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管线式多功能钛白粉研磨机(胶体磨)获科技计划项目
日期:2011-7-9 查看:712
 
管线式多功能研磨机
一、    立项的背景和意义
近几年以来,我国制药、食品级钛白粉制造业渐步进入出口涉外的行例,钛白粉厂淘汰了硫酸反应法采用高效研磨分散法来制备高档次钛白粉。而目前联邦、南钛、攀钢集团、龙化、钛威、豪普等国内钛白粉生产龙头企业,他们先前曾引进砂磨机90%为进口产品,主要普遍存着价格高,配件供应周期长,售后服务差等问题,其他大多数钛白企业用基本国产初级研磨设备,甚至有企业省去这项后处理工作。
为解决这方面的难题,本公司自从04年以来开始通过科技攻关并申请获取国家知识产权局专利局多项国家专利证书,并率领本公司技术部门人员采用特殊合金材料制成的超硬质钛白粉胶体磨-管线式多功能研磨机,采用特殊动密封、动静磨体构件、泵体特殊结构等多项专利技术,可在水冲式冷却循环情况下无物料干转,不会损坏动密封性能和机械性能,维修率低,摩擦功耗小、研磨、分散细度均小于2微米,效果好,效率高等优点。
本项目是目前唯一代替进口研磨机或砂磨机而成功应用于钛渣制取钛白粉的研磨制备,使在高档钛白粉(二氧化钛-活性钛白粉)的后处理设备工艺流程上有了更大发挥,特点是与上述类似产品比较在其生产效率的数倍,可大幅度的降低生产成本费用,而且颗粒均匀、清洗换色方便、无研磨杂质。因此,本项目设备开发和应用,成为了真正意义上的新型产品,钛业生产厂家将它逐渐取代现行老产品的主导地位,替代进口产品,对加快国产化进程,具有重大的意义。
二、     国内外研究现状和发展趋势
钛白粉研磨机发展有将近几十年的历史了,随着钛白粉随着市场升温,钛白粉质优价高苗头也慢慢浮出水面,国内外钛白粉制造商纷纷筛选先进钛白研磨机设备,改进技术,改善生产环境,研磨设备的装置技改,给钛白粉品质能否过关起到一项重要决定因素,目前世界上流行和占主导地位的管线式多功能研磨机,如德国杜邦等国外先进企业的钛白粉研磨设备,研磨筒体容积分别为5001000升,可不间断连续制取高档次钛白粉,并在钛白粉研磨设备的生产工艺上和技术上以及研磨设备的品种上有稳定的发展。
而我国关于钛白粉专用研磨设备的发展比较晚,本公司在2004年,采用特殊合金材料的研制管线式多功能研磨机等钛白后处理设备,完全可取代三辊机、进口研磨机、砂磨机、均质机等设备,同时本公司的管线式多功能研磨机目前唯一代替进口研磨机或砂磨机而成功应用于钛渣制取钛白粉的研磨制备,使在高档钛白粉(二氧化钛-活性钛白粉)的后处理设备工艺流程上有了更大发挥,特点是上述类似产品比较在其生产效率的数倍,可大幅度的降低生产成本费用,而且颗粒均匀、清洗换色方便、无研磨杂质。并广泛应用于化学工业、食品工业、日化工业、制药工业、钛白工业、陶瓷工业、生物工程等领域。
但是目前我们国内的研磨设备机和国外的相比仍然还有一定的差距,具体表现在品种单一、型号少、能耗高、设备生产能力低、材质耐磨性能差、使用寿命短等方面,但随着国产钛白粉专用研磨设备制造技术不断突破,市场上露脸机会将越来越多。根据我国自主技术开发潜能以及发展势头来看,过不了多久时间,我国钛白粉研磨后处理设备有望实现品质上巨大改进,甚至能相当程度上取代进口设备,对钛白粉研磨设备国产化具有重大的意义。
三、研究开发内容和技术关键
1、研究开发内容
㈠、改进提高机械密封控制技术和动力传输方式,实现零泄露和提高研磨稳定性。
A、采用水冲式组合机械密封冷却系统,克服了机器缺少液料或空转时候的运转摩损缺点,减小了动静磨体的摩擦,形成流量压力稳定的流场,提高动静磨体的研磨均匀度,使粉末分散细度均小于2微米,增强了稳定性和密封性,实现零泄露,并在启动机械时只需接通冷却水到水冲式冷却机械密封装置时,具有冷却主轴工作温度和延长机械寿命。
B、动力传输方面:本机器在运转过程中,高速旋转会产生机械离心力的输出压力(扬程)可作为泵的动力使用,具有同时输送物料的功能,并节约能耗。
㈡、改进结构设计和增设现代控制技术,提高密封性和混合效率及生产效率。
A、在调节盘后方和静磨片前面设置活动垫圈,替代传统的平面、轴承滑动作用,减少调节盘活动公差,并且在无润滑油的情况下,增强调节盘的调节灵巧,结构简单、精度高,稳定好。
B、静磨片、动磨片采用锥形设计,同时本机器采用定位盘定位结构,使静磨片、动磨片的间距调节进退平稳,操作简便,能够达到迅速到位。
