統材料，擁有一些特殊的性質，并在催化、生物醫藥、機械、電子、能源等諸多方面有著重要的應用[5,6]。作為21世紀的重要學科，無機納米材料的研究開發和應用必將對其他學科、產業、社會產生重大的影響。

納米材料的小孔徑效應和表面效應與化學電源中的活性材料非常相關，作為電極的活性材料納米化后，表面增大，電流密度會降低，極化減小，導致電容量增大，從而具有更良好的電化學活性。特別是最富特征的一維納米材料納米碳管在作為新型貯鋰材料、電化學貯能材料和高性能復合材料等方面的研究己取得了重大突破，因而開辟了全新的科學研究領域[7]。納米微粒作催化劑可以控制反應時間、提高反應效率及反應速度、決定反應路徑、有優良的選擇性和降低反應溫度的特性，主要有金屬（Ag、Pd、Pt、Fe等）、復合金屬（多種金屬負載與多空載體上）、相關化合物（MoS、ZnS等）。在生物醫藥上，科研人員已經成功地利用納米SiO2微粒進行細胞分離，用金納米顆粒進行定位病變治療，減少了副作用。納米涂料實現防紫外線輻射、抗降解、變色、殺菌保潔的功效，納米級二氧化錫等可以與樹脂復合，作為靜電屏蔽涂層[8]。2.3 新能源材料

能源是人類社會進步的基礎，能源結構的重大變革引起并促進了人類社會的革命性進步。從近現代的第一次工業革命的蒸汽機的應用、第二次工業革命的電力的應用、第三次工業革命的核能的應用，一直到現在正在發生的第四次工業革命中新能源的大規模開發、應用、推廣，無不如此。隨著時代的發展，原來作為人類社會發展的主要動力的化石能源正在日益枯竭，并造成了巨大的環境污染，引發了人們必須面對的巨大的生存危機，新能源的出現正在逐漸緩解這種危機，并注定在將來成為社會新的主要推動力。新能源的開發是以材料作為基礎的，材料可以提高儲能和能量轉化效果，決定新能源的性能、安全性及環境協調性，決定了能源的投資和運行成本，并且可以將諸多的不適于大規模應用的能源轉化成為可以廣泛利用的新能源，如現在可以利用催化劑、電解質使氫與氧直接反應產生電能，應用于電動車等領域。

氫作為一種潔凈的新能源受到了廣泛的關注，但是其儲存卻成了很大的問題，近年來發展起來的固體無機物儲氫材料為解決這一問題提供了很好的路徑，浙江大學的林仁波等[9]發現，球磨2h無水CaCl2樣品在溫度20℃和氨壓0.55MPa的條件下，15min內即可完全氨化，形成CaCl2(NH3)8，其吸氨量可達55.1wt％，相當于儲氫量9.72wt％，CaCl2(NH3)8在20—300℃的范圍內可通過三步反應實現完全脫氨，脫氨反應受溫度和壓力控制，其中6個NH3分子在常溫、常壓下即可脫附，如果與NH3分解催化劑聯用，可能是一種較好的以NH3為介質的高容量儲氫材料。球形納米晶LiFeP04作為良好的正極材料，具有原料廉價、結構穩定、安全性高、循環和熱穩定性明顯優于其他材料等優點，同時Li4 Ti5 012作為負極材料具有充電平穩、首次庫侖效率高、循環穩定性好等特點，二者的結合在1C倍率下的循環比容量分別高達140和130mAh/g，是組成高安全性動力鋰離子電池的熱點[10]。此外，新型無機材料釩摻雜納米TiO2薄膜在太陽能電池的應用等都取得了很大的進展。2.4 半導體材料

通常來說，半導體是指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料，電阻率一般在104~1010Ω·cm之間。半導體材料是半導體器件的物質基礎，從家用電器、太陽能到計算機、人造衛星，半導體材料與國民經濟的發展、人民的日常生活息息相關，承擔著信息交流、溝通等重要作用，也是目前無機新材料中取得最為迅速發展的科學與技術之一。

