2.4.1　干法超微細分級設備

干法超微細分級機大多是伴隨高速機械沖擊式超細磨機和氣流磨，尤其是對噴式流化床氣流磨的引進和開發(fā)而發(fā)展起來的。因此，占市場主導地位的幾種機型是MS/MSS和ATP型及其仿制型和改進型以及LHB型干法精細分級機。這些干法超微細分級機基本上都與相應的機械沖擊式超細粉磨機或氣流磨配套使用，其分級粒徑可以在較大范圍內進行調節(jié)，其中MS及其類似的分級機的分級產品細度可達d₉₇=10μm左右，MSS和ATP型及其類似的分級機的分級產品細度可達d₉₇=5～6μm。依分級機規(guī)格或尺寸的不同，單機處理的能力從幾十千克/h到約10t/h不等。LHB型干法超微細分級機分級產品細度可達d₉₇=5～7μm，每小時處理能力可達10t以上，分級效率及單位產品能耗與進口設備相當。

濕式分級機主要有兩種類型：一是基于重力沉降原理的水力分級機；二是基于離心力沉降原理的旋流式分級機。這類分級機包括沉降離心機，如臥式螺旋離心分離（級）機、小直徑水力旋流器、LS離旋器、GSDF型超細水力旋分機等機型，這是目前濕式精細分級主要采用的設備。其中，沉降離心機（包括臥式螺旋離心分級機）的溢流產品細度可達到d₉₇=2μm，GSDF型超細水力懸分機的溢流產品細度可達d₉₅=2μm，小直徑水流旋流器組的溢流產品可達到d₈₅=2μm，LS離懸器可達到d₆₀=2μm，這些分級機可單獨設置，也可與濕式超細粉碎設備配套使用。表2-4列出了各主要超細分級機的性能及應用。

2.4.1.1　LHB型氣流分級機

LHB型氣流分級機由進料控制系統、分級機主機、旋風收集系統、布袋收集器及引風機等部分組成，如圖2-27所示。進料控制系統由進料變頻器及擺線針輪星形卸料閥組成，通過調節(jié)變頻器輸出頻率高低來實現對進料的連續(xù)勻速控制。分級機主機由電機、分級輪、筒體等組成，通過調節(jié)分級輪的轉速并配以合理的二次進風來實現對物料的有效分級。葉輪轉速通過變頻器調整，并設計了失壓保護、過電流保護、料位控制、運行狀態(tài)監(jiān)視及報警系統等的保護措施。旋風收集器是分級產品的一級收集系統，含塵氣流進入旋風收集器后，由于離心力的作用，塵粒延筒壁下滑，在內錐筒尾部被分離。凈化后的氣體經過旋風中心管排出。布袋收集器由袋式捕集裝置、脈沖清灰裝置和氣動控制裝置及電腦自動報警裝置等組成。布袋收集系統由濾袋和4個腔體組成，每個腔體實際上就是一個單獨的收集器，4個腔組成一個收集器，在關閉一腔其余三腔正常工作的前提下實現脈沖清灰。LHB-N型氣流分級機的典型工藝配置如圖2-28所示。

2.4.1.2　FJJ型分級機

FJJ型分級機是臥式渦輪轉子型分級機，類似于德國的ATP型，其結構及工作原理如圖2-29所示，主要分為上下兩部分。上部分用渦輪轉子分離細粉，在渦輪轉子產生的流場條件下，料物中的粗粉按著所設定的切割點分離。粗粉被反彈掉入下部粗粉分離倉，細粉進入渦輪轉子，經輸粉管路進入細粉收集裝置（旋風分離器或過濾器）。粗粉向下掉入粗粉分離倉，又在A處受到強烈清洗，其中含有的細粉于中央區(qū)間由上升氣流帶入上部細分離區(qū)，對細粉再次分離。粗粉沿側壁掉下，排出分級機。B處進風口對物料起上托作用，使細物料能夠被送入細粉分級機。如圖2-29（a）所示為上部下料式，物料直接投入到細粉分級區(qū)，進行粗細粉分離。攜帶部分細粉的粗粉被分級渦輪反彈后，有的被上升氣流送回到細粉分級區(qū)，有的沿側壁掉入到粗粉分級區(qū)，對粗粉進行兩次（處進風、處進風）強烈清洗。此結構形式相對于其他兩種具有更高的分級效率，在相同規(guī)格下也有更高的處理量。缺點是安裝結構較高，需要較高的廠房空間。如圖2-29（b）所示為中部下料式，物料進入分級機后由上升氣流將物料帶入細粉分級區(qū)。此結構與圖2-29（a）的結構形式相比，如要達到同樣的分級效率，則處理量略低一些；與圖2-29（c）的結構形式相比，喂料口位置較低，輸送料較易。如圖2-29（c）所示為標準設計型，此結構簡單，加工制作較圖2-29（a）、（b）結構形式容易些。因無清洗粗粉的側向進風，分級效率較圖2-29（a）、（b）型低。如圖2-29（d）所示的結構形式為氣送料方式，物料由下部進風口與氣流一起進入分級機，并由上升氣流送入細粉分級區(qū)，此結構喂料方式簡單，可很容易與其他磨機組合成流水生產線。缺點是與圖2-29（a）、（b）兩種結構形式相比，要達到同樣的分級效率，處理量低一些，但在對粗粉清洗度要求不高的情況下，同樣具有大的處理量。

