Strahlmühlen können problemlos verschiedenste neue Materialien vermahlen, die spröde, hart und hochrein sind. Dazu gehören Lithiumeisenphosphat, Keramik, Silizium- und Kohlenstoffmaterialien, westliche Arzneimittel und chemische Stoffe. Sie erzeugen Pulver mit feiner Partikelgröße, enger Partikelgrößenverteilung und hoher Reinheit. Strahlmühlen sind in der Lage, diverse Materialien bis zu Mikrometer- oder sogar Nanopartikeln zu zerkleinern, was zu ihrer breiten Anwendung in zahlreichen Branchen führt.
Es gibt viele Arten von Strahlmühlen, jede mit unterschiedlichen Funktionsprinzipien und unterschiedlicher Effektivität beim Mahlen verschiedener Materialien. Daher ist die Auswahl der geeigneten Strahlmühle entscheidend. Strahlmühle Die Materialwahl ist entscheidend. Zu den gängigen Strahlmühlen auf dem Markt zählen Wirbelschicht-Strahlmühlen, Gegenstrahlmühlen, Flachstrahlmühlen (Scheibenstrahlmühlen), Rohrstrahlmühlen und Paddelstrahlmühlen. Aufbauend auf diesen Grundkonstruktionen lassen sich Methoden wie Inertgasschutz, Kryoluft oder Flüssigstickstoffkühlung integrieren, um die Mahlleistung der Strahlmühle zu optimieren.
Wie man die richtige Strahlmühle auswählt
Die Wirbelschicht-Strahlmühle ist der am weitesten verbreitete Mühlentyp auf dem Markt. Tatsächlich ist mit dem Begriff „Strahlmühle“ – sofern nicht anders angegeben – meist implizit dieser Mühlentyp gemeint. Wirbelschicht-Strahlmühlen werden häufig zum Vermahlen von Materialien wie chemischen Rohstoffen, Pharmazeutika, Kosmetika, Hochleistungskeramik und Magnetpulvern eingesetzt.
In einer Wirbelschicht-Strahlmühle wird das Mahlgut in einem gasexpandierten Zustand vermahlen. Die Temperatur in der Mahlkammer wird auf Raumtemperatur gehalten und steigt nicht an, wodurch sich die Mühle besonders für wärmeempfindliche Materialien eignet. Darüber hinaus vereint sie die Vorteile von Gegenstrahlmühlen. Der Gasstrom treibt die Partikel zu Hochgeschwindigkeitskollisionen an, wodurch die Mahlwirkung auf die Anlagenwände minimiert wird. Dies führt zu Vorteilen wie einer engen Partikelgrößenverteilung, hoher Mahlleistung, geringem Energieverbrauch, minimaler Produktverunreinigung und geringem Verschleiß. Wirbelschicht-Strahlmühlen eignen sich zum Vermahlen von Materialien mit einer Mohs-Härte von 9 oder höher.
Einer der größten Nachteile von Wirbelschicht-Strahlmühlen sind ihre hohen Kosten. Hinzu kommt, dass das Aufgabematerial fluidisiert sein muss, um von den Überschallstrahlen vermahlen zu werden. Daher muss das Aufgabematerial eine ausreichende Feinheit aufweisen. Die Korngröße des Aufgabematerials sollte typischerweise ≥ 30 Mesh betragen; je feiner das Rohmaterial, desto höher die Ausbeute.
Funktionsprinzip der Wirbelschicht-Strahlmühle für Pulver
Ein komplettes Mahlsystem besteht aus einem Hochdruckgasversorgungssystem, der Hauptstrahlmühle, einem Zyklonabscheider, einem Staubabscheider, einem Saugzugventilator und einem Schaltschrank. Gefiltertes Hochdruckgas wird mit Überschallgeschwindigkeit durch Laval-Düsen in die Mahlkammer eingespritzt. Nach dem Mahlvorgang werden feine und grobe Partikel durch das Klassiersystem getrennt. Partikel, die den Größenanforderungen entsprechen, werden stromabwärts aufgefangen, während grobe Partikel zur Weiterverarbeitung in die Mahlzone zurückgeführt werden.
Betriebsparameter der Epic Powder Fluidized Bed Jet Mill
Produktfeinheit: Kontrollierbarer Bereich von 2 µm bis 150 µm. Die Partikelgrößenverteilung lässt sich direkt über Frequenzumwandlung steuern. Es werden Partikelgrößen von D97 ≤ 2 µm mit hoher Präzision und enger Verteilung erreicht.