作為第三代半導體材料的典型代表，寬禁帶半導體氮化鎵(GaN)具有許多硅材料所不具備的優異性能，它具有禁帶寬度寬、臨界擊穿電場強度大、飽和電子漂移速度高、介電常數小以及良好的化學穩定性等特點，是高頻、高壓、高溫和大功率應用的優良半導體材料，在民用和軍事領域具有廣闊的應用前景，南加州大學研究了SiO2作為鈍化層對高壓AlGaN/GaN HEMT的影響，實現了擊穿電壓930 V，比導通電阻為2.43 mΩ·cm2的高壓器件[11]。窄禁帶的銻化物半導體材料近年來被國際上公認為第三代超高速、超低功耗集成電路和第三代焦平面陣列紅外探測器的首選材料體系，而固體紅外激光器在氣體環境監測、化學物品探測、生物醫學診斷、衛星遙感技術等領域中都有十分重要的應用。銻化物材料的禁帶寬帶正好對應于2～5μm中紅外波段的大氣窗口，是開發工作于該波段激光器的重要材料。研究和開發高性能的新型銻化物基紅外激光器是近年來非常活躍的研究課題，取得了一系列重要研究成果，如A1GaAsSb／InGaAsSb多量子阱激光器等[12]。2.5 其他新型無機材料

新型無機材料中還包含有環境材料、特種玻璃、人工晶體、多孔材料、無機纖維、薄膜材料、生物材料等等一系列方面和領域，它們之間往往沒有清楚的界限，互相之間有所包容，這或許就是無機新材料得到迅速發展、應用廣泛的奧秘所在吧。3 新型無機材料的展望和趨勢

1、新型能源轉換和儲能材料：主要在電動汽車和混合動力車等新一代環境和諧型交通工具和如風能等新能源的發展上。

2、新型光電子材料及器件：集中在信息技術數字化、網絡化、超大容量信息傳輸、超高密度信息儲存、信息防破譯傳輸方面發揮巨大作用，如量子通訊技術。

3、生物醫用材料：除了人工骨、人工牙齒、HAP陶瓷、心臟瓣膜與血管支架等生物材料之外，還將利用特種納米粒子，進行細胞分離、染色，生物探針標記及利用納米制成藥物或新型抗體進行臨床疾病診斷、靶向治療。

4、信息功能材料：主要應用于信息技術中，材料的制作將向著微型化和智能化方向發展，在新一代移動通訊及數字化信息技術中，能扮演重要角色。

5、復合智能型材料：在未來汽車工業、高速列車、航空航天等領域上，對新一代擁有輕質高強、高韌、自修復、自潔凈、可感知等性能的復合材料提出了要求。

6、納米無機材料：主要集中在光子電子納米信息材料；納米發光材料；納米結構器件設計等方面。這類材料有可能成為下一代微電子和光電子器件的核心，以及新一代發光器件。

參考文獻

[1] 楊華明等．新型無機材料［M］.北京：化學工業出版社，2005年．

[2] 王淑梅等.新型陶瓷材料的特性和技術發展［J］.江蘇陶瓷，2004,37（3）：1~3.[3] 陳秀娟等.Ti3AlC2陶瓷材料研究進展［J］.粉末冶金工業，2008,18（4）：40~43.[4] 張一，田甜.無機納米材料的生物催化活性.科學通報.2014 [5] 李廣社.無機納米材料的特殊結構與性能.中國化學會第29屆年會第33分會納米材料 合成與組裝.2014 [6] 張金超，楊康寧.碳納米材料在生物醫學領域的應用現狀及展望.化學進展.2013 [7] 楊朝俊.淺析納米材料在電池中的應用［J］.硅谷，2008（5）：60.[8] 朱世東等.納米材料國內外研究進展Ⅱ［J］.熱處理技術與裝備，2010,31（4）：1~8.[9] 林仁波等.新型氨基儲氫材料CaCl2的性能研究［J］.無機材料學報，2008,23（5）：1059~1062.[10] 高劍等.球形納米晶LiFeP04和Li4 Ti5 012的制備及電池研究［J］.無機材料學報，2009,24（1）：139~141.[11] 張波等.氮化鎵功率半導體器件技術［J］.固體電子學研究與進展，2010,30（1）：1~8.[12] 劉超等.銻化物半導體材料與器件應用研究進展［J］.半導體技術，2009,34（6）：525~529.

