无机材料生产设备的应用与发展（5篇）

第一篇：无机材料生产设备的应用与发展

无机材料生产设备的应用与发展 —— 水泥烧成窑尾收尘设备

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摘要

随着《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2004）的实施，人们对新型干法水泥熟料生产线水泥窑尾使用电收尘器还是袋收尘器更加关注，在满足排放浓度≤50mg/Nm3的要求下，如何正确合理地选择窑尾收尘设备，做到既能满足环保要求又能产生更大的经济效益就显得尤为重要。本文以新型干法水泥熟料生产线为例，从一次性投资、维护费用和运行费用等几个方面对不同种类的窑尾收尘器进行了技术经济对比分析。

关键字：窑尾除尘设备 分类 技术 经济

一、前言

新型干法水泥生产线都将窑尾烟气用于原料烘干，同电收尘器一样，窑尾收尘系统包括了原料粉磨兼烘干设备的收尘。由于原料粉磨设备的生产能力大于窑的生产能力，所以窑尾袋收尘器也会经常工作在原料磨“停”和“开”两种工作状态，即所谓的“独立操作”和“联合操作”。窑尾烟气的特点是烟气温度高，粉尘粒径细，黏性大，含尘浓度高，粉尘比电阻高。对袋收尘器来说，比电阻不是问题，重要的是温度和湿度。一旦烟气温度超过滤料允许的正常使用值，轻则会缩短滤料寿命，重则会使滤料很快损坏，而袋收尘器的维护费用中滤料占了很大的比例。湿度大会增加粉尘的黏性而使清灰困难，轻则使滤料阻力上升，影响通风量，增加运行能耗，重则会使滤料失效而报废。

窑尾烟气温度一般为 350℃左右，应用袋收尘器时要进行降温，降温可以采用增湿塔、渗冷风和热交换器三种方法中的任何一种，只要方便控制，运行可靠，综合投资和运行成本低就行。在大多数情况下采用增湿塔比较合适，喷水量也不必要设计得如同用电收尘器那么大，在联合操作时还可以对温度进行调节。如采用冷却器，因窑尾粉尘粒径细、黏性大，要特别注意冷却管内壁的结垢，否则会影响降温效果。如采用渗冷风的方法，则应考虑渗冷风后增加的风量对袋收尘器和窑尾通风量的影响。窑尾烟气温度一般应降到滤料允许的正常工作温度以下 30℃～50℃，尽量不要工作在滤料允许的工作温度上限处，更不能工作在滤料的最高工作温度上。温度也不能降得很低，一则会增加运行能耗，而且温度低了还会造成糊袋，增加清灰难度，尤其在联合操作时更要注意[1]。

二、收尘设备的分类

1.重力收尘器 沉降室是这种收尘器的主要形式。当含尘气体进人沉降室后，气体速度变慢，粉尘颗粒由于自身的重力沉落在沉降室的底部，周期地或连续地被卸出。这种收尘设备压力损失小，但收尘效率低，可用作收集较大粉尘颗粒的第一级收尘(预收尘)，例如水泥厂的窑尾一般都设有沉降室。为了提高沉降室的收尘效率，可以装一些特殊的挡板，使气流改变几次方向，以降低气流速度。

2.离心力收尘器

这种收尘器利用含尘气体进人收尘器时所作的旋转运动而产生的离心力使气体和粉尘分开。净化后的气体由收尘器出风口排出，收集下来的粉尘经卸料处排出。离心力收尘器压力损失大，当净化粗粉尘颗粒(>50微米)时效率很高，可单独使用，而当收集含有细粒子的粉尘时可作预收尘用。这种收尘器有干式与湿式之分，干式的通称为旋风收尘器，湿式的主要形式是水膜收尘器。旋风收尘器根据在通风系统中的安装位置不同又分为压人式(即收尘器安装在通凤机之后)与吸出式(即收尘器安装在通风机之前)两种。

3.泡沫收尘器

作用原理是含尘气体由底部进人筒体，由于惯性力的作用，较粗大的颗粒落人筒底。当含尘气体通过多孔的筛板时与筛板上面的水接触，形成扰动较大的泡沫层，泡沫层就使含尘气体和液体的接触面大大地增加，借此达到气体水洛的目的。清洗气体的污水经收尘器底部的锥体排出。为防止清洗后的气体将水滴带到收尘器管道中，收尘器筒体的上部设有挡水板。

4.袋式收尘器

袋式收尘器是水泥厂广泛使用的高效率收尘设备，其作用原理是当含尘气体通过收尘器时，粉尘被滤袭阻留，净化后的气体由排风口排出，沉积在滤袋上的粉尘颗粒通过各种清灰方式使其沉降在集灰斗而被卸出。

5.颗粒层收尘器

它的作用原理是使含尘气体通过用普通物料(如石英、石灰石、矿渣等)颗粒组成的颗粒层时，由于碰撞、扩散，阻留及静电作用，使粉尘沉积于颗粒层表面和颗粒层之中。随着粉尘不断地积聚，捕集微细粉尘的效果愈好，但颗粒层阻力也随之增大。当阻力增大到一定值后，用反吹、搅动或振动等方式，将积聚于颗粒层表面及颗粒层之中的粉尘排人积灰斗进行回收，使颗粒层获得再生，阻力恢复原状。

颗粒层收尘器具有耐高温，耐腐蚀、收尘效率高、结构简单、维护方便等优点，是一种很有发展前途的新型高效率收尘器，少数水泥厂已在熟料破碎机及烘于机上使用，效果甚好。颗粒层收尘器的主要缺点是不能适应潮湿物料的收尘，因含尘气体湿度大时，会使颗粒层堵塞。

6.电收尘器

电收尘器的收尘过程是使气流中的粉尘颗粒荷电，然后在单向电场强力作用下使尘粒沉积于接地沉尘极的表面上。电收尘器具有收尘效率高、耐较高的温度、处理风量大、阻力小、维护简单等优点。其缺点是投资费用大、钢材耗用量大、要求有较高的操作水平。

电收尘器在水泥厂主要应用在回转窑与烘干机的收尘，也有应用在干法原料磨及水泥磨的[2]。

三、窑尾收尘装置的应用现状及发展趋势

由于世界各国对于居民区大气中粉尘允许浓度有不同的规定，所以各国水泥工业选用的收尘器也各有其特点。

水泥厂窑尾粉尘排放量约占排放总量的 1/3 以上，降低窑尾污染物的排放，对保护水泥厂的大气环境至关重要。目前窑尾收尘系统采用电收尘器的粉尘排放浓度，多数达 不到国家排放标准，其中因素很多，情况也很复杂，归纳起来，主要有以下几个方面：