除單個分級結構輪的FJJ型分級機外，還設計了多輪結構的FJJ型分級機。這種多輪分級機具有小渦輪結構的優(yōu)點，即產品粒度細，d₉₇可達到3～9μm，分級切割點準確、銳利，分級效率高，同時具有大的處理量，回避了采用大型渦輪轉子獲得大處理量但使分級品質降低的缺點。

FJJ型氣流分級機按照向分級機內喂料的方式不同可分為3種配料方式：頂部喂料、中部喂料、下部氣固一起方式喂料。按著氣路的不同又可分為4種配料方式：負壓直通氣模式、部分正壓直通氣模式、部分閉路循環(huán)模式和閉路循環(huán)模式。

2.4.1.3　WFJ型分級機

WFJ型分級機是帶有二次進風及水平安裝分級葉輪的強制型離心分離機，它由分級葉輪、導流片整流器、分級筒體等組成。按分級葉輪數量可分為WFJ單葉輪分級機和WFJ多葉輪分級機（圖2-30）。WFJ分級機按不同的要求，進料方式有兩種，即上筒身加料和下錐體一次風進料。分級葉輪由上筒身加入，外界一次風對物料起風篩作用，使粒子充分分散，并上升至分級區(qū)。由于分級機葉輪高速旋轉，粒子既受到分級葉輪產生的離心力，又受到氣流黏性作用產生的向心力，當粒子受到離心力大于向心力，即分級徑以上的粗粒子沿容器壁面旋下，外界二次空氣通過導流部整流成均一旋流，將混雜或黏附于粗粉中的細粉分離干凈，分離后粗粒從下部粗粒口排出，分級徑以下細粒隨氣流進入旋風分離器、捕集器收集，凈化氣體從引風機排出。

WFJ型分級機系統由旋風分離器、捕集器、引風機等組成。WFJ型分級機上部進料工藝配置如圖2-31所示。下部進料工藝與上部進料工藝的區(qū)別為下進料工藝是物料與一次風混合后從一次風口進入。WFJ型分級機可配合各類干式粉磨機械（氣流磨、球磨、雷蒙磨、振動磨、沖擊式粉碎機等）組成閉路粉碎分級系統，也可單獨用。

2.4.1.4　FYW型分級機

如圖2-32所示，FYW型分級機主要由下筒體、風柵體、中筒體、上筒體、轉子等組成。物料由加料口進入上筒體旁的回轉閥內送入分級室，在水平安裝的轉子旁分散、分級；粗粉甩至筒壁處向下移動，在風柵體處受二次空氣作用及中心管的一次空氣吹送，細粉脫離粗粉被送至轉子處再次進行分級，最終粗粉向下移動，由下筒體的回轉卸料閥排出機外，細粉穿過轉子葉片的間隙由排氣管送出機外，在捕集中回收尾氣由風機抽放至大氣。FYW型分級機工藝配置示意圖如圖2-33所示。

2.4.1.5　FQZ型分級機

FQZ型分級機結構如圖2-34所示，該型精細分級機主要由細粉出口、中心套管、裙式淘析圈、加料管、粗粉出口、二次空氣入口等組成。物料由加料器輸送入加料管中被風機抽吸到分級室內，在分級錐處充分分散，由于轉子產生的強大離心力作用，粗顆粒被甩至筒壁，細粉隨氣流穿過轉子葉片間隙，由上部出口排出，進入系統的捕集裝置，粗顆粒在淘析圈和加料管的間隙處由于二次空氣風篩作用，把混入粗顆粒中的細粒進一步析出，送至分級室進行再一次分級，粗大顆粒沿筒壁而下，從粗粉出口處由星形卸料閥排出。