第四篇：無機非金屬材料的研究進展及應用

無機非金屬材料的研究進展及應用

學號：1203031001

姓名：彭沖

班級：無機非金屬（1）班

摘要：無機非金屬材料的高硬度、低密度、耐高溫、耐腐蝕、耐磨和優異的環保性能以及特殊的光聲、電等性能，在航空航天、兵器、艦船等國防領域得到了越來越多的應用，如陶瓷基復合材料、結構陶瓷、特種功能陶瓷、人工晶體等已成為武器裝備中不可或缺的關鍵材料。本文著重介紹了無機材料的研究進展和應用。在材料學飛速發展的今天，無機非金屬材料有這廣闊的應用前景和良好的就業形勢。

關鍵詞：無機非金屬材料

應用

前景

引言：傳統無機非金屬材料，新型無機非金屬材料和無機非金屬基復合材料組成了龐大的無機非金屬材料體系。其中以硅酸鹽為基礎的陶瓷、玻璃和水泥已經形成相當規模的產業，被廣泛應用于工業、農業、國防和人們的生產生活中，成為國民經濟的支柱產業之一。新型無機非金屬材料因具有耐高溫、耐腐蝕、高強度、多功能等多種優越性能，其中一些已在各個工業部門以及近幾十年發展起來的空間技術、電子技術、激光技術、光電子技術、紅外技術發展方面發揮了重要作用[1]。因此，無機非金屬材料的發展必將大大的促進現代科學技術的進步和人類文明程度的提高。本文將主要介紹：無機非金屬材料的分匪類，無機非金屬材料的地位（在材料中的地位、在國民經濟中的地位），無機非金屬材料的發展過程，無機非金屬材料的應用，無機非金屬材料企業的崗位設置，無機非金屬材料的發展趨勢以及無機非金屬材料發展中遇到的問題。

1.無機非金屬材料的特點及分類

無機非金屬材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、鹵素化合物、硼化物以及硅酸鹽、鋁酸鹽、磷酸鹽、硼酸鹽等物質組成的材料。是除有機高分子材料和金屬材料以外的所有材料的統稱。無機非金屬材料的提法是20世紀40年代以后，隨著現代科學技術的發展從傳統的硅酸鹽材料演變而來的。無機非金屬材料是與有機高分子材料和金屬材料并列的三大材料之一[2]。在晶體結構上,無機非金屬的晶體結構遠比金屬復雜，并且沒有自由的電子。具有比金屬鍵和純共價鍵更強的離子鍵和混合鍵。這種化學鍵所特有的高鍵能、高鍵強賦予這一大類 材料以高熔點、高硬度、耐腐蝕、耐磨損、高強度和良好的抗氧化性等基本屬性,以及寬廣的導電性、隔熱性、透光性及良好的鐵電性、鐵磁性和壓電性。

無機非金屬材料品種和名目極其繁多,用途各異,因此,還沒有一個統一而完善的分類方法。通常把它們分為普通的(傳統的)和先進的(新型的)無機非金屬材料兩大類[3]。

普通無機非金屬材料的特點是：耐壓強度高、硬度大、耐高溫、抗腐蝕。此外，水泥在膠凝性能上，玻璃在光學性能上，陶瓷在耐蝕、介電性能上，耐火材料在防熱隔熱性能上都有其優異的特性，為金屬材料和高分子材料所不及。但與金屬材料相比，它抗斷強度低、缺少延展性，屬于脆性材料。與高分子材料相比，密度較大，制造工藝較復雜。特種無機非金屬材料的特點是：（1）各具特色。例如：高溫氧化物等的高溫抗氧化特性；氧化鋁、氧化鈹陶瓷的高頻絕緣特性；鐵氧體的磁學性質；光導纖維的光傳輸性質；金剛石、立方氮化硼的超硬性質；導體材料的導電性質；快硬早強水泥的快凝、快硬性質等。（2）各種物理效應和微觀現象。例如：光敏材料的光－電、熱敏材料的熱－電、壓電材料的力－電、氣敏材料的氣體-電、濕敏材料的濕度-電等材料對物理和化學參數間的功能轉換特性。（3）不同性質的材料經復合而構成復合材料。例如：金屬陶瓷、高溫無機涂層，以及用無機纖維、晶須等增強的材料。