（1）设计选型不当

有的设计者在选用电收尘器时，只是根据厂家产品样本中所标明的风量和截面积来确定电收尘器的规格，而不考虑烟气和粉尘的性质以及收尘极板总面积等主要因素。

（2）处理烟气量增大

现在不少水泥厂为了提高窑的产量，对原有的生产线进行了技术改造，如将湿法生产改为干法生产、改造现有的预热器、增设分解炉和扩大回转窑烧成带等。经技术改造后，相应风量也增大，而电收尘器的规格未相应扩大，致使收尘效率降低，粉尘排放浓度达不到国家排放标准。

（3）窑尾收尘系统发生变化

新型干法水泥生产线一般将窑尾烟气用于原料烘干，所谓的窑尾废气处理系统实际上是包括原料粉磨兼烘干设备的收尘系统。这一措施可一举两得，既烘干了物料，节约了能源，又对烟气进行了调质，降低了粉尘的比电阻。但是由于原料粉磨设备的生产能力大于窑的生产能力，因而窑尾电收尘器会经常工作在原料磨“停”和“开”两种工作状态，即所谓的“独立操作”和“联合操作”。但是近些年来，由于国家严格要求企业执行节能减排的政策，所以水泥行业大力推行低温发电技术，因此窑尾收尘系统相应有所变化，使得窑尾收尘系统更为复杂，给电收尘器的运行带来更多的不确定因素，这也是部分窑系统电收尘器不达标的主要原因之一。

水泥窑袋收尘器的发展，主要取决于滤料的发展，尤其是覆膜滤料的发展。随着覆膜技术的发展，产品价格的下降，玻璃纤维覆膜滤料将会在水泥窑袋收尘器上得到广泛地应用采用玻璃纤维覆膜滤料，过滤风速可由传统的0.5m/s、提高到0.8m/s，袋收尘器的体积会明显减小，阻力大幅降低通气量上升滤袋的寿命可提高到3年以上总造价将基本上与采用传统玻璃纤维滤料的袋收尘器接近。

玻纤针刺毡覆膜滤料将使得脉冲喷吹式的外滤式袋收尘器可以应用于水泥窑采用玻纤针刺毡覆膜滤料可使袋收尘器的过滤风速高达1~1.2m/s、袋收尘器体积更小，清灰强度高，通气量大，系统通风量稳定。

四、收尘设备最新研发实例

多年来，我们在收尘技术的研究开发方面取得了一系列成果，较好地解决了回转窑、冷却机，煤磨系统、水泥磨等主要生产环节的烟尘污染。通过引进、消化吸收德国鲁奇公司电收尘器技术和关国富乐公司的袋收尘技术，使得我们的收尘技术达到国际先进水平。

今后环保工作应从以下几方面着手完善：

(1)加快小型皮带机转运点收尘的研究。皮带机转运点由于地方狭窄，收尘器的体积和维护空问都受到一定限制，所以要求我们尽快提供一种小巧的收尘器，以满足生产的需要。

(2)进一步降低电收尘器的设备币，减少设备投资。十多年来，随着技术的不断进步，我们已经将2000 t/ d的配套电收尘器重量由840 t逐步降至410 t。今后通过进一步优化收尘器的设计，将现有的重量再下降15%~20%，以降低电收尘器的成本。

(3)采用新型滤料进一步提高袋收尘器性能。

目前PPDC气箱脉冲袋收尘器的滤袋，基本上配用涤纶针刺毡滤料。实验表明，这种滤料在烟气含尘浓度较低时使用效果较好，但在带O一Sepa选粉机的水泥磨系统中，烟气含尘浓度高，收尘器阻力大(有时高达3400Pa)，严重影响了磨机的产量，所以改进滤袋材质就显得十分重要。例如70年代初期，美国戈尔公司首创了覆以膨体聚四氟乙烯薄膜的滤料，90年代上海凌桥环保设备厂也研制成功了这种类型的滤料，由于聚四氟乙烯材质具有化学稳定性好，摩擦系数小，易形成光滑表面，可耐250一300℃高温等优点，制成的薄膜上微孔数目多且孔径小，使用覆以这种膜的滤料，可接近实现真正的表面过滤，因而可使滤尘效率提高到99.99%以上，粉尘几乎都被滤于表面，膜面光滑，粉尘剥离效率高，阻力低且稳定，能耗低，滤袋寿命长。收尘时可以选用较高的过滤风速，与相应的滤料基底相配合，可提高滤料的耐温、耐酸碱腐蚀、憎水等性能，增强滤料的适应性，扩大应用范围。

五、结语

水泥窑的粉尘排放量占水泥厂总粉尘排放量的7000，水泥窑用袋收尘器的研制开发成功，对改善水泥厂的环境面貌作出了贡献，应该大力推广，但与电收尘器相比，仍存在着体积大，阻力高的缺点，随着覆膜滤料的发展和普遍采用，这一缺点将逐渐被克服。

电收尘器电费是运行费用的主要部分。袋收尘器电费和维护费用是运行费用的主要部分。维护费用高，主要是因为滤袋和脉冲阀(特别是滤袋)使用寿命有限，更换成本高。当排放浓度要求≤50mg/Nm3时，窑尾在线脉喷袋收尘器比电收尘器设备一次性投资高4.12%，运行费用高30.41%。

参考文献

[1]新型干法水泥生产线上袋收尘器的合理选用,吴忠魁,中国水泥 2007.10 [2]水泥厂的收尘设备及其选型问题,干祖德,1994~2014 [3]袋收尘器在水泥窑上的应用,石 岚,中国建材装备，2000 [4]浅议水泥厂窑尾“电”改“袋”技术，李勇，王林，水泥技术，2013 [5]水泥工业除尘技术的现状与展望,林 宏,水泥技术 1997

第二篇：《无机材料工艺与设备》习题及答案

绪论、第一、第二章 复习思考题

1.设计工作的重要性。工艺设计在建材工厂设计工作中的地位。2.工艺专业在设计中的主要任务是什么？

3.工程建设的基本建设程序是哪些？其中哪些属于基本建设前期工作？前期工作有何重要性？

4.工厂厂址选择的重要性。厂址选择分哪两个阶段及考虑的主要因素是什么？对厂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.设计阶段的划分及各阶段的作用是什么？

7.初步设计应满足哪些方面的需要（即初步设计的作用）？ 8.初步设计文件由哪几部分组成？其中工艺设备表有何作用？ 9.初设说明书中说明生产工艺的内容包括哪些？

10.初设阶段工艺设计的图纸和工艺设计基础资料有哪些内容？ 11.工艺施工图设计的主要内容及应满足的深度要求是哪些？ 12.建材工厂总平面设计的任务是什么？

13.建材工厂总平面设计的主要内容有哪些？其中竖向布置设计的任务有哪些？ 14.建材工厂总平面设计的基本原则有哪些？ 15.工厂总平面布置图图面内容有哪些？

16.建材工厂总平面图的主要技术经济指标有哪些？其中K、L两系数分别反映什么？

17.风玫瑰图表示什么？为何进行总平面图设计时，对该图要给予足够的重视？

第三章复习思考题

1.了解工艺设计的程序。

2.工艺设计的基本原则有哪些？为何强调处理好工厂生产与各种物料储备的关系？

3.工艺平衡计算包括哪些？其中物料平衡计算的目的和内容是什么？ 4.了解建材工厂的工作制度及其作用。

5.主机平衡计算的依据和计算方法(年平衡法)。

6.设备利用率(利用系数)指的什么？为何对其要注意合理确定？ 7.选择车间工艺流程的原则有哪些？为何强调不同方案的分析对比？ 8.主机选型的一般步骤是怎样的？标定主机生产能力的主要依据有哪些？ 9.主机选型应主要考虑哪些因素？

