国内制粉设备发展现状.doc

  上世纪80年代后期开始，我国大量引进国外著名厂商生产的、具有当代国际先进水平的成套制粉设备。通过消化吸收和创新提高，目前国产的制粉设备在设计型式上，已接近国际先进水平。设备的制造精度受硬件等条件的影响，与国际名牌仍有一定差距。制粉设备的技术门槛不高，国外著名厂商拥有知识产权的专利技术很少。我国的人力资源丰富，新型设备研制开发的成本低，在制粉设备的自主创新方面具有优势。     在众多研制成功的制粉设备中，比较突出的有三项：回风二级净化的循环风去石机、铝合金筛格和高硬磨辊。北方粮机厂的循环风去石机分别吸取了4家国际名牌同类产品的特点，并首创了沉降与过滤相结合的回风净化系统。铝合金平筛筛格和高硬磨辊在国际上尚无成功的先例，研讨分析这三项设备研制的成功经验，将有助于推进我国制粉设备的创新工作。 1  回风二级净化的循环风去石机     在面粉工厂的生产过程中，几乎每道工序和每台制粉设备都得使用空气，不含初清工序每加工It小麦需用3m3空气。从大气中吸取空气用之不竭，也不需要付任何费用，但空气的增压、输送和使用后的净化排放，必须设置相应的风机等设备，运行时还将耗用大量电能。动力测试的结果表明，风机等供气设备的能耗约占吨粉耗电的1/3；清理设备通风除尘耗用的电能，约占清理车间总耗电的1/2。使用空气需付出不菲的代价。     降低空气使用费用的根本措施是节约用气。正确选择气源设备、合理设计管网和用气量、减少各种泄漏损失，都是节约用气的重要措施。将已经使用过的空气经过适当的净化处理，重新使用的循环风技术日益受到人们的重视。目前国内外生产的各种循环风清理设备，型式不断发展，性能日趋完善。     在各种清理设备中，比重去石机需用的空气量最大。因为它工作时需借助气流托起筛面的谷物，呈悬浮或半悬浮状态，一般清理It小麦约需用空气500-600m3。由于循环风去石机节约用气的效果大，所以国外著名厂商纷纷研制成许多型式各异的产品，其主要差别是回风的净化装置。     国内循环风设备研制起步晚，大多借鉴国外产品的经验。我国粮机厂研制的TQFX型去石机，在设计上吸取了多家著名厂商的特点。该机早期的产品虽然具有良好的去石和节电效果，但受国内小麦含杂量高的影响，特别是用于前路去石时，筛面很容易被麦毛等轻杂质糊死而失效，需停机清理才能继续工作。     针对筛面容易被糊死的弊病,TQFX型去石机将回风系统改进为沉降与过滤相结合的二级净化方式，即回风先经惯性分离器沉降部分杂质后，再经回转的钢丝网筒过滤不易沉降的麦毛轻杂质。回风二级净化取得了良好的效果，彻底消除了筛面钢丝布因糊死而失效的问题。TQFX去石机的回转式钢丝网筒过滤器的特点是具有及时自动清理的功能，钢丝网筒上面滤得的轻杂质，待回转半周向下时，粘附的杂质由回风管的正压气流自动排出机外。TQFX型去石机在设计上吸取了多家同类产品的精髓，并加以改进提高，设计的回转式钢丝网筒过滤器，型式新颖灵巧已获得国家专利。 2  合金铝筛格     上世纪前期生产的制粉主机设备，除传动部件外大都采用木材制作。由于材料科学和工业的发展，现在制粉设备基本上是用钢铁和铝等金属材料制成，只有平筛的筛格仍在沿用木材。平筛的筛网改为粘接后不用钉固，为研制金属的筛格创造了有利条件。我国上世纪末由国外引进的的平筛中，也曾试用过铸铝筛面格和焊接铝型材制作的检查筛筛格，由于成本高和断裂等原因均未取得成效。     合金铝筛格是攻克了母材研制、拉铆拼装和筛  网粘接等一系列技术难关后，才取得创新研制成功的。母材是供制作筛格的条形材料，制作筛格需用20余种断面不同的母材。冷挤压成型的空心镁硅合金铝母材，需采用超高精级的以保证筛格的精度，表面经阳极氧化处理生成耐磨的氧化铝膜。拉铆拼装全部采用冷作加工，不会产生残余应力，可以保证筛格持久不变形。这项创新的工艺有别于国外的热加工工艺，是研制取得成功的关键。铝材表面光洁不利于粘胶，筛网必须采用创新的“包卷粘接法”才能粘接牢固。配置钢丝网的筛格，边框的空心型材中配有条状的木芯，铁钉可以穿过上面的小孔牢固钉人木芯。     