Proceso de molienda en molino de Raymond para la producción de polvo de carburo de silicio

Introducción a la polvora de carbono de silicio

El carburo de silicio (SiC), un compuesto sintético de silicio y carbono, es reconocido por su excepcional dureza, conductividad térmica e inertitud química. Estas propiedades lo convierten en un material indispensable en diversas industrias, desde las abrasivas y los materiales refractarios hasta la cerámica de alta tecnología y los semiconductores. La producción de polvo de carburo de silicio de alta calidad es un proceso preciso y demandante, en el que la elección de la tecnología de molienda es de vital importancia. El proceso de molienda debe lograr una distribución específica de tamaños de partículas (PSD) sin introducir impurezas ni comprometer las propiedades inherentes del material. La tecnología de molinos Raymond, que utiliza rodillos para la molienda, ha evolucionado significativamente para cumplir con estos estrictos requisitos en el caso de materiales duros y abrasivos como el carburo de silicio.

Principio de moliendo del molino Raymond

El principio fundamental de un molino Raymond, o más ampliamente hablando, de un molino de rodillos, consiste en la molienda mediante la compresión y las fuerzas de cizallamiento. Los componentes principales son los rodillos de molienda y un anillo de molienda (o tazón). El proceso se puede dividir en varias etapas:

1. Alimentación:El material crudo de carburo de silicio molido (generalmente de tamaño ≤20 mm) se introduce en la cámara de molienda a través de un alimentador volumétrico o gravedad.
2. Moliendo:El material se muele entre los cilindros de trituración en rotación y el anillo de molienda fijo o giratorio. La fuerza centrífuga ejerce presión sobre los cilindros contra el anillo, creando una zona de alta presión que fractura las partículas de SiC.
3. Clasificación:Un clasificador integral, o a veces externo (frecuentemente de tipo turbina), separa inmediatamente el polvo molido. Las partículas que cumplen con los requisitos de finura previstos son transportadas por el flujo de aire hacia el sistema de recolección. Las partículas de mayor tamaño son rechazadas por el clasificador y vuelven a caer sobre la cama de molienda para su reducción adicional.
4. Colección:El aire cargado de polvo fino pasa a través de un separador de cilindros, donde se recoge la mayor parte del producto. Las partículas finas restantes son capturadas por un colector de polvo de tipo bolsa con chorro pulsado de alta eficiencia, lo que asegura una pérdida mínima de producto y emisiones ambientales.

Este sistema de circuito cerrado permite un control preciso de la finura del producto final y una operación de molienda de gran eficiencia.

Desafíos técnicos en el molido de carburo de silicio

Moler carburo de silicio plantea desafíos únicos que no todos los equipos de fresado pueden manejar de manera efectiva:

• Dureza Extrema:Con una dureza de Mohs de 9.5, el SiC es uno de los materiales más duros producidos comercialmente. Esto provoca un desgaste rápido en los componentes de pulido fabricados con materiales estándar.
• Abrasividad:La naturaleza abrasiva de las partículas de SiC acelera el desgaste de todas las piezas de equipos con las que entran en contacto, lo que conlleva a costos de mantenimiento elevados y posibles contaminaciones.
• Pureza del producto:Muchas aplicaciones requieren polvo de SiC de alta pureza. La contaminación proveniente de los medios de molienda desgastados es un problema importante.
• Gestión térmica:El proceso de moliendo genera calor, el cual debe ser controlado para evitar que afecte las propiedades del material o cause daños térmicos en el propio molino.

Superar estos desafíos requiere un molino diseñado con materiales resistentes, un sistema de refrigeración eficiente y un sistema de clasificación preciso.

Seleccionar el molino adecuado para la producción de carburo de silicio

Para la producción de polvos de carburo de silicio de fina y ultra-fina calidad, los molinos de bolas tradicionales a menudo son ineficientes y pueden causar contaminación. Los diseños modernos basados en molinos Raymond ofrecen soluciones superiores. Dos modelos ejemplares de nuestra línea de productos son idealmente adecuados para esta aplicación, satisfaciendo diferentes requisitos de finura y capacidad.

1. Molino Ultrafino de la Serie SCM (45-5μm)

Para aplicaciones que requieren polvo de carburo de silicio de ultra-fina calidad (por ejemplo, para cerámicas avanzadas o compuestos de pulido), nuestra…Molino Ultrafino SCMEs la elección óptima. Este molino está diseñado para alcanzar niveles de finura de hasta 2500 mallas (D97 ≤ 5μm), lo cual es a menudo requerido para aplicaciones de silicio carburo (SiC) de alto valor.