Partikelgröße des Aufgabematerials: ≥ 30 Mesh. Feinere Rohstoffe ergeben eine höhere Ausbeute; für gröbere Rohstoffe wird ein Vormahlwerk empfohlen.
Fütterungsmethode: Verwendet einen Trichter und eine frequenzgesteuerte Schneckenförderanlage für eine kontrollierte, quantitative Dosierung.
Entlademethode: Das gemahlene, qualifizierte Material wird mittels eines Staubabscheiders oder Zyklonabscheiders aufgefangen. Je nach Kundenwunsch können Austragsmethoden wie elektrische Austragsventile, pneumatische Absperrklappen oder manuelle Absperrklappen installiert werden.
Produktqualität: Die gesamte MQW-Serie von Strahlmühlen verwendet fortschrittliche technische Zeichnungen und europäisch/amerikanische Konstruktionsprozesse, wodurch ausgereifte Technologie, effizienter Betrieb und hohe Stabilität gewährleistet werden.
Arbeitsumfeld: Keine besonderen Werkstattanforderungen. Staubfreier und emissionsfreier Betrieb dank Unterdrucksystem.
Temperaturregelung: Die Strahlmühle gewährleistet eine konstante Temperaturregelung und ermöglicht so eine kontinuierliche Produktion rund um die Uhr das ganze Jahr über ohne Temperaturanstieg; maximale Temperatur ≤ 25°C.
Kundendienstgarantie: Alle Strahlmühlen der MQW-Serie werden mit einer 3-jährigen Garantie geliefert (ausgenommen Verschleißteile und elektrische Komponenten).
Qualitätssicherung: Alle Produkte des Unternehmens sind nach ISO 9001 qualitätszertifiziert und nach ISO 14001 umweltmanagementzertifiziert.
Gegen Jet Mill
Diese Anlage, auch bekannt als Gegenstrahlmühle oder Rückstrahlmühle, arbeitet mit zwei beschleunigten Materialströmen. Diese Ströme treffen auf Hochgeschwindigkeitsgase und kollidieren an einem bestimmten Punkt zur Vermahlung. Die feinen Mahlpartikel gelangen anschließend mit dem Luftstrom in einen externen Sichter. Durch die Wirkung des Sichterrotors werden sie vom Feststoff getrennt und bilden so das Endprodukt.
Da der Mahlmechanismus der Gegenstrahlmühle primär auf Hochgeschwindigkeitskollisionen zwischen Partikeln beruht – die Aufprallgeschwindigkeit entspricht der Vektorsumme der Geschwindigkeiten der beiden entgegengesetzten Gasströme –, erzielt sie eine hocheffiziente Mahlung. Diese Anlage zeichnet sich durch hohe Aufprallkraft, schnelle Mahlgeschwindigkeit und hohe Energieausnutzung aus und erzeugt feine Produktpartikel. Sie eignet sich besonders für die Vermahlung harter, spröder oder klebriger Materialien. Da ihr Funktionsprinzip auf dem Aufprall von Partikeln basiert, wird zudem der Verschleiß an festen Aufprallteilen durch Hochgeschwindigkeitsstrahlen vermieden, wodurch die Herstellung hochreiner Mikro-Nano-Pulver ermöglicht wird.
Flache (Scheiben-)Strahlmühle
Die Flachstrahlmühle, auch Scheibenmühle genannt, ist die weltweit älteste Strahlmühlenart. Die erste kommerziell nutzbare Flachstrahlmühle wurde 1934 von der US-amerikanischen Firma Fluid Energy entwickelt. Scheibenstrahlmühlen zeichnen sich durch ihren einfachen Aufbau und ihre unkomplizierte Bedienung aus; Demontage, Reinigung und Wartung sind sehr einfach. Sie verfügen zudem über eine Selbstklassifizierung und eignen sich zum Mahlen von spröden und weichen Materialien.
Der Nachteil des Scheibenstrahlmühle Beim Mahlen härterer Materialien kann die intensive Kollision und Reibung mit dem Material die Wände der Mahlkammer beschädigen und zu Produktverunreinigungen führen. Daher ist diese Methode für das Mahlen hochharter Partikel ungeeignet. Zudem geht in einer Flachstrahlmühle ein erheblicher Teil der Energie verloren; der Energieverbrauch steigt exponentiell mit abnehmender Produktfeinheit während des Mahlvorgangs. Materialien werden typischerweise nur bis zu einer Korngröße von etwa D50 = 1 µm verarbeitet.