10.了解常用辅机的选型要求。认识建材工厂常用的生产附属设备，了解其工作原理和使用要求。

11.了解建材工厂常用除尘器类型及其性能特点。12.除尘器选型时主要考虑哪些因素（或问题）？

13.为什么除尘系统通常采用负压操作，而不采用正压操作？

14.车间工艺布置设计需要哪些基础资料？其中全厂生产车间总平面轮廓图有何作用？

15.了解厂房布置的内容和要求。

16.工艺设备布置的核心是什么？了解对车间工艺布置的常规要求。

第四章复习思考题

1.影响破碎系统选择的主要因素是什么？ 2.破碎比指什么？有何重要性？

3.破碎设备选型依据是什么？ 4.了解常用破碎设备的技术特性。5．破碎车间工艺布置形式及其特点。6.破碎车间工艺布置应重点考虑哪些问题？

7.了解水泥厂生料粉磨、水泥粉磨主要工艺流程及设备。8.选择粉磨流程与设备需要考虑哪些因素？

9.辊压机用于水泥粉磨有哪些工艺流程？辊压机目前为何没取代球磨机用于水泥终粉磨？

10.循环负荷率指的什么？对于水泥粉磨为什么应控制在合理范围内？ 11.物料配料入磨主要有哪两种布置型式？各有何特点？ 12.球磨机磨内通风有何作用？其通风量如何确定？

13.常用选粉机有哪些类型？各有何特性？

离心式结构简单、设备费用低、安装空间小、运转可靠，但产品细度调节范围窄、需大幅度调节时要停机进行、选粉效率低；旋风式风叶磨损小、运转平稳、调节细度方便、选粉效率较高，但设备占用空间大、单位产品的设备投资和电耗较高；O-Sepa选粉效率高、可较大范围调节产品细度、颗粒级配合理、能将高浓度含尘气体作分选气流使用、机体小、重量轻、维修简单。

14．粉磨系统的收尘：①含尘气体特性？②收尘系统的设计主要取决于什么？如何核算除尘排出的气体符合排放标准？

15．在磨机、磨房的工艺布置中应注意哪些事项？

一二章、1、工艺专业在设计中的主要任务是什么？ 答：工艺专业是主体专业、是龙头

工艺设计的主要任务：

确定工艺流程，进行工艺生产设备的选型和 生产线的工艺布置。

3.工程建设的基本建设程序是哪些？其中哪些属于基本建设前期工作？前期工作有何重要性？

答：(1)包括编报项目建议书、进行可行性研究、初步设计、施工图设计、投资计划、开工报告、施工建设及试车、竣工验收

(2)基本建设前期工作主要包括：提出项目建议书、编制可行性研究报告、进行初步设计和编制工程概算，以及按照管理权限提请有关单位审批等。

(3)它是整个工程项目建设的基础，其工作好坏直接影响投资效果，将其看成是决定投资命运的环节。

4.工厂厂址选择的重要性。厂址选择分哪两个阶段及考虑的主要因素是什么？对厂址的基本要求有哪些？

答：(1)建材工厂厂址选择是基本建设前期工作的重要环节，是一项政策性和技术性很强的综合性工作。厂址选择是否合理直接影响到工厂建设投资、建设速度，也将长期影响工厂投产后的生产成本、经营管理和工厂今后的发展。

(2)厂址选择分地区位置的选择和具体厂址的选择。主要考虑：整体的工业布局，原料和销售市场（地区），主要原料基地，交通运输，厂址地形、面积，工程地质与水文地质条件，电源、水源情况，与其它方面的协作等。

(3)基本要求：1）厂址应靠近主要原料基地；

2）厂址要有良好的交通运输条件；

3）厂址必须有足够的建厂场地；

4）厂址附近应有充足的水源；

5）厂址附近要有可供接线的输电线路；

6）厂址要有较好的地形和工程地质；

7）厂址要有较强的防洪能力；

8）工厂应力求减少对环境污染。

5.可行性研究的作用是什么？

答：1）作为确定建设项目和编制计划任务书的依据；

2）作为筹划银行贷款和国家拨款的依据，以有利于国家进行宏观控制，选择拨款投向；

3）研究结论可以在项目设计中应用，并作为采用新技术的决策依据；

4）作为与建设项目有关的各部门签订合同和协议的依据。

7.初步设计应满足哪些方面的需要（即初步设计的目的）？

初步设计主要解决重大原则、方案和总体规划方面的问题。目的是为了在特定的（建设场地、资源、原燃材料供应、供电供水、工程地质、交通运输、水文气象等）条件下，阐明拟建工程在技术上的选型配置与可能性和经济上的合理性。并通过对拟建工程作出的技术与经济的基本规定，编制项目概算。

8.初步设计文件由哪几部分组成？其中工艺设备表有何作用？

答：

1、⑴初步设计说明书；⑵初步设计图纸（包括工艺流程图）；⑶各专业设备材料表；⑷工程概算书

2、⑴主机及部分标准设备订货的依据；⑵为其它专业提供设计基础资料；

⑶为工程概算的编制提供数据。

10.初设阶段工艺设计基础资料有哪些内容？

答：⑴可行性研究报告及其批准文件；⑵原材料资源勘察报告；⑶建设厂址地形图（比例为1∶1000）；⑷建设厂址的工程地质勘探报告；⑸建厂地区水文气象资料；⑹原料、燃料供应协议书；⑺水源、水质资料；⑻供电协议书及电源资料； ⑼当地环保、劳动、安全、卫生、消防等部门的有关规定与要求；⑽对于改建、扩建工程，所涉及现有车间的实际生产情况、各专业的竣工图纸资料、相应改扩要求等。

12.建材工厂总平面设计的任务是什么？

答：工厂总平面布置设计的任务：根据生产工艺要求，结合场地自然条件，合理布置全厂的建筑物、构筑物、道路以及地上和地下的工程管线，确定它们的平面和竖向的相互关系位置，使之成为一个有机的生产整体。经过建筑艺术处理，辅以绿化、美化设施，使职工有一个良好的劳动和工作环境，从而使工厂发挥生产的最大效能。

13.建材工厂总平面设计的基本原则有哪些？

答：(1)必须充分满足工艺流程的要求；(2)进行适当的功能分区；(3)应尽可能缩小工厂占地面积；(4)根据地形合理确定设计标高(5)