C、本机器的进料口和出料口均采用管道连接方法,物料通过管道线路进行直接的超微粒粉碎、研磨、分散、乳化、均质、混合和输送等多功能一体化连续生产的过程。
D、设计了在位清洗装置,在不需要打开或拆卸机器和管道连接的情况下,清洗液体直接通过联接在位清洗装置接口进行在位清洗,操作方便,快捷灵活。
㈢、选用优质材料,实现产品材料国产化,提高产品使用寿命
主体部位采用不锈钢材料;动静、磨盘、胶体泵定子和转子与物料接触部件均采用硬质合金材经特殊工艺制成,其硬度可达到布氏硬度HB620左右,具有耐磨、抗腐蚀、难变型、精度高。
2、创新技术
A、采用水冲式组合机械密封冷却系统,克服了机器缺少液料或空转时候的运转摩损缺点,减小了动静磨体的摩擦,形成流量压力稳定的流场,提高动静磨体的研磨均匀度,使粉末分散细度均小于2微米,增强了稳定性和密封性,实现零泄露,并在启动机械时只需接通冷却水到水冲式冷却机械密封装置时,具有冷却主轴工作温度和延长机械寿命。
B、本机器的进料口和出料口均采用管道连接方法,物料通过管道线路进行直接的超微粒粉碎、研磨、分散、乳化、均质、混合和输送等多功能一体化连续生产的过程。
C、在调节盘后方和静磨片前面设置活动垫圈,替代传统的平面、轴承滑动作用,减少调节盘活动公差,并且在无润滑油的情况下,调节盘的调节灵巧,结构简单、精度高,稳定好。
D、动力传输方面:本机器在运转过程中高速旋转会产生机械离心力的输出压力(扬程)可作为泵的动力使用,具有同时输送物料的功能,并节约能耗。
E、静磨片、动磨片采用锥形设计,同时本机器采用定位盘定位结构,使静磨片、动磨片的间距调节进退平稳,操作简便,能够达到迅速到位。

 
图为本发明管线式多功能研磨机整体结构图
1、法兰 2、压盖 3、活动垫圈 4、调节手柄 5、定位盘 6、静磨片7、法兰 8、动磨片 9、输送推进器 10、冷却水循环系统11、机械密封件 12、水冲式机械密封装置13、电动机14、调节盘 15、壳体 16、清洗装置 17、底座
四、预期目标(主要技术经济指标、知识产权申请情况、应用前景、经济成本效益分析)
1、主要技术经济指标
⑥电动机:功率22-37KW、同步转速1450-2900(r/min) ;
⑦动磨片静磨片:锥角度∠5-11º、硬度布氏HB=550-620
2.知识产权申请情况
已经获得专利2个。
3、应用前景
近几年以来,我国制药、食品级钛白粉制造业渐步进入出口涉外的行例,钛白粉厂淘汰了硫酸反应法采用高效研磨分散法来制备高档次钛白粉,我公司一向注重钛白粉品质的国内外钛白粉制造商纷纷筛选先进钛白研磨机设备,改进技术,改善生产环境,研磨设备的装置技改,给钛白粉品质能否过关起到一项重要决定因素,钛白粉前期生产工作即使做得好,如果离开了研磨等设备参与,钛白粉品质显然会大打折扣,这又影响了钛白粉“身价”以及生产商终端销售额。国内生产商其实都明白这个道理,而近几年来真正舍得花血本投入钛白粉后处理设备只有国内比较大几家生产商,如采用昊星机械设备制造新型专利技术产品的管线式多功能研磨机,管道在线连接,可封密通过管路不间断地连续制取高档次钛白粉,率先使用我厂钛白研磨机的有联邦、南钛、攀钢集团、龙化、钛威、豪普等国内钛白粉生产龙头企业,他们先前曾引进砂磨机主要来自德国,大约有40台,研磨筒体容积分别为500升1000升各占一半,主要普遍反映使用引进砂磨机因以产生后续维修和零配件消耗很大,而且很不方便。当前市场行情有力证明了经过精细研磨后钛白精品比生产后简单处理就草草销售钛白产品要俏销得多。经济危机发生后,优质钛白粉8000-12000元/吨与普通钛白粉800-3000元/吨天壤之别市场待遇让很多钛白生产商相信了质量才硬道理,迫使他们由价格竞争手段转向质量竞争策略,于是,很多钛白生产商开始注重产品质量改善,包括很多钛白行业“新秀”,如大型钛白粉公司也加入了质量革新浪潮。据了解,全国各大厂家钛白粉生产因金融危机期而陷入困境情况下,不仅龙头钛白企业,国内小型钛白企业也开始注重通过后期处理装备改善来提升产品档次与市场竞争力。但是,这样技改操作不疑给企业本身造成成本上提成和研磨设备后续维护带来很大开销而削减竞争力。由此,管线式多功能研磨机等系列钛白后处理设备将得到更多钛白厂家关注,其销售前景可谓相当乐观。随着国产钛白粉专用研磨设备制造技术不断突破,市场上露脸机会将越来越多。根据我国自主技术开发潜能以及发展势头来看,过不了多久时间,我厂钛白粉研磨后处理设备有望实现品质上巨大改进,甚至能相当程度上取代进口设备。那时,昊星管线式多功能研磨机等钛白粉后处理设备将走进广泛应用的美好前景。