Ein konventioneller Scheibenstrahlmühle Die Anlage verfügt über eine scheibenförmige Mahlkammer, die von 6 bis 24 Hochdruckdüsen umgeben ist. Sie beinhaltet außerdem einen Venturi-Zuführer und einen Produktabscheider. Das Aufgabematerial wird durch Gas in den Venturi-Zuführer befördert und dort auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt. Innerhalb der Kammer bewegt sich das Material in einem Hochgeschwindigkeitswirbel. Dies führt zu Kollisionen zwischen den Partikeln und zum Aufprall auf die Wände. Grobe Partikel werden zur weiteren Vermahlung nach außen geschleudert. Feine Partikel werden durch den Luftstrom zum Abscheider transportiert.
Umlaufrohrstrahlmühle
Die Umlaufstrahlmühle/Klassierer bietet bemerkenswerte Vorteile. Sie führt Mahlung und Selbstklassierung ohne externen Klassierer durch. Das Gerät ist kompakt und dennoch leistungsstark. Es eignet sich ideal für spröde, weiche Materialien und erreicht eine Korngröße von 3–0,2 µm bei minimaler Wandhaftung. Allerdings weist es auch entscheidende Einschränkungen auf. Die Innenwände unterliegen starker Erosion und Verschleiß durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit. Dies führt zu geringer Mahleffizienz und hohem Energieverbrauch. Daher ist es für die Verarbeitung härterer Materialien ungeeignet.
Die Umlaufrohr-Strahlmühle (Vertikal-Strahlmühle) ist eine weitere Art von Strahlmühle, die sich selbst klassifizieren lässt und typischerweise in solche mit konstantem und variablem Querschnitt unterteilt wird, wobei letztere heute am weitesten verbreitet ist. Die Hauptstruktur besteht aus einer ringförmigen Rohrleitung mit variabler Krümmung und variablem Durchmesser (O-förmig). Im Betrieb wird komprimiertes Gas mit hoher Geschwindigkeit aus dem Dosierinjektor ausgestoßen, wodurch in der Dosierkammer ein Vakuum erzeugt wird, das das Material automatisch ansaugt. Das Aufgabematerial wird anschließend durch ein Venturi-Rohr in die untere Mahlkammer der O-förmigen Schleife beschleunigt.
Mehrere Überschalldüsen injizieren Hochgeschwindigkeitsstrahlen in unterschiedlichen Winkeln in die Mahlkammer. Dadurch kollidiert, reibt und schert das Material, was zum Mahlvorgang führt. Das gemahlene Material gelangt mit dem Luftstrom in die obere Klassierkammer des O-förmigen Schleifensystems. Grobes Material wird durch die Zentrifugalkraft entlang des Außendurchmessers der Klassierschleife zurück in die Mahlkammer befördert, während feines Material mit dem zentripetalen Luftstrom aus der Schleife austritt und in einer spiralförmigen Kammer mit kleinerem Krümmungsradius einer Nachklassierung unterzogen werden kann.
Zielstrahlmühle (Paddelstrahlmühle)
In der praktischen Fertigung können Zielstrahlmühlen Zielplatten unterschiedlicher Form verwenden, die sich nach Materialeigenschaften und gewünschter Feinheit richten. Sie bieten eine gute Einstellbarkeit der Zuführungsrichtung. Ihre Mahlkraft ist relativ hoch, wodurch sie auch zähe Materialien verarbeiten können. Sie werden häufig zum Mahlen von Polymeren, niedrigschmelzenden, wärmeempfindlichen Materialien und faserigen, groben Materialien eingesetzt.
Zu den Nachteilen zählen die Anfälligkeit für Verschleiß und starke Erosion der Zielplatte und des Mischrohrs, was einen regelmäßigen Teileaustausch erforderlich macht. Dies kann zu Materialverunreinigungen führen. Die Partikelgrößenverteilung des Produkts ist tendenziell breiter, und der kinetische Energieverbrauch ist relativ hoch.