向；(6)应具有合理的建筑艺术；(7)根据工厂的发展规划，考虑工厂今后发展的可能。

14.工厂总平面布置图图面内容有哪些？

答：平面布置、竖向布置、土方工程、运输设计、管线汇总、建厂地区的雨水排出设计等。

15.建材工厂总平面图的主要技术经济指标有哪些？其中K、L两系数分别反映什么？

答：

1、⑴

厂区用地面积；⑵ 建筑物和构筑物占地面积；⑶ 道路（以及铁路）和地上、地下工程管线的长度；⑷ 露天仓库、堆场占地面积； ⑸围墙长度；

⑹ 绿化面积（率）；⑺ 建筑系数；⑻ 厂区利用系数

2、建筑系数（K）： 指各种建筑物、构筑物、仓库、露天堆场和栈桥等的占地面积与厂区总面积之比值。

厂区利用系数（L）： 指所有一切建筑物、构筑物、堆场、铁路、道路、人行道、地下工程管线和构筑物散水坡等的占地面积与厂区总面积之比值。16.风玫瑰图表示什么？为何进行总平面图设计时，对该图要给予足够的重视？ 答：

1、风玫瑰图表示某地区风向频率统计，所示风向是由外边吹向中心，向心线最短的风向，即表示频率最小风向。

2、一般在选择厂址及作总平面布置设计时，往往以夏季主导风向为一句，因为夏季气温高，建筑物大多门窗敞开，因而粉尘及废气的污染严重。如在山区建厂，应对所选厂址局部地区风向作详细调查，以便在选择厂址及进行工厂总平面设计时，尽量避免或减轻对附近城镇居民点及本厂区的污染。

第三章

2.工艺设计的基本原则有哪些？为何强调处理好工厂生产与各种物料储备的关系？

答：

1、⑴ 根据设计任务书规定的产品品种、质量、规模进行设计 ⑵ 合理选择工艺流程和设备

⑶ 处理好工厂生产与各种物料储备的关系 ⑷

为生产挖潜和发展留有余地 ⑸

合理考虑机械化、自动化装备水平⑹

重视环境保护，减少污染

⑺

方便施工、安装，方便生产、维修

2、原因是：工厂生产要求长期连续运转，而很多主要生产设备则需要一定的时间进行计划检修；生产往往受各种复杂条件的制约，如厂外运输、气候变化等；有的半成品、成品从生产工艺和质量检验角度需要一定的时间。

3.物料平衡计算的目的是什么？

答：⑴ 得到从原料进厂直至成品出厂各工序所需处理的物料量，作为确定车间生产任务，设备选型，以及人员编制的依据；

⑵ 得到各种原料、辅助材料、燃料的需要量，作为总图设计中确定运输量，运输设备和计算各种堆场、料仓（库）的依据；

⑶ 为计算水、电、蒸汽和劳动力的需要量，确定原材料、燃料等的单位消耗指标，计算产品成本等提供依据。

5.主机平衡计算的依据

答：⑴ 物料平衡计算结果； ⑵ 车间工作制度； ⑶ 采用的工艺流程 6.设备利用率(利用系数)指的什么？为何对其要注意合理确定？

答：

1、至每设备实际使用时间占计划使用时间的百分比，是设备的使用效率。

2、定得过高，会造成设备长期处于紧张工作状态，使设备得不到应有的维修，有时甚至影响工厂整个工艺生产线的连续正常运转；定得过低，主机设备能力得不到充分发挥，也给生产带来损失和浪费。

8.主机选型的一般步骤是怎样的？标定主机生产能力的主要依据有哪些？ 答：

1、(1)确定车间工作制度、选取设备的年利用率；(2)计算主机要求小时产量；(3)选择主机的型号、规格；(4)标定主机的生产能力；(5)计算主机的数量；(6)核算主机的实际利用率。

2、是：定型设备的技术性能说明、经验公式的推算与同类型同规格生产设备的实际生产数据对比。

13.为什么除尘系统通常采用负压操作，而不采用正压操作？

答：负压操作是将风机设在除尘机后面，运行时除尘器内呈负压状态；正压操作是将风机设在除尘机前面，运行时除尘器内呈正压状态。正压操作时容易使含尘气体起初收尘器外，污染工作环境。而且鼓风机叶轮容易磨损。因此……

14.车间工艺布置设计需要哪些基础资料？其中全厂生产车间总平面轮廓图有何作用？

答：

1、(1)工艺平衡计算；(2)工艺计算及主机设备选型；(3)工艺流程图；(4)全厂生产车间总平面轮廓图；(5)设备选型图册和样本；(6)同类型工厂生产车间工艺布置参考图。

2、作用为：表示各车间相对位置，初步解决各个生产车间的平面位置关系。工艺人员根据本车间在总平面上的位置，生产工艺流程和物料进出方向确定本车间方向，厂房跨距和柱距。

第四章

2.破碎比指什么？有何重要性？

答：

1、破碎系统的进料最大块度与出料粒度之比称为该破碎作业的破碎比

2、表示物料粒度减小的程度，是破碎机和破碎系统的基本参数。

3.破碎设备选型依据是什么？

答：⑴ 主机平衡计算确定的破碎车间要求小时产量。可据此确定破碎机的规格与台数。

⑵ 物料的物理性质，即物料的硬度、块度、形状与杂质含量、含水状况等。据此选择破碎设备的型号。

5．破碎车间工艺布置形式及其特点。

答：车间通常有三种竖向布置形式：台阶式、平面式和地坑式。

台阶式充分利用地形，高进低出布置紧凑，土石方工程量小，生产使用方便。平面式和地坑式都是平坦地形采用的布置形式，多用于厂区内布置。由于进料和主机都在地面上，平面式需要有较长的输送给料设备。地坑式土石方工程量大，且要求地下水位较低时才宜采用。

9.辊压机为何没用于水泥终粉磨以取代球磨机？

答：由于辊压机终粉磨选粉机的粗料粒度较粗，可以直接大量回入辊压机。因循环量较大，再循环量约为3～5倍，要求辊压机的能力很大。一定能力下，则系统产量受限。

10.循环负荷率指的什么？对于水泥粉磨为什么应控制在合理范围内？ 答：

1、是指选粉机的粗粉量与磨机喂料量之比，即粗粉（回料）量与细粉（成品）量之比。

2、L应控制得当，不宜过高或过低。如过低，选粉效率可以提高，但过粉磨量增加，粉磨产量下降；如过高，选粉效率有所降低，虽可得到高产量，但成品过于均匀，细粉量的减少对水泥早期强度不利，而且选粉和物料输送的能耗相应增加。因此，对于一定的生产方式、粉磨流程和磨机结构，欲达到优质高产低消耗的目的，L应控制在合理范围内。