2.無機非金屬材料材料的發展現狀

傳統的無機非金屬材料是工業和基本建設所必需的基礎材料。如水泥是一種重要的建筑材料；耐火材料與高溫技術，尤其與鋼鐵工業的發展關系密切;各種規格的平板玻璃、儀器玻璃和普通的光學玻璃以及日用陶瓷、衛生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和電瓷等與人們的生產、生活休戚相關。它們產量大，用途廣。其他產品，如搪瓷、磨料(碳化硅、氧化鋁)、鑄石(輝綠巖、玄武巖等)、碳素材料、非金屬礦(石棉、云母、大理石等)也都屬于傳統的無機非金屬材料。新型無機非金屬材料是20世紀中期以后發展起來的,具有特殊性能和用途的材料。它們是現代新技術、新產業、傳統工業技術改造、現代國防和生物醫學所不可缺少的物質基礎[4]。主要有先進陶瓷、非晶態材料、人工晶體、無機涂層、無機纖維等。

20世紀以來，隨著電子技術、航天、能源、計算機、通信、激光、紅外、光電子學、生物醫學 和環境保護等新技術的興起，對材料提出了更 高的要求，促進了特種無機非金屬材料的迅速發展。30～40年代出現了高頻 絕緣陶瓷、鐵電陶瓷和壓電陶瓷、鐵氧體（又稱磁性瓷）和熱敏電阻陶瓷等。50～60年代開發了碳化硅和氮化硅等高溫結構陶瓷、氧化鋁透明陶瓷、β－氧化鋁快離子導體陶瓷、氣敏和濕敏陶瓷等[5]。至今，又出現了變色玻璃、光導纖維、電光效應、電子發射及高溫超導等各種新型無機材料。

3.無機非金屬材料材料的發展前景

近些年，隨著科學技術的進步，無論是傳統無機非金屬材料，還是無機非金屬材料都有了一些新的發展趨勢。

3.1生態與環保意識加強，建立科學的評價體系，實現可持續發展

西方發達國家在促進傳統無機非金屬材料產業健康、可持續發展方面的采取了許多重要措施。世界發達國家十分重視建材工業的可持續發展與綠色評價。生態評價也成為世界可持續發展的一個重要手段。目前，許多國家正在進行“生態城市”的建設與實踐，推廣建筑節能技術材料，使用可循環材料等，改善城市生態系統狀況。由此，提出了綠色建材、環保建材與節能建材的概念，并開展了大量的研究與實踐工作。與西方發達國家相比，我國還存在很大的差距，特別是缺乏立法支持與技術標準的指導以及相應組織的管理與監督，使我國的傳統無機非金屬材料工業發展還有很大的提升空間。面對資源和環境對我國經濟發展的嚴峻考驗，國民經濟的可持續發展戰略顯得愈加重要[6]。

3.2向著節能、降耗的方向發展

傳統的無機非金屬材料工業是能源消耗大戶，在世界能源日益短缺的今天,如何生產節能、降耗,以及如何生產出高質量的建筑節能、保溫產品是建材工業發展的重要趨勢。選擇資源節約型、污染最低型、質量效益型、科技先導型的發展方式。新型墻體材料、高質量門窗、中空玻璃將大量應用。向著提高材料性能、使用壽命的方向發展。低壽命設計、大量重復建設已經嚴重制約城市建設的發展。現代化建筑需要高性能建筑材料的支持,而提高建筑的耐久性又對建筑材料的使用壽命提出了更高的要求。

3.3單線生產能力向大型化發展

無論是水泥工業、玻璃工業，還是陶瓷工業，單條生產線的生產能力有大型化的趨勢。生產線的大型化可以有效提高產品的質量，降低能源消耗[7]。

3.4向著智能化方向發展

建筑的智能化需要建筑材料的支持。隨著技術的進步和生活水平的提高,建筑材料的安全性智能診斷等智能技術將更多的應用于建筑中。

3.5向著復合化、多功能化方向發展

復合材料具有單一材料所無法滿足的使用功能，是建筑材料的發展趨勢，對建筑材料的功能要求越來越趨向于多功能化。

在美國、日本、西歐等所有發達國家在其科技發展戰略中都把無機非金屬新材料的發展放在優先發展的重要位置。例如，美國為了保持在高技術和軍事裝備方面的領先地位，在先后制定的《先進材料與技術計劃（AMPP）》和《國家關鍵技術報告》中，新材料為六大關鍵技術之首，而無機非金屬新材料占有相當比例；日本發表的《21世紀初期產業支柱》所列的新材料領域的14項基礎研究計劃中，其中七項涉及無機非金屬新材料的研究領域[8]。

