硅晶片切割用碳化硅是太阳能电池硅晶片生产中的重要消耗性物料。目前国内生产线切割用碳化硅的生产工艺多为球磨或者雷蒙磨粉碎（也有少部分企业使用气流磨），经过酸洗除铁后用溢流法分级。该工艺生产自动化程度低，生产周期长，酸洗会产生污染。

针对这些问题，国内某些知名企业从国外引进了新型的线切割用碳化硅干法工艺生产线。该生产线的核心设备是高压辊磨机和在线式粒度控制系统。该生产线生产出的碳化硅粉体颗粒多棱且具有锋利的棱角，具有高效的切割效率。且由于拥有在线粒度控制系统，生产的粉体粒度分布均匀且质量稳定。这种自动化程度极高的生产工艺，极大的改善了老的半自动生产线对技术工人的依赖性，基本排除生产工艺流程中的人为主观因素，大幅降低了人力资源投入同时提高了产品质量。

一、高压辊磨机

高压辊磨机工作原理为对辊碾压方式。由一对相向同步转动的挤压辊组成，其中一个为动辊，一个为静辊。已经经过破碎处理的初始物料从两辊上方给料口进入辊磨，通过碾压辊转动带入辊间，物料受到高压挤压作用后，变成密实的料饼从磨机下方送出。

高压辊磨机的结构主要由机架、压辊、轴承、驱动装置、喂料装置、液压、润滑和控制等系统组成。电机通过万向联轴器、减速机与安装在机架水平滑辊上的辊子系统(轴承和安装在轴承上的辊子)连接。挤压力的形成是通过两个直径相等、转速相同且相向旋转的辊子压力和物料自重压力构成的。两个压辊，一个为定辊，一个为可以前后小幅度水平移动的动辊。压力则通过高压油缸加载到动辊两端的轴承座上。

高压辊磨机的粉碎过程大致可以分为3个阶段：

1、加速区:最上端A区域为加速区，物料在这个区域受到了颗粒自身的重量、颗粒与颗粒之间的摩擦力和颗粒与挤压辊之间的摩擦力，使得物料加速下降，逐渐加速到或者接近于挤压辊的辊面速度。大部分较大的颗粒先被粉碎，并重新排列，颗粒间被细粒填充。

2、压缩区:中间B区域为压缩区，在挤压辊轴平面的倾角区域，压缩区内的物料受到较高的挤压力，每个颗粒都受到周边颗粒的挤压，挤压力在该区域达到峰值。

3、释放区:最下端C区域，在挤压力达到峰值以后，迅速下降为0并进入该区域。压缩区和释放区存在一个临界挤压角。

二、Insitec在线粒度监测系统

英国马尔文公司出品的Insitec在线粒度监测系统采用激光衍射粒度分析技术，能够对生产线上的气固或者液固两相流中的固相颗粒进行24小时的连续粒度分布测试，并将测试数据反馈给控制系统，从而实现对粉体生产线的粉体产品进行粒度分布实时监测和控制。这一先进技术被认为是粉体工业粒度控制的新思路。

Insitec在线粒度监测系统包括如下几个部分：现场监测主机、数模转换器、电脑和软件控制柜。Insitec在线粒度监测系统可实现0.25秒到30秒钟一次的数据采集频率。在稳定状态下，数据通过PLC连续输出到中控系统。系统利用控制软件做出智能判定，然后对分级机进行实时细微调整。这样就减少了粉体产品的粒度波动，使得粉体质量更加稳定；同时该系统也可以减少生产过程中的过粉磨现象，降低了原料损耗及能耗。

小结：碳化硅干法生产工艺，使用高压辊磨机用于碳化硅粉碎，其原理完全不同于传统粉碎工艺，粉碎效率有了大幅提高。滚压粉碎工艺大幅降低了粉体产品的铁含量，避免了高成本高污染的酸洗工艺环节。在线粒度控制系统的应用，实现了粉体的粒度实时控制和自动调整，真正实现了碳化硅粉体的自动化生产，且生产出的碳化硅颗粒粒型优于传统粉碎工艺，提升了产品品质。

(粉体圈 作者：梧桐)