11.物料配料入磨主要有哪两种布置型式？各有何特点？

答：

1、物料配料入磨主要有两种布置型式：磨头仓配料、库底配料。

2、磨头仓配料是在磨头设置配料小仓分仓备料，集中配料入磨。这种布置型式有利于集中控制，可及时调整流量和配比；

库底配料是在各种物料库底分别设置计量配料设备，向同一胶带输送机按比例供料。该胶带输送机直接向磨机供料，不需再设中间储仓。这种布置型式可简化工艺流程。

12.球磨机磨内通风有何作用？

答：① 冷却磨内物料并改善其易磨性；

② 及时排出磨内水蒸气，降低糊球和阻塞篦孔的发生；

③ 消除磨头冒灰，改善环境卫生。

第三篇：新型无机材料的创新与发展

新型无机材料的合成与应用

姓名：李 猛

学号：52100602003

摘要：本文简单介绍了新型无机材料的分类、特点、应用等基本情况，着重强调了近年来的创新和发展及其巨大的应用价值和发展潜力。关键词：无机材料 合成 应用 1 前言

无机材料是多种元素以适当的组合形式所形成的无机化合物。无机材料一般可以分为传统无机材料和新型无机材料两大类。传统无机材料指以二氧化硅及其硅酸盐化合物为主要成分制备的材料，因此又称硅酸盐材料。新型无机材料指新近发展起来和正在发展中的具有优异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、硅化物以及各种非金属化合物经特殊的先进工艺制成。

新型无机材料为高技术密集型材料，具有以下显著特点[1]：（1）新型无机材料以经典和现代科学理论为基础；（2）综合运用现代先进的科学技术，多学科交叉，知识密集，与现代社会密切相关，具有特定的功能、结构，突破关键技术，能够充分实现材料的价值；（3）品种较多，生产规模一般较小，更新换代快，技术保密性强，发展迅速，具有一定的针对性；（3）高投入、耗时长、高风险、高技术、高性能、高产值、高效益。2 新型无机材料的创新和发展

新型无机材料可以根据各方面的因素，采用混合分类法，以应用为主线，分为新型陶瓷材料、纳米材料、新能源材料、半导体材料以及其他等几个领域。这几个领域在诸多情况下是相互交叉、彼此关联的。2.1 新型陶瓷材料

传统陶瓷主要采用天然的岩石、矿物、粘土等材料做原料。而新型陶瓷则采用人工合成的高纯度无机化合物或者精制的高纯天然无机物为原料，在严格控制的条件下经成型、烧结和其他处理而制成具有微细结晶组织的无机材料。它具有一系列优越的物理、化学和生物性能，其应用范围是传统陶瓷远远不能相比的，这类陶瓷又称为特种陶瓷或精细陶瓷。

新型陶瓷材料主要有电解质陶瓷、压电陶瓷、敏感陶瓷、铁电陶瓷、超导和磁性陶瓷、纳米陶瓷等种类，在国防、航空航天、能源、电子、机械、汽车、生物医药等领域有着重要的应用。以航空航天为例，随着航空航天技术的不断发展，对耐高温材料提出了越来越高的要求，传统材料已经无法满足这种需求。当前，对高温结构陶瓷的研究主要集中于SiC、Si3N4、Al2O3和ZrO2等，其中尤以Si3N4高温结构材料最为引人注目[2]。它们具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、质量轻等优异的综合特性。

近年来，Ti3AlC2这种新近发展起来的新型陶瓷材料也逐渐引起了人们的注意[3]。它兼具金属和陶瓷的优良性能，耐氧化、抗热震、高弹性模量、高断裂韧性，更为重要的是在高温下具有良好的塑性并能保持比目前最好的硬质合金还要高的强度，易加工、质量轻并且有良好的自润滑性能，在除了航空航天上的巨大应用价值之外，还在新一代电刷和电极材料等领域有着很好的前景。

目前，新型陶瓷材料的主要发展和创新方向有：陶瓷膜材料、陶瓷基复合材料、金属陶瓷、陶瓷涂层、纳米陶瓷、梯度陶瓷材料、仿生层状复合陶瓷材料等。相信，随着新型陶瓷材料的不断发展，其必将在推动社会发展、科技进步上起到更大的作用。2.2 纳米材料

纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料[4]。纳米材料能够体现出小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道等纳米效应，使得纳米材料的性能优越于粗晶粒组成的传统材料，拥有一些特殊的性质，并在催化、生物医药、机械、电子、能源等诸多方面有着重要的应用[5,6]。作为21世纪的重要学科，无机纳米材料的研究开发和应用必将对其他学科、产业、社会产生重大的影响。

纳米材料的小孔径效应和表面效应与化学电源中的活性材料非常相关，作为电极的活性材料纳米化后，表面增大，电流密度会降低，极化减小，导致电容量增大，从而具有更良好的电化学活性。特别是最富特征的一维纳米材料纳米碳管在作为新型贮锂材料、电化学贮能材料和高性能复合材料等方面的研究己取得了重大突破，因而开辟了全新的科学研究领域[7]。纳米微粒作催化剂可以控制反应时间、提高反应效率及反应速度、决定反应路径、有优良的选择性和降低反应温度的特性，主要有金属（Ag、Pd、Pt、Fe等）、复合金属（多种金属负载与多空载体上）、相关化合物（MoS、ZnS等）。在生物医药上，科研人员已经成功地利用纳米SiO2微粒进行细胞分离，用金纳米颗粒进行定位病变治疗，减少了副作用。纳米涂料实现防紫外线辐射、抗降解、变色、杀菌保洁的功效，纳米级二氧化锡等可以与树脂复合，作为静电屏蔽涂层[8]。2.3 新能源材料

能源是人类社会进步的基础，能源结构的重大变革引起并促进了人类社会的革命性进步。从近现代的第一次工业革命的蒸汽机的应用、第二次工业革命的电力的应用、第三次工业革命的核能的应用，一直到现在正在发生的第四次工业革命中新能源的大规模开发、应用、推广，无不如此。随着时代的发展，原来作为人类社会发展的主要动力的化石能源正在日益枯竭，并造成了巨大的环境污染，引发了人们必须面对的巨大的生存危机，新能源的出现正在逐渐缓解这种危机，并注定在将来成为社会新的主要推动力。新能源的开发是以材料作为基础的，材料可以提高储能和能量转化效果，决定新能源的性能、安全性及环境协调性，决定了能源的投资和运行成本，并且可以将诸多的不适于大规模应用的能源转化成为可以广泛利用的新能源，如现在可以利用催化剂、电解质使氢与氧直接反应产生电能，应用于电动车等领域。