未來科學技術的發展，對各種無機非金屬材料，尤其是對特種新型材料提出更多更高的要求。材料學科有廣闊的發展前景，復合材料、定向結晶材料、增韌陶瓷以及各種類型的表面處理和涂層的使用，將使材料的效能得到更大發揮[9]。由于對材料科學基礎研究的日益深入，各種精密測試分析技術的發展，將有助于按預定性能設計材料的原子或分子組成及結構形態的早日實現。

結束語：

21世紀無機非金屬材料的主要應用領域為信息、能源、交通、生物醫學、生態環境和國防。新材料的發展將會對上述各領域產生深遠的影響。

參考文獻

[1]國家自然科學基金委員會.工程與材料科學部編著.無機非金屬材料科學.科學出版社,2006.[2]盧安修編著,無機非金屬材料導論.中南大學出版社,2003.[3]王培銘主編.無機非金屬材料學.同濟大學版社,1999.[4]李世普主著.特種陶瓷工藝學.武漢:武漢工業出版社,1992.[5}邱關明著.新型陶瓷.北京:兵器工業出版社,1993.[6]張玉軍、張偉儒等編著.結構陶瓷及其應用.化學工業出版社.2005.

第五篇：淺談磨削發展與應用

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摘要：高速及強力磨削是在現代機械制造中發展起來的一項先進加工工藝。在保證零件加工質量的前提下，提高了生產率，降低了生產成本，是國內外現代機械加工工藝的主要發展方面方向之一。

關鍵詞:高速磨削；強力磨削；磨削效率

高效率是國內外機械加工的主要發展方向之一。提高效率的重要方法，是提高切削，磨削速度及增大進給量。目前高速磨削已廣泛應用于生產，普遍認為50~80m/s的高速磨削是經濟可行的。最高磨削速度已達到120m/s，試驗室的速度已達到210~250m/s。現在有的工件的實際磨削速度可以提高到300m/s。目前正朝著高速度磨削、強力磨削，高速強力磨削力一向發展。

1高速磨削

高速磨削是指砂輪線速度在45米/秒以上的磨削力一法。高速磨削是提高磨削效率的重要途經之一。

1.1 高速磨削的特點

它與普通磨削相比，可以提高生效率1~3倍;由于磨削速度的提高，工件表面在磨粒犁耕后所形成的隆起高度減小，因而使磨削的表面粗糙度減小;砂輪的壽命提高1倍左右;磨削力下降40%左右，加工的精度相應也提高。

1.2 高速磨削必須采取的措施

使用高速砂輪;使用高速磨床;采用自動上料、自動檢測裝置以減小輔助時間。

1.3 高速磨削的發展與應用

近年來，國內外高速磨床品種已有外圓磨床、曲軸磨床、凸輪磨床，軸承磨床、平面磨床，內圓磨床等。工業發達的國家在推廣采用45~60m/s的高速磨削，80~150m/s的高速磨削已在一些國家開始應用。我國已生產磨削速度為50~80m/s的外圓磨床、凹輪磨床和軸承磨床等。

目前國外高速磨削采用較多的是軸承行業磨削軸承環內外溝，在發動機行業高速磨削也得到廣泛應用，如，美國AIM公司磨削V8發動機曲軸連桿頸用高速磨削，英國的Newall公司高速磨削鍛鋼4拐汽車曲軸。不少國家磨削曲軸還采用多砂輪高速磨削(用三、四個，甚至七、八個砂輪同時磨)，大大提高了磨削效率。

高速磨削對于多數牌號的鋼材是適用的，但對磨削時易產生裂紋的材料，如欽合金，耐熱合金則不適用。對于某些材料，如，不銹鋼，當砂輪線速度高于45m/s時，磨削效率反而下降。