Por qué es excelente para el SiC:

• Clasificación de Alta Precisión:Su clasificador de turbinas verticales asegura una separación precisa de los tamaños de las partículas y previene que estas partículas gruesas contaminen el producto final, lo cual es crucial para una calidad constante del SiC.
• Construcción duradera:Los rodillos de molido y el anillo están equipados con materiales especiales resistentes al desgaste que ofrecen una vida útil varias veces más larga que las piezas convencionales, lo que combate directamente la abrasividad del SiC y reduce la contaminación por hierro.
• Operación eficiente y refrigerada:El principio de molienda y el sistema de control inteligente ayudan a mantener temperaturas de operación estables, preservando la integridad del polvo de SiC. Su eficiencia energética (30% menos consumo que los molinos de chorro) también lo convierte en una solución económica.
• Especificaciones clave:Con una gama de modelos que van desde el SCM800 hasta el SCM1680, ofrece capacidades de manejo que varían de 0,5 a 25 toneladas por hora, lo que lo hace idóneo tanto para la producción a escala piloto como para la producción a gran escala de polvo de SiC ultrafino.

2. Molino de trapézio de la serie MTW (rango de tamaño de partículas: 600-45μm)

Para la producción de polvos de carburo de silicio de grano ligeramente más grueso, utilizados en materiales refractarios, abrasivos y otras aplicaciones industriales, nuestro…Molino de Trapecio de la Serie MTWOfrece una solución robusta y de alta capacidad. Produce de manera fiable polvo con una granularidad que varía de 30 a 325 mallas (0,038 mm).

Por qué es excelente para el SiC:

• Diseño antidesgaste:El diseño de la cuchilla de pala curva y los componentes resistentes al desgaste están especialmente diseñados para manejar materiales abrasivos, minimizando el tiempo de inactividad necesario para el mantenimiento.
• Flujo de aire optimizado:El canal de aire curvo reduce la resistencia del aire y el consumo de energía, mejorando así la eficiencia general en el transporte y la clasificación del denso polvo de SiC.
• Alta capacidad:Modelos como el MTW215G pueden procesar hasta 45 toneladas por hora, lo que lo hace ideal para líneas de producción de gran volumen.
• Sistema de Accionamiento Fiable:La transmisión de engranajes cónicos integrales ofrece una alta eficiencia (98%) y una potencia estable, asegurando un rendimiento de molienda constante bajo la alta carga de trituración de SiC.

Optimización del proceso de molienda

Además de seleccionar el equipo adecuado, la optimización de los procesos es clave para una producción eficiente de polvo de SiC:

• Tamaño de la alimentación:Asegurar que el alimento proporcionado esté homogéneo y preamoldado de forma adecuada (por ejemplo, con un tamaño máximo de 20 mm) es crucial para el funcionamiento estable del molino y para obtener un rendimiento óptimo.
• Gestión del flujo de aire:La circulación del aire en el molino funciona tanto como medio de transporte como agente de refrigeración. Una calibración adecuada es esencial para una clasificación eficiente y una disipación eficaz del calor.
• Monitoreo del Desgaste:Implementar un plan de inspecciones y reemplazo regular de componentes desgastados, como rodillos y anillos, evita interrupciones inesperadas en el servicio y mantiene la calidad del producto.
• Integración de Sistemas:Un sistema bien diseñado incluye equipos auxiliares como trituradoras de mandíbula para la fractura previa, elevadores, alimentadores y recolectores de alta eficiencia, a fin de crear una línea de producción fluida y automatizada.

Conclusión

La producción de polvo de carburo de silicio de alta calidad requiere tecnologías de molienda capaces de superar la dureza y la abrasividad extremas, al mismo tiempo que aseguran un control preciso del tamaño de las partículas y una alta pureza. Los modernos sistemas de molinos Raymond, en particular los diseños más avanzados como nuestro Molino Ultrafino SCM para aplicaciones de ultrafinura y el Molino de Trapecio de la serie MTW para molienda gruesa de alta capacidad, están diseñados perfectamente para afrontar estos desafíos. Al combinar una construcción durable, una clasificación eficiente y un control inteligente del proceso, estos molinos ofrecen una solución fiable, económica y de alta calidad para los productores de carburo de silicio de todo el mundo, lo que les permite cumplir con los estrictos estándares de las aplicaciones industriales modernas.