氢作为一种洁净的新能源受到了广泛的关注，但是其储存却成了很大的问题，近年来发展起来的固体无机物储氢材料为解决这一问题提供了很好的路径，浙江大学的林仁波等[9]发现，球磨2h无水CaCl2样品在温度20℃和氨压0.55MPa的条件下，15min内即可完全氨化，形成CaCl2(NH3)8，其吸氨量可达55.1wt％，相当于储氢量9.72wt％，CaCl2(NH3)8在20—300℃的范围内可通过三步反应实现完全脱氨，脱氨反应受温度和压力控制，其中6个NH3分子在常温、常压下即可脱附，如果与NH3分解催化剂联用，可能是一种较好的以NH3为介质的高容量储氢材料。球形纳米晶LiFeP04作为良好的正极材料，具有原料廉价、结构稳定、安全性高、循环和热稳定性明显优于其他材料等优点，同时Li4 Ti5 012作为负极材料具有充电平稳、首次库仑效率高、循环稳定性好等特点，二者的结合在1C倍率下的循环比容量分别高达140和130mAh/g，是组成高安全性动力锂离子电池的热点[10]。此外，新型无机材料钒掺杂纳米TiO2薄膜在太阳能电池的应用等都取得了很大的进展。2.4 半导体材料

通常来说，半导体是指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，电阻率一般在104~1010Ω·cm之间。半导体材料是半导体器件的物质基础，从家用电器、太阳能到计算机、人造卫星，半导体材料与国民经济的发展、人民的日常生活息息相关，承担着信息交流、沟通等重要作用，也是目前无机新材料中取得最为迅速发展的科学与技术之一。

作为第三代半导体材料的典型代表，宽禁带半导体氮化镓(GaN)具有许多硅材料所不具备的优异性能，它具有禁带宽度宽、临界击穿电场强度大、饱和电子漂移速度高、介电常数小以及良好的化学稳定性等特点，是高频、高压、高温和大功率应用的优良半导体材料，在民用和军事领域具有广阔的应用前景，南加州大学研究了SiO2作为钝化层对高压AlGaN/GaN HEMT的影响，实现了击穿电压930 V，比导通电阻为2.43 mΩ·cm2的高压器件[11]。窄禁带的锑化物半导体材料近年来被国际上公认为第三代超高速、超低功耗集成电路和第三代焦平面阵列红外探测器的首选材料体系，而固体红外激光器在气体环境监测、化学物品探测、生物医学诊断、卫星遥感技术等领域中都有十分重要的应用。锑化物材料的禁带宽带正好对应于2～5μm中红外波段的大气窗口，是开发工作于该波段激光器的重要材料。研究和开发高性能的新型锑化物基红外激光器是近年来非常活跃的研究课题，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 其他新型无机材料

新型无机材料中还包含有环境材料、特种玻璃、人工晶体、多孔材料、无机纤维、薄膜材料、生物材料等等一系列方面和领域，它们之间往往没有清楚的界限，互相之间有所包容，这或许就是无机新材料得到迅速发展、应用广泛的奥秘所在吧。3 新型无机材料的展望和趋势

1、新型能源转换和储能材料：主要在电动汽车和混合动力车等新一代环境和谐型交通工具和如风能等新能源的发展上。

2、新型光电子材料及器件：集中在信息技术数字化、网络化、超大容量信息传输、超高密度信息储存、信息防破译传输方面发挥巨大作用，如量子通讯技术。

3、生物医用材料：除了人工骨、人工牙齿、HAP陶瓷、心脏瓣膜与血管支架等生物材料之外，还将利用特种纳米粒子，进行细胞分离、染色，生物探针标记及利用纳米制成药物或新型抗体进行临床疾病诊断、靶向治疗。

4、信息功能材料：主要应用于信息技术中，材料的制作将向着微型化和智能化方向发展，在新一代移动通讯及数字化信息技术中，能扮演重要角色。

5、复合智能型材料：在未来汽车工业、高速列车、航空航天等领域上，对新一代拥有轻质高强、高韧、自修复、自洁净、可感知等性能的复合材料提出了要求。

6、纳米无机材料：主要集中在光子电子纳米信息材料；纳米发光材料；纳米结构器件设计等方面。这类材料有可能成为下一代微电子和光电子器件的核心，以及新一代发光器件。

参考文献

[1] 杨华明等．新型无机材料［M］.北京：化学工业出版社，2005年．

[2] 王淑梅等.新型陶瓷材料的特性和技术发展［J］.江苏陶瓷，2004,37（3）：1~3.[3] 陈秀娟等.Ti3AlC2陶瓷材料研究进展［J］.粉末冶金工业，2008,18（4）：40~43.[4] 张一，田甜.无机纳米材料的生物催化活性.科学通报.2014 [5] 李广社.无机纳米材料的特殊结构与性能.中国化学会第29届年会第33分会纳米材料 合成与组装.2014 [6] 张金超，杨康宁.碳纳米材料在生物医学领域的应用现状及展望.化学进展.2013 [7] 杨朝俊.浅析纳米材料在电池中的应用［J］.硅谷，2008（5）：60.[8] 朱世东等.纳米材料国内外研究进展Ⅱ［J］.热处理技术与装备，2010,31（4）：1~8.[9] 林仁波等.新型氨基储氢材料CaCl2的性能研究［J］.无机材料学报，2008,23（5）：1059~1062.[10] 高剑等.球形纳米晶LiFeP04和Li4 Ti5 012的制备及电池研究［J］.无机材料学报，2009,24（1）：139~141.[11] 张波等.氮化镓功率半导体器件技术［J］.固体电子学研究与进展，2010,30（1）：1~8.[12] 刘超等.锑化物半导体材料与器件应用研究进展［J］.半导体技术，2009,34（6）：525~529.

第四篇：无机非金属材料的研究进展及应用

无机非金属材料的研究进展及应用

学号：1203031001

姓名：彭冲

班级：无机非金属（1）班

摘要：无机非金属材料的高硬度、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐磨和优异的环保性能以及特殊的光声、电等性能，在航空航天、兵器、舰船等国防领域得到了越来越多的应用，如陶瓷基复合材料、结构陶瓷、特种功能陶瓷、人工晶体等已成为武器装备中不可或缺的关键材料。本文着重介绍了无机材料的研究进展和应用。在材料学飞速发展的今天，无机非金属材料有这广阔的应用前景和良好的就业形势。

关键词：无机非金属材料

应用

前景

引言：传统无机非金属材料，新型无机非金属材料和无机非金属基复合材料组成了庞大的无机非金属材料体系。其中以硅酸盐为基础的陶瓷、玻璃和水泥已经形成相当规模的产业，被广泛应用于工业、农业、国防和人们的生产生活中，成为国民经济的支柱产业之一。新型无机非金属材料因具有耐高温、耐腐蚀、高强度、多功能等多种优越性能，其中一些已在各个工业部门以及近几十年发展起来的空间技术、电子技术、激光技术、光电子技术、红外技术发展方面发挥了重要作用[1]。因此，无机非金属材料的发展必将大大的促进现代科学技术的进步和人类文明程度的提高。本文将主要介绍：无机非金属材料的分匪类，无机非金属材料的地位（在材料中的地位、在国民经济中的地位），无机非金属材料的发展过程，无机非金属材料的应用，无机非金属材料企业的岗位设置，无机非金属材料的发展趋势以及无机非金属材料发展中遇到的问题。