由于高速磨削對機床、砂輪、冷卻和安全技術力一面都有特殊要求，這將增加機床成本。因此，目前高速磨削還只是在少數工件上使用。

2強力磨削

強力磨削是指大進給量或大磨削深度，以提高金屬去除率的力一法。

2.1主要特點

它可以代替一部分車削、銑削和刨削等;強力磨削應用適當時，可以直接從毛坯磨成成品，粗精加工一次完成;加工效率可提高4~5倍;可以減少加工設備，節省由于不同加工工序所需要的裝卸調整等輔助時間;它不受工件表面條件(如銹、硬點、斷續表面等)以及材料硬度，韌性的限制;加工精度和表面粗糙度小。

2.2 強力磨削的應用

目前國內外強力磨削已應用到平面磨、外圓磨等磨床上。強力磨削采用較多的是主軸圓臺平面磨床。切入式外用圓磨床及端面外圓磨床。磨床功率73.5~110.3kW；主軸平面磨床最大功率為220.5kW，可能出現730kW的機床，生產率達到500~600cm /min,每小進金屬切除率（270~320）kg，一次切深最大可達37mm。

強力磨削在兵器工業中也得到了廣泛的應用。美國的M60A1中型坦克車體兩側安裝12個扭力軸的傾斜基面是與車體底部澆濤在一起的，用一般切削力一法難以加工，采用強力磨削解決了加工困難，是用兩合Merairg強力磨床同時在兩側加工，去除余量為6.35mm，每臺磨床功率為110.25kW，采用直徑為762mm，厚度為203mm的多級砂輪。

美國華特弗里特兵工廠加工105mm坦克加農炮的炮門握柄采用強力磨削，毛坯是4340炮鋼(即40GNiMoA)，硬度HKC42，以前采用普通車削、切檀和磨削加工，需要分五次加工，時間為75min，現在用強力磨削一次加工完成，時間只需7~l0min；175mm野戰炮的緊塞軸用力磨削加工，毛坯為4340鋼鍛體，一般加工力一法需車直徑、車檀和倒角，時間為3小時巧分鐘，改用強力磨削只需40min，磨削時所采用的砂輪線速度為38m/s.3高速強力磨削

這是具有上述兩種磨削特點的方法

3.1高速強力磨削的應用

可用于磨削外圓及平面，主要是用切入式磨削法磨削圓柱形零件外圓型面、溝槽、多直徑臺階。可將一般車削及磨削工序合并為一道工序。工件的余量一般在1.3~2.5mm，表面粗糙度Ra為超過6.3微分，精度不超過±0.076mm。目前高速強力磨削已在生產中得到一些應用。例如:磨削汽車齒輪軸、轉向節、萬向節及耐熱合金透平葉片根部榫齒輪等。

上述高速磨削及強力磨削多在精密鑄造，鍛件的大批量生產或中小批類似零件生產和自動化程度較高的機床上推廣使用。

3.2高速強力磨削的不是及其解決的措施

由于磨削速提高，功能增大，出現了振動加劇，熱量增加等問題，常可采用下列措施來解決。

砂輪力一面主要是提高強度。①采用細粒度磨料;②采用結合性能強的結合劑，如，加硼陶瓷結合劑，硼玻璃結合劑等;③采用中心孔局部增強砂輪或改變砂輪結構，如，無中心孔砂輪和砂瓦組合砂輪。立力一氮化硼砂輪已有應用。砂輪修整多采用金剛石滾輪。

機床力一面主要是加強剛性。采用靜壓軸承、靜壓導軌、改進主軸和床身剛性，采用砂輪平衡和自動平衡裝置。

冷卻力一面。為了粉碎氣流采用特殊冷卻噴咀，使氣流產生偏析;采用高壓冷卻，增加冷卻液流量和容量。研究新成份油劑冷卻或在水劑中加入添加劑以提高冷卻效果。

3.3 安全防護力一面普遍是加厚砂輪罩殼厚度，采用半封閉或全封閉罩殼，罩殼內填充塑料，橡膠襯墊，采用自動關閉砂輪罩殼等。結束語

總之，高速及強力磨削作為一項新興的加工工藝，其發展歷史還很短暫，涉及到的相關技術還較多，存在的難題也較多。但相信在廣大科技人員的不斷探討、研究之下，高速及強力磨削高效率的新興。