電子信息產(chǎn)業(yè)及太陽能光伏產(chǎn)業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)的重要增長點(diǎn)，而硅晶片加工業(yè)對這兩大產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要影響。江蘇省是我國最大的微電子及光伏產(chǎn)業(yè)基地，電子信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模居全國第二位，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模為全國第一，已基本形成了由硅晶圓制造加工到電子芯片及太陽能電池制造的產(chǎn)業(yè)鏈。硅晶片加工業(yè)是該產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán)。作為在硅晶片切割加工中的關(guān)鍵原材料，碳化硅磨削微粉的成功開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化無疑對本省的電子信息產(chǎn)業(yè)及太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有積極意義。
江蘇省連云港市硅資源豐富，水晶、石英的儲(chǔ)量和品質(zhì)均居全國首位。石英儲(chǔ)量達(dá)3億噸，其中包括適合碳化硅生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)石英砂。連云港市硅產(chǎn)業(yè)為國家級(jí)區(qū)域性支柱產(chǎn)業(yè)，主要產(chǎn)品硅微粉、石英玻璃制品、碳化硅磨料以及石英砂礦產(chǎn)等在國內(nèi)都具有重要地位。其中，普通綠碳化硅及碳化硅微粉的國內(nèi)市場占有率分別為50%和40%。然而，目前大多數(shù)碳化硅企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)總體上較為落后，產(chǎn)品附加值偏低，生產(chǎn)能耗大，因此企業(yè)亟須進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)和高附加值產(chǎn)品的開發(fā)。
硅晶片線切割用碳化硅微粉是高技術(shù)、高附加值產(chǎn)品，目前其國際市場價(jià)格約為普通碳化硅微粉價(jià)格的10倍，為普通石英砂價(jià)格的200倍左右，而且國內(nèi)外市場需求正處于高速增長期。然而，硅晶片線切割對碳化硅磨削微粉的晶相、純度、粒度分布、顆粒形貌、表面特性（親水性、分散性）要求極高。目前只有少數(shù)國外企業(yè)掌握了硅晶片線切割用碳化硅微粉的制造技術(shù)，如日本的FUJIMI株式會(huì)社、美國的Electro磨料公司、荷蘭的ESK-SIC公司和法國Saint Gobain公司等，國際市場被上述幾家企業(yè)所壟斷。其中FUJIMI株式會(huì)社規(guī)模最大，其技術(shù)水平及產(chǎn)品質(zhì)量均居世界領(lǐng)先地位，硅晶片線切割用碳化硅微粉的供應(yīng)量占世界市場的60%左右，也是Intel公司全球唯一碳化硅磨削微粉特約供應(yīng)商。
目前，國內(nèi)已有院校及企業(yè)在進(jìn)行硅晶片線切割用碳化硅微粉的研發(fā)工作，但試制品在6H晶相含量、顆粒形貌、親水性等關(guān)鍵指標(biāo)方面，與國際先進(jìn)水平還有較大的差距，產(chǎn)品尚無法進(jìn)入國際市場或替代進(jìn)口，國內(nèi)IC硅晶片線切割所用碳化硅微粉仍然依賴進(jìn)口。
在此背景下，連云港研磨廠與南京工業(yè)大學(xué)、東南大學(xué)聯(lián)合申報(bào)2006年度江蘇省科技成果轉(zhuǎn)化專項(xiàng)資金項(xiàng)目——“硅晶片線切割用6H SiC微粉材料的研究及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：BA2006049），并得到了江蘇省科學(xué)技術(shù)廳的大力支持。連云港研磨廣委托東南大學(xué)進(jìn)行6H晶型碳化硅微粉產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究與自動(dòng)測控系統(tǒng)研制和建設(shè)實(shí)施。雷蒙磨粉碎自動(dòng)控制系統(tǒng)是其中的一個(gè)子項(xiàng)目。
連云港研磨廠碳化硅粉碎、氣流分級(jí)設(shè)備是生產(chǎn)線中的核心設(shè)備之一。500噸中試項(xiàng)目研發(fā)設(shè)備成功地制備出了具有理想顆粒形貌的碳化硅微粉，但其生產(chǎn)設(shè)備需工人手動(dòng)操作，生產(chǎn)能耗大、效率低，難以保證規(guī)模化生產(chǎn)對產(chǎn)量、質(zhì)量穩(wěn)定性的要求。特別當(dāng)進(jìn)料過量時(shí)，極易造成堵塞、甚至燒毀電機(jī)的現(xiàn)象。
因此，隨著連云港研磨廠規(guī)模的發(fā)展壯大，市場對產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量需求的不斷提高，雷蒙磨粉
碎自動(dòng)控制系統(tǒng)的研制并投入使用已成為一項(xiàng)非常緊迫的任務(wù)。
連云港研磨廠雷蒙磨生產(chǎn)車間有6套雷蒙磨設(shè)備，雷蒙磨設(shè)備主要包括主機(jī)和分析機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)。下面簡要介紹雷蒙磨設(shè)備結(jié)構(gòu)組成和工作原理。