1.无机非金属材料的特点及分类

无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料的提法是20世纪40年代以后，随着现代科学技术的发展从传统的硅酸盐材料演变而来的。无机非金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一[2]。在晶体结构上,无机非金属的晶体结构远比金属复杂，并且没有自由的电子。具有比金属键和纯共价键更强的离子键和混合键。这种化学键所特有的高键能、高键强赋予这一大类 材料以高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。

无机非金属材料品种和名目极其繁多,用途各异,因此,还没有一个统一而完善的分类方法。通常把它们分为普通的(传统的)和先进的(新型的)无机非金属材料两大类[3]。

普通无机非金属材料的特点是：耐压强度高、硬度大、耐高温、抗腐蚀。此外，水泥在胶凝性能上，玻璃在光学性能上，陶瓷在耐蚀、介电性能上，耐火材料在防热隔热性能上都有其优异的特性，为金属材料和高分子材料所不及。但与金属材料相比，它抗断强度低、缺少延展性，属于脆性材料。与高分子材料相比，密度较大，制造工艺较复杂。特种无机非金属材料的特点是：（1）各具特色。例如：高温氧化物等的高温抗氧化特性；氧化铝、氧化铍陶瓷的高频绝缘特性；铁氧体的磁学性质；光导纤维的光传输性质；金刚石、立方氮化硼的超硬性质；导体材料的导电性质；快硬早强水泥的快凝、快硬性质等。（2）各种物理效应和微观现象。例如：光敏材料的光－电、热敏材料的热－电、压电材料的力－电、气敏材料的气体-电、湿敏材料的湿度-电等材料对物理和化学参数间的功能转换特性。（3）不同性质的材料经复合而构成复合材料。例如：金属陶瓷、高温无机涂层，以及用无机纤维、晶须等增强的材料。

2.无机非金属材料材料的发展现状

传统的无机非金属材料是工业和基本建设所必需的基础材料。如水泥是一种重要的建筑材料；耐火材料与高温技术，尤其与钢铁工业的发展关系密切;各种规格的平板玻璃、仪器玻璃和普通的光学玻璃以及日用陶瓷、卫生陶瓷、建筑陶瓷、化工陶瓷和电瓷等与人们的生产、生活休戚相关。它们产量大，用途广。其他产品，如搪瓷、磨料(碳化硅、氧化铝)、铸石(辉绿岩、玄武岩等)、碳素材料、非金属矿(石棉、云母、大理石等)也都属于传统的无机非金属材料。新型无机非金属材料是20世纪中期以后发展起来的,具有特殊性能和用途的材料。它们是现代新技术、新产业、传统工业技术改造、现代国防和生物医学所不可缺少的物质基础[4]。主要有先进陶瓷、非晶态材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维等。

20世纪以来，随着电子技术、航天、能源、计算机、通信、激光、红外、光电子学、生物医学 和环境保护等新技术的兴起，对材料提出了更 高的要求，促进了特种无机非金属材料的迅速发展。30～40年代出现了高频 绝缘陶瓷、铁电陶瓷和压电陶瓷、铁氧体（又称磁性瓷）和热敏电阻陶瓷等。50～60年代开发了碳化硅和氮化硅等高温结构陶瓷、氧化铝透明陶瓷、β－氧化铝快离子导体陶瓷、气敏和湿敏陶瓷等[5]。至今，又出现了变色玻璃、光导纤维、电光效应、电子发射及高温超导等各种新型无机材料。

3.无机非金属材料材料的发展前景

近些年，随着科学技术的进步，无论是传统无机非金属材料，还是无机非金属材料都有了一些新的发展趋势。

3.1生态与环保意识加强，建立科学的评价体系，实现可持续发展

西方发达国家在促进传统无机非金属材料产业健康、可持续发展方面的采取了许多重要措施。世界发达国家十分重视建材工业的可持续发展与绿色评价。生态评价也成为世界可持续发展的一个重要手段。目前，许多国家正在进行“生态城市”的建设与实践，推广建筑节能技术材料，使用可循环材料等，改善城市生态系统状况。由此，提出了绿色建材、环保建材与节能建材的概念，并开展了大量的研究与实践工作。与西方发达国家相比，我国还存在很大的差距，特别是缺乏立法支持与技术标准的指导以及相应组织的管理与监督，使我国的传统无机非金属材料工业发展还有很大的提升空间。面对资源和环境对我国经济发展的严峻考验，国民经济的可持续发展战略显得愈加重要[6]。

3.2向着节能、降耗的方向发展

传统的无机非金属材料工业是能源消耗大户，在世界能源日益短缺的今天,如何生产节能、降耗,以及如何生产出高质量的建筑节能、保温产品是建材工业发展的重要趋势。选择资源节约型、污染最低型、质量效益型、科技先导型的发展方式。新型墙体材料、高质量门窗、中空玻璃将大量应用。向着提高材料性能、使用寿命的方向发展。低寿命设计、大量重复建设已经严重制约城市建设的发展。现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对建筑材料的使用寿命提出了更高的要求。

3.3单线生产能力向大型化发展

无论是水泥工业、玻璃工业，还是陶瓷工业，单条生产线的生产能力有大型化的趋势。生产线的大型化可以有效提高产品的质量，降低能源消耗[7]。

3.4向着智能化方向发展

建筑的智能化需要建筑材料的支持。随着技术的进步和生活水平的提高,建筑材料的安全性智能诊断等智能技术将更多的应用于建筑中。

3.5向着复合化、多功能化方向发展

复合材料具有单一材料所无法满足的使用功能，是建筑材料的发展趋势，对建筑材料的功能要求越来越趋向于多功能化。

在美国、日本、西欧等所有发达国家在其科技发展战略中都把无机非金属新材料的发展放在优先发展的重要位置。例如，美国为了保持在高技术和军事装备方面的领先地位，在先后制定的《先进材料与技术计划（AMPP）》和《国家关键技术报告》中，新材料为六大关键技术之首，而无机非金属新材料占有相当比例；日本发表的《21世纪初期产业支柱》所列的新材料领域的14项基础研究计划中，其中七项涉及无机非金属新材料的研究领域[8]。

未来科学技术的发展，对各种无机非金属材料，尤其是对特种新型材料提出更多更高的要求。材料学科有广阔的发展前景，复合材料、定向结晶材料、增韧陶瓷以及各种类型的表面处理和涂层的使用，将使材料的效能得到更大发挥[9]。由于对材料科学基础研究的日益深入，各种精密测试分析技术的发展，将有助于按预定性能设计材料的原子或分子组成及结构形态的早日实现。

结束语：

21世纪无机非金属材料的主要应用领域为信息、能源、交通、生物医学、生态环境和国防。新材料的发展将会对上述各领域产生深远的影响。

参考文献

[1]国家自然科学基金委员会.工程与材料科学部编著.无机非金属材料科学.科学出版社,2006.[2]卢安修编著,无机非金属材料导论.中南大学出版社,2003.[3]王培铭主编.无机非金属材料学.同济大学版社,1999.[4]李世普主著.特种陶瓷工艺学.武汉:武汉工业出版社,1992.[5}邱关明著.新型陶瓷.北京:兵器工业出版社,1993.[6]张玉军、张伟儒等编著.结构陶瓷及其应用.化学工业出版社.2005.

