涂附磨具网

黄道树

内容提要：本文作者集40年磨料加工的工作经验，近年来陆续发表一系列文章，有魄力的企业家们可以借鉴和试验。本篇着重讨论了磨料的大粒问题、整形问题和清洗问题，这些都是提高和改善磨料质量的题眼。

关键词：磨料 破碎 分选 整形 清洗 个别大粒 筛分

常规的磨料加工方法，无非是三大类过程，一是破碎过程，无论采用何种设备，不过是大块变小块，小块变砂粒就算完成任务了。其二是分选过程，按颗粒大小分成若干个档次，是为筛选；按含不含铁质分成磨料和含磁性颗粒，是为磁选；无论如何破碎，总会产生粉尘，粉尘是不讨人喜欢的，除去粉尘的方法，是为清洗；其三是整形过程，无论采用何种破碎设备，总有若干颗粒形状不尽如人意，为了这些不尽如人意的颗粒，人们往往想到使用整形措施来加以改善。据了解国内的磨料企业很少采用整形的，十几年前一侨商在国内投资一家刚玉加工企业，笔者有幸主持了这家企业的工艺设计。我们大胆展开思路，设置了几处国内没有先例的设计，整个工艺布置比国内其他企业多出了清洗设计，改善了磨料清洁度，多出了整形设计，改善了颗粒形状，致使该企业的磨料质量比其他企业高出一个档次，售价也高出一个档次。该侨商对磨料生产颇有些见地，工作颇有魄力，无论有无先例，只要你说的有道理，他就拍板。就这样，一个有魄力的老板，遇到了一个大胆的设计师，一条新的磨料生产线就形成了。

回顾一下这套整形设计，它虽然已经成为国内磨料整形的先例，但仔细分析仍有不尽如人意之处。整形的目的，是要将针、片状颗粒转变成接近等积形的颗粒。笔者曾在本刊2010年第4期上发表过一篇论述颗粒形状的文章，笔者估计有2/3以上的颗粒是不需要整形的，只有1/3以下的颗粒才需要整形，现在一股脑全部整形至少是消耗了能源，不符合低碳经济的原则。依笔者设想，预先将那2/3的等积形颗粒富集区分选出来，只将那1/3的针、片状颗粒富集起来进行整形，岂不是更合理些吗？整形的思路算是已经理清楚了，以下的讨论不再涉及整形问题。

下面谈谈破碎问题、磁选问题、筛分问题和清洗问题。对于前三个问题，笔者在《中国研磨》杂志总第27-29期连发三篇小谈论：“筛分设备信口谈”（发表时刊物更名为“筛分设备之我见”）、“磁选设备土洋谈”、“破碎设备古今谈”，主要谈了设备问题，现在对常用的工具物——筛网，谈几点个人的看法。

磨料粒度标准中有一项最粗粒指标，行业内俗称“个别大粒”，它是从哪里来的呢？当然是在生产中用筛网筛出来的。生产中所用筛网的公称尺寸明明小于“个别大粒”的尺寸，何以会有“个别大粒”进入筛下物中呢？这就要从筛网标准和筛孔的结构说起。

筛网标准的一个指标是网孔公称尺寸，被检的筛网实物是为网孔平均尺寸，这个平均尺寸应当等于公称尺寸，但实际上是办不到的，标准允许正负5%左右的公差。其二“大筛孔”，这项指标大约是网孔尺寸大于公称尺寸10%至20%左右的网孔限定一个尺寸范围和在网面上所占比例。其三“特大网孔”，这项指标是指网孔实际尺寸大于公称尺寸20%至30%的特大孔限定一个尺寸范围和数量极限。其四“最小网段长度”，这项指标咋看似乎与筛网质量关系不大，其实也是一项重要指标。筛网如果在某个部位出现问题太多，在这段上检查会不合格，标准允许在此处开剪，造成两个端头，形成网边，标准规定网边几公分内的缺陷是不计算的，有些高目数细网最小网段只有30-50cm，显示了标准制订者的一些人性化思路，在这里高抬贵手，把筛网上既成事实的缺陷设法放过去了。这项指标对使用者来说却不是什么福音，使用者还需要将它们一段一段接长才能使用，接长筛网的工作实在不简单，而且接头在筛面上也不起什么好作用。有鉴于此，笔者在参加过的几次筛网标准讨论会上，一直主张筛网不要断开，只需将缺陷处作出标记即可。

筛网既允许有大孔，其筛分产品自然有粗粒，粗粒在某种允许的数量范围内就许可放行了。但是时常还出现“个别大粒”，比粗粒的尺寸还更大些，而且多年来“个别大粒”现象一直无法根除。这就需要讨论一下网孔的结构了。

金属丝编织方孔网在磨料筛分中应用最多，这里以方孔网的网孔结构进行分析，笔者从密纹网的作用得到启示。众所周知，密纹网在投影方向上是没有孔的，但在使用中却有过滤作用——有孔，从这里启发我们来思考方孔网的网孔结构。方孔网的单个网孔的结构如图1，我们设定网孔制造上没有任何缺陷，网孔投影符合几何学的正方形，相邻两个筛丝在投影方向上是平行的，但在一个网孔的长度上，两个筛丝的空间位置却是不平行的。一个筛丝在一个网孔的长度上两端高度相差一个筛丝的直径。这就不难算出一个网孔边部两个  