Diese auch als Einzelstrahl-Prallmühle bekannte Mühle nutzt einen Hochgeschwindigkeits-Gasstrom, um das Mahlgut zu transportieren und es auf bewegliche oder feste Zielplatten unterschiedlicher Form zum Mahlen aufprallen zu lassen. Zusätzlich prallen die Partikel mehrfach an den Wänden der Mahlkammer ab. Das gemahlene Material wird anschließend mit dem Luftstrom durch den Auslass in einen Sichter befördert.
Wir haben fünf gängige Strahlmühlentypen besprochen, wobei die Wirbelschichtmühle nach wie vor am häufigsten zum Einsatz kommt. Bei Bedarf an einer Strahlmühle wenden Sie sich bitte an Epic Powder Mill unter +86-157-6227-2120. Nun zur Auswahl des Mahlmediums.
Schutz vor Inertgasen
Viele moderne industrielle Prozesse beinhalten brennbare, explosive oder leicht oxidierbare Pulvermaterialien, die ultrafein vermahlen werden müssen. Um die Prozesssicherheit zu gewährleisten, werden in Strahlmühlen typischerweise Inertgase (wie Stickstoff und Argon) als Mahlmedium eingesetzt, um eine trockene Ultrafeinvermahlung zu erreichen. Im Betrieb wird die Strahlmühle zunächst durch kontinuierliche Zufuhr von Inertgas gespült, um die Luft zu verdrängen, bis der von einem Sauerstoffanalysator gemessene Sauerstoffgehalt einen voreingestellten Sicherheitswert erreicht. Anschließend wird die Zuführeinrichtung gestartet, um mit dem Vermahlen des Materials zu beginnen.
Kryogenes Strahlfräsverfahren
Für zähe Werkstoffe, die eine ultrafeine Vermahlung erfordern, kann ein kryogenes Vorkühlverfahren eingesetzt werden. Beim kryogenen Strahlmahlen wird primär flüssiger Stickstoff (bis zu -196 °C) als Kühlmittel für den Wärmeaustausch mit dem Material verwendet, wodurch dieses in einen spröden Zustand abgekühlt wird. Das versprödete Material wird anschließend im Mahlraum durch den Mahlmechanismus zahlreichen Stößen ausgesetzt und schließlich zu feinen Partikeln vermahlen. Die Feinheit des Mahlguts kann den Mikrometerbereich (600–2000 Mesh) erreichen. Um Kosten zu sparen, kann für Werkstoffe mit weniger strengen Anforderungen an die Kühl- bzw. Versprödungstemperatur vorgekühlte Luft aus Kältemaschinen oder Kaltluftgeneratoren für den Wärmeaustausch verwendet werden.
Das kryogene Strahlmahlverfahren wird derzeit häufig zur Feinstvermahlung niedrigschmelzender, wärmeempfindlicher Materialien in Branchen wie der Polymer-, Chemie-, Seltenerd-, Biologie-, Lebensmittel-, Pharma- und Gesundheitsprodukteindustrie eingesetzt. Es eignet sich auch zur Ultrafeinvermahlung brennbarer, explosiver oder oxidierbarer Materialien, ist jedoch im Allgemeinen teurer als die Verwendung von Schutzgasen.
Epic Powder ist Ihr Partner für Ihre Mahlanforderungen.
Wir von Epic Powder sind spezialisiert auf fortschrittliche Strahlmahlverfahren, die individuell auf Ihre Materialanforderungen und Produktionsziele zugeschnitten sind. Unsere Expertise umfasst das gesamte Spektrum der Wirbelschicht-, Scheiben- und anderer Strahlmahltechnologien, einschließlich Systemen mit integrierter Schutzgasatmosphäre und Kryotechnik. Wir wissen, dass die Wahl der richtigen Mahltechnologie entscheidend für optimale Produktqualität, Effizienz und Wirtschaftlichkeit ist.
Unser Ingenieurteam unterstützt Sie gerne bei der Auswahl der optimalen Strahlmühlenkonfiguration und der passenden Prozessparameter für Ihre Anwendung. Wir liefern Ihnen nicht nur leistungsstarke Anlagen, sondern auch umfassenden technischen Support und einen zuverlässigen Kundendienst.
Kontakt Episches Pulver Rufen Sie uns noch heute unter 86-157-6227-2120 an, um zu besprechen, wie wir Ihnen helfen können, in Ihren Pulververarbeitungsprozessen überragende Ergebnisse zu erzielen.