FQZ型分級機的工藝配置有開路式和閉路式兩種，如圖2-35所示。開路工藝配置主要由加料器、FQZ型分級機、除塵器及風機組成，可用于單純的物料分級，也可作為開路粉碎作業(yè)的一部分（即一臺粉碎機加FQZ型分級機生產兩種不同細度的產品）；閉路配置一般是與粉碎設備構成閉路作業(yè)，主要由粉碎機、FQZ型分級機、除塵器、高壓風機等組成。

2.4.1.6　HTC型渦輪分級機

HTC型渦輪分級機結構示意圖如圖2-36所示，主要由進料系統、排料系統、動力系統、主分級室和二次進風室組成。其分級過程如下：主分級室內有一個可以任意調節(jié)轉速的分級渦輪，物料由進料系統進入分級區(qū)并獲得一定的初速度，進入分級區(qū)后顆粒受到風的阻力和由于渦輪葉片旋轉而產生的離心力作用，因顆粒的大小不同而所受的離心力不同，從而粒徑小、重量輕的顆粒從渦輪中間被分選出來。粒徑較大的顆粒被渦輪葉片甩向器壁進入主分級室下面的二次進風室，在二次進風室中，粒徑較小的顆粒再次被吹回主分級室進行分級，達到提高分級效率的目的。

分級機由喂料系統均勻喂料，物料經分級機分級后進入串聯的收集器，將分級出來的細物料分離開來。分級機的第一、二次進風量要和風機的風量相平衡。分級輪的轉速通過變頻器調節(jié)電機的轉速進行控制調節(jié)。

2.4.1.7　FJG型干法粉體分級機

FJG型干法粉體分級機結構示意圖如圖2-37所示。轉子2由電動機3驅動，根據所需產品的要求，調整到合理速度（配置調頻器達到無級調速），轉子高速旋轉產生離心力場，物料由切向進料口5（或中心給料口8）給入，混合氣體中的物料按其顆粒大小分級，大顆粒由于受轉子的離心力大，由錐體內壁沉降到鎖氣器9內儲存，小顆粒被懸浮起來，由轉子內部進入出料口10，被氣流輸送到收集器，二次進風口6、三次進風口7、調節(jié)器4用來調節(jié)物料分級粒度的大小及作為分散用的調節(jié)裝置，由此控制粒度大小。

2.4.1.8　ADW渦輪式微粉分級機

ADW渦輪式分級機結構及工作原理示意圖如圖2-38所示。分級葉輪1的直徑為100～750mm，數量為1～6個；材質為耐磨合金或陶瓷材料，也可按用戶指定的材料制造；驅動為二級電機，皮帶增速傳動，極限轉速為6000r/min；控制為變頻器在0～50Hz范圍內調節(jié)轉速。傳統系統2，軸承采用高精密球軸承；潤滑為人工方式高壓油腔加油，自動排廢油；冷卻采用空氣冷或水冷。分級機機體、分級葉輪和細粉排出管都安裝在上筒體6的筒體內部；3為分級錐體，4為細粉分選器，5為粗粉緩沖倉；圖2-38中3～6采用碳鋼制造，內部做防銹或耐磨及防粘處理。

ADW渦輪式微粉分級機包括氣體混合進料和粉狀進料兩部分。

（1）氣體混合進料過程　從粉體研磨設備出來的粉料進入氣粉混合器與空氣混合，由系統負壓風抽吸入分級機，經過位于粗粉緩沖倉中部的一根導向管，向上經分級錐體進入分級筒體中的分級區(qū)。水平安裝的分級機葉輪在電動機的驅動下高速旋轉，在其周圍形成強烈旋轉的渦流流場，粉料顆粒在流場中的前進過程中受到空氣曳力和離心力的雙重作用，細顆粒受到的空氣曳力大于離心力，作向心運動，可以穿過分級葉輪的葉片間隙，隨空氣一起由排氣管送出機外，經高壓脈沖收塵器捕集成為細成品，粗顆粒受到的空氣曳力小于離心力，會被葉片和離心力甩至筒壁處自由落下。粗粉在落至細粉分選器4處時，會被此處進入的旋轉的二次空氣流強烈淘洗，混在粗粉中的部分細顆粒再次被淘洗出來，隨氣流上升，再次進入分級區(qū)進行分級，最終的粗粉繼續(xù)下落到粗粉緩沖倉5的底部，由鎖風回轉下料器排出機外。至此完成一個分級循環(huán)。

（2）粉狀進料過程　從研磨設備出來的粉料進入斗提機，提升至分級機上部的料斗處，經回轉加料器將粉料加入分級機上筒體6的中部，在此與中心管吹來的空氣混合分散后進入分級區(qū)，隨后的分級、淘洗、排料等過程均與上面所述相同。