4、经济效益分析
(1)产品成本分析:
平均销售 价…元/台,产品全部成本…元/台,对生产成本影响主要因素是原辅材料费、能源电力费及制造费用。 
(2)产品经济效益分析
按年销售收入800万元,利税率18%(其中,税金总额占销售收入7%,净润占销售收入11%),出口创汇占销售收入10%。
①年税金总额     800万元×7%=56万元
②年利润        800万元×11%=88万元
③年创汇      300万元÷6.6元/美元×10%≈12万美元
本项目投资用途和结构合理,项目财务预测指标较好,预算方案财务上是可行的,项目经济效益显著。
五、研究方案、技术路线、组织方式与课题分解
①研究方案:
通过对国内外各厂家的结构及技术性能指标的分析、研究,根据市场发展情况,针对钛白粉研磨设备的动力传输方式、密封性研究及相关配件的加工工艺等方面研究,提高钛白粉研磨的稳定性、密封性,安全性,我们成立了以总工程师为核心的产品开发小组,结合钛白粉研磨设备的特点,制造中采用特殊动密封、动静磨体构件、泵体特殊结构等多项专利技术,可在水冲式冷却循环情况下无物料干转,不会损坏动密封性能和机械性能,维修率低,摩擦功耗小、研磨、分散细度均<2微米,效果好,效率高等优点。同时采用表面质量建议、密封性能检验、压力试验等方法来检验设计结果,以环保卫生、高效节能为目标,确定技术指标。
②技术路线
A、产品方案路线:总体方案的确定→产品结构设计与计算→完成总图草案→零部件图样设计及其工艺文件→机械结构设计及其工艺技术的研究→样机试制→项目产品试验与设计改进→产品验收。
③组织方式:
总经理              工程师          项目总负责人
财务部经理          会计师助理      项目经费负责人
生产部经理兼总工    工程师          项目技术负责人
技术部              工程师          产品设计/工艺设计
质量部              工程师          质量保证
④课题分解
A设计计算与研究分析:                      公司技术开发部
B加工中心设备等添加                        公司设备部
C检测设备等增添                            公司品控部
D工艺设计与制造                            公司生产部
六、计划进度安排
……
完成工业性试验及技术文件编写,并申请项目验收。
 
七、现有工作基础和条件
本公司位于东海之滨,瓯江口南岸,南靠市门第一路—瓯海大道与机场大道交通线上,西邻温州万吨码头和火车货运站20公里,近邻温州永强机场8公里的温州经济技术开发区滨海园区,交通方便,风景优美。本公司隶属温州市食品制药机械行业协会、中国发明协会、中国质检协会、中国食品制药机械生产基地等成员单位,荣获实用新型、外观设计等中国专利多项新技术发明,国家专利技术发明奖一等奖、全国质量检验稳定合格产品证书,中国质检协会先进单位和先进个人会员等荣誉称号,具有较强的资源集成和运用能力。雄厚的研发实力、广泛的全球营销网络、强大的资金实力和项目融资能力,形成了涵盖设计、研发、制造、国际贸易等方面的完整产业链,具备独特的产业价值和市场竞争优势。
本公司本着“团结拼搏、敢于领先”的方针,凭借坚实的基础,不断的创新, 现拥有多项国家专利,拥有一批精良加工机械和专用配套设备。“以科技创新求发展,以质量信誉求生存”的经营理念。专业致力于设计、开发、制造、销售食品机械设备制药机械设备化工机械设备乳品饮料机配套设备及机电类产品产品服务领域覆盖了工业、农业、交通、能源、建筑、轻工、汽车、船舶、矿山、冶金陶瓷钛业、高校科研院所重点实验室、航空航天等国民经济重要产业领域,为全球140多个国家和地区提供专业化服务。
本公司秉承“求新、求学、求和”的企业精神,致力于把企业打造成学习型组织,实现员工和公司共同成长。面对新一轮经济贸易的挑战,企业全面推进以“战略人力资源管理为重点,从劳动密集型产业向技术密集型产业转移、从商品经营向商品与资本并举转移、从国内市场向国内与国际市场并重转移”的发展战略,为实现本公司“五年创国内一流、十年创世界品牌”的宏伟蓝图而奋斗。