雷蒙磨是從國外傳入的一種制粉磨機(jī)，目前國內(nèi)生產(chǎn)較多，它適用各種礦粉制備、煤粉制備，如生料礦、煤礦、金剛石、碳化硅等材料的細(xì)粉加工。雷蒙磨從外形看像一個(gè)鋼制容器豎立，有迸風(fēng)、出風(fēng)口，中部有進(jìn)料口，其外形與MPS磨有些近似，但雷蒙磨磨棍回轉(zhuǎn)中心線是直立的，NIPS磨磨棍回轉(zhuǎn)中心線則是近似水平的。該機(jī)結(jié)構(gòu)主要由主機(jī)、分析器、鼓風(fēng)機(jī)、成品旋風(fēng)分離器、微粉旋風(fēng)分離器及風(fēng)管組成。其中，主機(jī)由機(jī)架、進(jìn)風(fēng)蝸殼、鏟刀、磨輥，磨環(huán)、罩殼組成。
雷蒙磨粉機(jī)工作原理：工作時(shí)，電磁振動(dòng)給料機(jī)將需要粉碎的物料從機(jī)覃殼側(cè)面的進(jìn)料斗加入機(jī)內(nèi)，懸掛在主機(jī)梅花架上的磨輥裝置繞著垂直軸線公轉(zhuǎn)，同時(shí)本身o轉(zhuǎn)，由于旋轉(zhuǎn)時(shí)離心力的作用，磨輥向外擺動(dòng)，緊壓于磨環(huán)，使鏟刀鏟起物料送到磨輥與磨環(huán)之間，因磨輥的滾動(dòng)碾壓而達(dá)到粉碎物料的目的。
風(fēng)選分級(jí)過程；物料研磨后，風(fēng)機(jī)將風(fēng)吹入主機(jī)殼內(nèi)，吹起粉末，經(jīng)置于研磨室上方的分析機(jī)進(jìn)行分選，粒度超出設(shè)定范圍的物料又落入研磨室重磨，粒度合乎規(guī)格的隨風(fēng)流進(jìn)入旋風(fēng)收集器，收集后經(jīng)出粉口捧出，即為成品。風(fēng)流由大旋風(fēng)收集器上端的回風(fēng)管回入風(fēng)機(jī)．風(fēng)路是循環(huán)的，并且在負(fù)壓狀態(tài)下流動(dòng)，循環(huán)風(fēng)路的風(fēng)量增加部分經(jīng)風(fēng)機(jī)與主機(jī)中間的廢氣管道捧出，進(jìn)入小旋風(fēng)收集器，進(jìn)行凈化處理。
雷蒙磨粉碎工藝的好壞很大程度上決定了碳化硅產(chǎn)品的規(guī)格和質(zhì)量的高低，如果碳化硅產(chǎn)品的粒度不夠，礦物粒子間不能達(dá)到充分分離，其產(chǎn)品的規(guī)格就不會(huì)太高；如果過磨就會(huì)過多消耗能源，生產(chǎn)效率低下。
可見，提高磨機(jī)的生產(chǎn)效率，降低磨機(jī)能耗，不僅能提高碳化硅徽粉產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，而且對降低生產(chǎn)成本，增加研磨廠的生產(chǎn)效益具有重要的經(jīng)濟(jì)實(shí)用價(jià)值．
本項(xiàng)目的主要工作就是對連云港研磨廠雷蒙磨車間設(shè)備進(jìn)行全面自動(dòng)化改造．其技術(shù)關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)研制能實(shí)時(shí)監(jiān)測雷蒙磨主機(jī)以及分析機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)工作電流，準(zhǔn)確判斷雷蒙磨、分析機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)的實(shí)時(shí)工作負(fù)荷大小，并據(jù)此對電磁振動(dòng)給料機(jī)控制囂及分析機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)變頻器進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化調(diào)節(jié)，使上述設(shè)備始終處于前后協(xié)調(diào)和最佳工況的粉碎自動(dòng)控制系統(tǒng)．
雷蒙磨粉碎、分級(jí)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研發(fā)成功及投入使用，能對電磁振動(dòng)給料機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)，保證粉碎主機(jī)始終工作在最佳負(fù)荷狀態(tài)，在保證質(zhì)量的同時(shí)大大提高了該工序的生產(chǎn)效．率，降低了能耗。分級(jí)自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，進(jìn)一步提高了碳化硅分選精度，方便、高效的提高了產(chǎn)品質(zhì)量。在出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)報(bào)警并關(guān)斷電源，避免了原先工人手動(dòng)操作極易出現(xiàn)的堵塞、甚至燒毀電機(jī)的故障，保護(hù)了現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備。該系統(tǒng)還避免了工人在環(huán)境非常惡劣工業(yè)現(xiàn)場人工調(diào)節(jié)，大大改善了其工作條件。雷蒙磨粉碎自動(dòng)控制系統(tǒng)不僅有效的降低了企業(yè)運(yùn)行、擴(kuò)建和維護(hù)更新的費(fèi)用，而且對丁促進(jìn)本地區(qū)碳化硅乃至整個(gè)硅產(chǎn)業(yè)的升級(jí)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化都具有重要的示范和帶動(dòng)作用。同時(shí)，本課題對PLC系統(tǒng)集成、自適應(yīng)PID控制算法、MPI通訊協(xié)議進(jìn)行了深入的研究，對以后相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研發(fā)具有一定的參考和借鑒作用。
三門峽富通新能源銷售雷蒙磨粉機(jī)、球磨機(jī)、雷蒙磨配件等。