第五篇：浅谈磨削发展与应用

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摘要：高速及强力磨削是在现代机械制造中发展起来的一项先进加工工艺。在保证零件加工质量的前提下，提高了生产率，降低了生产成本，是国内外现代机械加工工艺的主要发展方面方向之一。

关键词:高速磨削；强力磨削；磨削效率

高效率是国内外机械加工的主要发展方向之一。提高效率的重要方法，是提高切削，磨削速度及增大进给量。目前高速磨削已广泛应用于生产，普遍认为50~80m/s的高速磨削是经济可行的。最高磨削速度已达到120m/s，试验室的速度已达到210~250m/s。现在有的工件的实际磨削速度可以提高到300m/s。目前正朝着高速度磨削、强力磨削，高速强力磨削力一向发展。

1高速磨削

高速磨削是指砂轮线速度在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经之一。

1.1 高速磨削的特点

它与普通磨削相比，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减小，因而使磨削的表面粗糙度减小;砂轮的寿命提高1倍左右;磨削力下降40%左右，加工的精度相应也提高。

1.2 高速磨削必须采取的措施

使用高速砂轮;使用高速磨床;采用自动上料、自动检测装置以减小辅助时间。

1.3 高速磨削的发展与应用

近年来，国内外高速磨床品种已有外圆磨床、曲轴磨床、凸轮磨床，轴承磨床、平面磨床，内圆磨床等。工业发达的国家在推广采用45~60m/s的高速磨削，80~150m/s的高速磨削已在一些国家开始应用。我国已生产磨削速度为50~80m/s的外圆磨床、凹轮磨床和轴承磨床等。

目前国外高速磨削采用较多的是轴承行业磨削轴承环内外沟，在发动机行业高速磨削也得到广泛应用，如，美国AIM公司磨削V8发动机曲轴连杆颈用高速磨削，英国的Newall公司高速磨削锻钢4拐汽车曲轴。不少国家磨削曲轴还采用多砂轮高速磨削(用三、四个，甚至七、八个砂轮同时磨)，大大提高了磨削效率。

高速磨削对于多数牌号的钢材是适用的，但对磨削时易产生裂纹的材料，如钦合金，耐热合金则不适用。对于某些材料，如，不锈钢，当砂轮线速度高于45m/s时，磨削效率反而下降。

由于高速磨削对机床、砂轮、冷却和安全技术力一面都有特殊要求，这将增加机床成本。因此，目前高速磨削还只是在少数工件上使用。

2强力磨削

强力磨削是指大进给量或大磨削深度，以提高金属去除率的力一法。

2.1主要特点

它可以代替一部分车削、铣削和刨削等;强力磨削应用适当时，可以直接从毛坯磨成成品，粗精加工一次完成;加工效率可提高4~5倍;可以减少加工设备，节省由于不同加工工序所需要的装卸调整等辅助时间;它不受工件表面条件(如锈、硬点、断续表面等)以及材料硬度，韧性的限制;加工精度和表面粗糙度小。

2.2 强力磨削的应用

目前国内外强力磨削已应用到平面磨、外圆磨等磨床上。强力磨削采用较多的是主轴圆台平面磨床。切入式外用圆磨床及端面外圆磨床。磨床功率73.5~110.3kW；主轴平面磨床最大功率为220.5kW，可能出现730kW的机床，生产率达到500~600cm /min,每小进金属切除率（270~320）kg，一次切深最大可达37mm。

强力磨削在兵器工业中也得到了广泛的应用。美国的M60A1中型坦克车体两侧安装12个扭力轴的倾斜基面是与车体底部浇涛在一起的，用一般切削力一法难以加工，采用强力磨削解决了加工困难，是用两合Merairg强力磨床同时在两侧加工，去除余量为6.35mm，每台磨床功率为110.25kW，采用直径为762mm，厚度为203mm的多级砂轮。

美国华特弗里特兵工厂加工105mm坦克加农炮的炮门握柄采用强力磨削，毛坯是4340炮钢(即40GNiMoA)，硬度HKC42，以前采用普通车削、切檀和磨削加工，需要分五次加工，时间为75min，现在用强力磨削一次加工完成，时间只需7~l0min；175mm野战炮的紧塞轴用力磨削加工，毛坯为4340钢锻体，一般加工力一法需车直径、车檀和倒角，时间为3小时巧分钟，改用强力磨削只需40min，磨削时所采用的砂轮线速度为38m/s.3高速强力磨削

这是具有上述两种磨削特点的方法

3.1高速强力磨削的应用

可用于磨削外圆及平面，主要是用切入式磨削法磨削圆柱形零件外圆型面、沟槽、多直径台阶。可将一般车削及磨削工序合并为一道工序。工件的余量一般在1.3~2.5mm，表面粗糙度Ra为超过6.3微分，精度不超过±0.076mm。目前高速强力磨削已在生产中得到一些应用。例如:磨削汽车齿轮轴、转向节、万向节及耐热合金透平叶片根部榫齿轮等。

上述高速磨削及强力磨削多在精密铸造，锻件的大批量生产或中小批类似零件生产和自动化程度较高的机床上推广使用。

3.2高速强力磨削的不是及其解决的措施

由于磨削速提高，功能增大，出现了振动加剧，热量增加等问题，常可采用下列措施来解决。

砂轮力一面主要是提高强度。①采用细粒度磨料;②采用结合性能强的结合剂，如，加硼陶瓷结合剂，硼玻璃结合剂等;③采用中心孔局部增强砂轮或改变砂轮结构，如，无中心孔砂轮和砂瓦组合砂轮。立力一氮化硼砂轮已有应用。砂轮修整多采用金刚石滚轮。

机床力一面主要是加强刚性。采用静压轴承、静压导轨、改进主轴和床身刚性，采用砂轮平衡和自动平衡装置。

冷却力一面。为了粉碎气流采用特殊冷却喷咀，使气流产生偏析;采用高压冷却，增加冷却液流量和容量。研究新成份油剂冷却或在水剂中加入添加剂以提高冷却效果。

3.3 安全防护力一面普遍是加厚砂轮罩壳厚度，采用半封闭或全封闭罩壳，罩壳内填充塑料，橡胶衬垫，采用自动关闭砂轮罩壳等。结束语

总之，高速及强力磨削作为一项新兴的加工工艺，其发展历史还很短暂，涉及到的相关技术还较多，存在的难题也较多。但相信在广大科技人员的不断探讨、研究之下，高速及强力磨削高效率的新兴。