合金铝筛格与木筛格比较，主要的优点是尺寸精度高、结构更为牢固和消除窜漏现象。空心铝型材具有很高的精度，拼装成筛格后的精度也高，例如筛面格的对角线偏差仅为木筛格的0.6倍，而且铝材不吸收水分，不会因湿度起伏而变形，有效地避免了窜漏问题。铝材的强度和刚性均优于木材，制成筛格后经破坏性试验，从 3 m高落至水泥地面牢固性是木筛格的5倍。     铝合金筛格的发展历史不长，进一步改进提高仍有广阔天地。目前制作铝筛格的母材，都是仿照木筛格的结构轮廓设计的。空心铝型材的断面便于制成各种复杂形状，力学性质优于木材，所以母材和筛格优化设计仍有不少潜力。铝筛格的设计和工艺进一步改进完善后，在重量和价格方面也会优于木筛格。铝筛格的强度高，用于高方筛时有可能像双仓筛和挑担筛那样，不设筛箱用拉条紧固成整体。这样将使平筛的重量减轻，有利于进一步向多仓和大筛理面积的方向发展。 3  高硬磨辊     磨粉机在17世纪开始应用的初期，曾先后使用过瓷质和普通铸铁的磨辊，由于强度低和耐磨性差等原因，使用效果均不理想。1878年发明了用金属模铸造的激冷铸铁，具有外硬内韧的优良性能。激冷铸铁磨辊外层白口部分的硬度适中，既有一定的耐磨性，又可以进行拉丝切削加工。百余年来，磨辊铸铁的成分和工艺不断改进，性能逐步提高。目前国内外生产的都是采用离心铸造的双金属磨辊，外层为耐磨的激冷合金铸铁，内层为综合机械性能优良的灰口铸铁。     耐磨性是磨辊的重要性能要求。淬火钢具有很高的硬度和耐磨性，高频淬火和渗碳淬火都可以获得外硬内韧的特性，常用于制造齿轮等需要耐磨的零件。国内外都曾有人尝试制造淬火钢磨辊，但均未能取得成功。原因是高硬的淬火钢磨辊，磨损后无法重新拉丝加工，而且热处理时容易变形。采用高温等离子电弧，对铸铁磨辊进行表面改性处理的高硬磨辊，突破了高硬度和切削加工性的矛盾可大幅延长磨辊的使用寿命。     等离子电弧的温度极高，焰心处不难达到3一4万℃，能量密度可达到105一106W/cm2。齿辊的表面经等离子电弧高温热处理时，虽然加热和冷却的时间以毫秒计，却可取得“两熔三变”的效果，使齿部表面生成以微米计的高硬薄膜。两熔是熔凝表面和熔铸变形。熔凝是磨辊齿部极薄的表层，快速熔化后瞬时间又重新凝固，不仅提高了硬度还可以改善金相组织。熔铸是磨辊齿尖处受热熔化后重新凝固，齿顶平面的棱角消失铸成圆弧形。三变是磨辊齿部的金属材料发生了形状、化学成分和金相组织变化，改善了材料的性能，特别是提高了硬度和耐磨性。     前路皮磨的磨辊采用高硬磨辊后，不仅可以延长使用寿命，而且可以改善辗磨效果和降低磨粉机的功率。经一些厂家长期试用，结果表明，高硬辊由于齿顶呈弧形，用于前路皮磨时渣多、面少、麸片完整，1皮2和皮的取粉率可分别控制在不超过2%和5%，有利于清粉机提纯胚乳颗粒再破碎制粉。对比试验表明高硬辊的更换周期是普通辊的2一3倍，同样流量和剥刮率时高硬辊磨粉机的电流小，使用后期尤为明显。高硬辊的表面加工费用高于普通辊，但由于使用寿命长，折旧费用低，仍具有更佳的经济性。     高硬辊用于前路心磨，也已取得良好的效果。与喷砂处理的粗面光辊对比的结果表明，高硬辊具有产能大、取粉率高和耗电低的优点，面粉的灰分两者基本持平。齿辊碾磨灰分不高的原因尚待深入研究，初步分析很可能是轧距增大有利于小麸片的完整。齿辊主要依靠剪切而不是挤压破碎胚乳颗粒，取粉时的细粉少、粒度均匀，有利于节电增产。心磨试用高硬齿辊和网纹光辊，各厂取得的效果和认识不尽相同，原因是磨辊的齿形、斜度、速比和转速等参数，如何适应高硬辊的碾磨特性，尚待深入研究优化改进。       磨辊采用等离子电弧进行表面改性处理时，由于热处理的温度高、时间短、变化大，所以研究如何优化处理工艺的难度很大。特别是硬化层的厚度只有几微米，常规的硬度计和金相显微镜难以进行检测，深人研究尚有许多难关有待攻克。高硬辊的研究工作不仅受到有关粉厂领导的重视，也得到政府科技部门的关注和支持。可以预见，高硬磨辊的发展前景是广阔的。