對于超細分級，建議采用氣粉混合進料方式工作，以提高分級精度和效率。對于一般細度分級，可采用粉狀進料，系統阻力小，能耗相應較低。

2.4.1.9　MS、MSS型微粉分級機

MS、MSS型微粉分級機是日本細川公司的兩款精細分級機。如圖2-39所示為MS型微細分級機的外形、結構與工作原理示意圖。它主要由給料管l、調節(jié)管8、中部機體5、斜管4、環(huán)形體6及安裝在旋轉主軸9上的葉輪3構成。主軸由電機通過皮帶輪帶動旋轉。其工作原理為：待分級物料和氣流經給料管1和調節(jié)管8進入機內，經過錐形體進入分級區(qū)；旋轉主軸9帶動葉輪3旋轉；葉輪的轉速是可調的，通過調節(jié)轉速可以調節(jié)分級粒度；細粒級物料隨氣流經過葉片之間的間隙向上經細粒物料排出口2排出，粗粒物料被葉片阻留，沿中部機體5的內壁向下運動，經環(huán)形體6和斜管4自粗粒物料出口10排出。上升氣流經二次氣流入口7進入機內，遇到自環(huán)形下落的粗粒物料時，將其中夾雜的細粒物料分出，向上排送，以提高分級效率。

通過調節(jié)葉輪轉速、風量、二次氣流、葉輪間隙或葉片數及調節(jié)管的位置，可以調節(jié)分級粒度。這種分級機的主要特點是：分級粒度范圍廣，可在3～150μm之間任意選擇。

如圖2-40所示為MSS型微細分級機的外形、結構與工作原理示意圖。

它主要由機身、分級轉子、分級葉片、調隙錐、進風管、進料和排料管等構成。其工作過程為：物料從給料管被風機抽吸到分級室內，在分級轉子和分級葉片之間被分散并進行反復循環(huán)分級，粗顆粒沿筒壁自上而下運動，由下面的粗粉出口處排出；超細粉體隨氣流穿過轉子葉片的間隙，由上部細粉出口排出。在調隙錐處，由于二次空氣的風篩作用，將混入粗粉中的細粒物料進一步析出，送入分級室進一步分級。三次空氣可強化分級機對物料的分散和分級作用，使分散和分級作用反復進行，因而有利于提高分級精度和分級效率。

這種分級機的特點是分級粒度較MS型更細，分級粒度范圍為2～20μm，可獲得d₉₇≤5μm的超微細粉體產品；產品粒度分布窄，分級精度較高。

咸陽非金屬礦研究院（QF-5A型）、咸陽陶瓷研究院（5F型）、西安飛機制造公司等也生產類似的微細分級機。QF-5A型分級機的主要技術參數如下：電機功率11kW；主軸轉速500～2600r/min；空氣耗量40～80m³/min；處理能力300～800kg；分級粒度（d₅₀）2～30μm。

如圖2-41所示為MSS型微細分級機的典型工藝配置。

2.4.1.10　ATP型超微細分級機

ATP型單輪分級機是德國ALPINE公司最先開發(fā)的渦輪式精細分級機，如圖2-42所示為ATP型單輪分級機的結構及工作原理示意圖。它主要由分級輪、給料閥、排料閥、氣流入口等部分構成。在如圖2-42（a）所示的上給料式裝置中，工作時物料通過給料閥5給入分級室，在分級輪旋轉產生的離心力及分級氣流的黏滯力作用下進行分級，分級后的微細物料從上部出口排出。在如圖2-42（b）所示的分級機中，工作時原料與分級氣流一起從下部給入。這種分級機便于與以空氣輸送產品的超細粉碎機（如氣流磨）配套。

如圖2-43所示為ATP多輪分級機的結構與工作原理示意圖。其結構特點是在分級室頂部設置了多個相同直徑的分級輪。由于這一特點，與同樣規(guī)格的單分級輪相比，多分級輪的處理能力顯著增大。

ATP型超微細分級機具有分級粒度細、分布窄、精度較高、結構緊湊、處理能力較大等優(yōu)點，常用于與流態(tài)化床對噴式氣流粉碎機、高速機械沖擊式磨機、球磨機等配套使用或與流態(tài)化床對噴式氣流粉碎機及高速機械沖擊式磨機做成一體，構成內閉路超細粉碎作業(yè)以提高粉碎作業(yè)效率、控制產品細度和粒度分布。這種分級機在非金屬礦物超細粉體材料的加工中得到了廣泛應用。