筛丝的空间距离大于其投影距离。这就形成了一个网孔的空间透筛面积，不是正方形，而是一个四边大于中间的不规则方形，这么个不规则网孔，其实际尺寸显然大于a2了，磨料粒度又是不规则形状，在高频振动的情况下，难免没有尺寸大于a的颗粒通过，一旦通过就构成了“个别大粒”。笔者可以断言：磨料筛分的个别大粒问题，将是伴随磨料生产始终的问题，永远也不会彻底解决。为了解决这个问题，笔者提出两个办法，有热心者不妨一试。

方法一：筛分工序有意减少磨料中的粗粒含量。比如标准允许粗粒不多于30%，我们可故意将粗粒筛到只有百分之十几，这样出现个别大粒的几率就小多了。这种方法使整个粒群变细了一点，在使用性能上可能有感觉，但从法律层面论，则是合理合法的，无可非议。

方法二：标准检具不妨有意与人为善一点，检查个别大粒专门选用正公差范围的筛网。笔者当年曾带二砂一个采购组去筛网生产厂选一批平均网孔正偏差（在公差范围内）的筛网，专门用于检查个别大粒，结果立竿见影，全厂上下一片拍手称快。这种方法也是在合理合法的前提下，应用所掌握的标准知识，利用筛网标准的公差，解决磨料生产的难题。

“个别大粒”问题还有一项可供讨论的，就是对标准文本的解读问题。粒度标准指标对每个粒度号都规定了一个需100%通过的筛网，在普通磨料的检验中，不论是国际标准还是先进国家标准所规定使用的量具——天平的感量都规定为0.1克。而在超硬磨料标准中，规定检查粒度的天平的感量却是0.01克，这相差一个数量级的差异，不会是无缘无故的吧！准确理解应该是各类磨料原本就只需要这个精度，任何工业生产都是有误差的，标准规定一定的公差范围，产品的实际偏差进入公差范围，就视为合格。无缘无故的加严指标，对工业生产是不利的。回到普通磨料个别大粒的检验问题上来，几双眼睛盯着那个200mm见方的筛网上确实没有任何砂粒了才算100%通过，还是以规定的感量0.1克天平感不到了算100%通过，其结果是大不相同的。笔者已是一个已退休的老人，所谓“人之将死，其言也善”。从标准的角度解释，希望在标准许可的情况下，管理者发点慈悲，得宽松时且宽松。如能如此解读标准条文，将是生产者的一大福音。

下面谈谈清洗问题。清洗是为改善磨料质量的，特别是对于涂附磨具用磨料，颗粒的清洁更显得重要。清洗磨料无非是除去颗粒上的粉尘，粉尘是破碎过程中与磨料同时生成的，一经粘附在一起就难以分离。所想到的方法无非是水洗法、风洗法，两种方法分别讨论一下。

水洗法：顾名思义，是将磨料加入水中，加以清洗，磨料变干净了，水变脏了。洗过的磨料的烘干并不是一个简单的事情，清水变成污水，再要把它变成清水就成难题了，直接放掉，环保部门通不过，也造成水的浪费。水资源在中国本来就是比较缺少的资源，此法能不使用还是尽量不使用的好。

风洗法：是用气流将磨粒上的粉尘吹吸走，以达到清洁磨粒的目的。但是经验告诉我们，粉尘粘附在磨粒上，是难以弄走的。风速高了，连磨粒一块吹走，风速低了，粉尘吹不掉，达不到清洗的目的。进退两难，好在这个清洗气流是人造的，设计师可以把它放在任何位置上。比如，我们将这个气流放在破碎机的出料口处，使粉尘与颗粒在尚未粘附之前把它们分开，不使其粘附，不就解决了吗？

众所周知，经破碎的磨料其颗粒尺寸从大到小是连续分布的，要想从某个尺寸断开是很困难的。比如在风洗法中，我们希望从20μm断开，大于20μm的颗粒留在磨料中，小于20μm的进入粉尘中，这是办不到的，不论使用什么方法都不行。为了使磨料干净些，必须使20μm以粗的一部分颗粒也带入粉尘中，粗到50μm甚至100μm的颗粒都有，因此又要设法把这些颗粒找回来。笔者推荐所选用的除尘器：一级除尘器效率要低一些，主要收集相对较粗的颗粒，此部分物料用来筛分细级别磨料，可以回收一些成本。二级除尘器负荷大一些，也是合算的。

笔者主张：能用风洗的应该尽量不用水清洗。这是个经济问题，也是个社会问题。

本文提出的是否是一种可以改善磨料质量的方法，有魄力的企业家们不妨试一试。

作者简介：黄道树：河南镇平人，1936年出生，1956年赴郑州砂轮厂（即第二砂轮厂），开始了毕生的磨料磨具事业。1980年晋升为磨料工程师，在刚玉加工工艺和磨料标准化方面做了大量的工作，是我国磨料磨具工业中的抛光膏的开拓者，1995年退休。