論現(xiàn)代破碎理論與破碎設備

韓宇杰,隋寶峰,王桂清,隋曉鵬（山東黃金礦業(yè)（玲瓏）有限公司,山東　招遠　265419）

論現(xiàn)代破碎理論與破碎設備

韓宇杰,隋寶峰,王桂清,隋曉鵬
（山東黃金礦業(yè)（玲瓏）有限公司,山東招遠265419）

摘要：礦業(yè)在我國經(jīng)濟發(fā)展中占有重要地位，為整個社會的發(fā)展提供重要的動力。粉碎是實現(xiàn)礦物加工的重要手段，而粉碎過程中會造成較大的能源消耗，破碎理論的日趨成熟使得破碎設備的節(jié)能降耗成為可能。本文對現(xiàn)代破碎理論與破碎設備進行了論述。

關(guān)鍵詞：破碎理論；破碎設備；石料

選礦設備與選礦工藝技術(shù)的發(fā)展是同步的，選礦設備水平不僅是選礦工藝水平的體現(xiàn)，也直接影響著生產(chǎn)過程、產(chǎn)品質(zhì)量和綜合經(jīng)濟效益，因此國內(nèi)外非常重視選礦設備的開發(fā)和應用。礦物加工是礦業(yè)發(fā)展的一個重要環(huán)節(jié)，而粉碎是礦物加工中的關(guān)鍵。如果粉碎在進程中可以控制好能耗，那么就會創(chuàng)造相應的經(jīng)濟效益。破碎理論已經(jīng)取得一定的成就，正在趨于成熟，為破碎設備的節(jié)能功能的實現(xiàn)提供了理論依據(jù)。

1　破碎理論概述

1.1傳統(tǒng)破碎理論

19世紀中期，對于粉碎與能耗的研究就已經(jīng)開始展開，很多研究人員提出了自己的觀點，這一時期最為著名的三個理論就是雷廷格爾提出的“面積說”、基克提出的“體積說”，再者就是龐德（Bond）的“裂縫說”，三者的表達式分別如下：

dA1=rds（Ritinger理論）

dA2=kdv（Kick理論）

w=w1（Bond理論）

這三個公式可以經(jīng)過統(tǒng)合,由沃克公式進行表達:

可以通過上述等式對前面三個公式進行反向推導，當n分別取1,1.5以及2三個值的時候，對上述等式進行積分，就可以得出上述三個等式。在表示力度的方式上，Riting理論采取的是調(diào)和平均徑，Kick理論采取的是加權(quán)幾何平均徑，最后的Bond理論則是采用方孔篩寬的大小。以上三個理論在現(xiàn)實中的應用分別描述不同的粉碎情況，因而彼此并不沖突。Riting理論適用于物料顆粒較粗的情況；Kick理論則是較為精確地反映了細粒物料的粉碎情況；而Bond理論則適用于中粒物料的粉碎。

1.2層壓破碎理論

20世紀80年代，相關(guān)學者在研究過程中觀察到，正常空氣條件下，已破碎的碎片在進行撞擊后又發(fā)生再次破碎，經(jīng)測算，一次破碎的碎片攜帶的動能為破碎總能量的45%。如果能夠?qū)Χ纹扑槟芰窟M行徹底運用，則可增加破碎的效率。有人從沖擊力與加壓力兩個層面對破碎效果進行對比，最終得出靜壓粉碎可以達到完全粉碎的效果。這說明靜壓粉碎的應用價值相對較大。如果將壓力值調(diào)到50MPa以上，那么大量顆粒就會在料層碎裂上節(jié)省能量。在以上兩點結(jié)論基礎(chǔ)上，擠壓破碎理論形成。這個理論顛覆了傳統(tǒng)理論的某些認識，強調(diào)破碎過程不僅僅發(fā)生在傳統(tǒng)理論所認知的位置，還發(fā)生在顆粒之間。這種現(xiàn)象的外在體現(xiàn)是在破碎室中破碎效果最佳位置出現(xiàn)致密的顆粒層，讓滿足需求的破碎功沖入顆粒當中，層壓破碎開展的同時，將碎片進行的二次破碎效應進行發(fā)揮，在很大的程度上提高破碎的效率。這種情況下，在出料口較為寬敞的情況下也可產(chǎn)生很多細碎的顆粒。顆粒之間的互相作用就可以進行針對性的破碎，讓針狀和片狀等強度不高的物料先破碎，可得到大量的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。基于這個理論產(chǎn)生了顎式破碎機。

1.3自沖擊破碎理論

20世紀80年代，由新西蘭兩位專家鉆研得出。以往的破碎機破碎都是通過板錘敲擊物料變成現(xiàn)實的。在旋轉(zhuǎn)過程中板錘需賦予物料以及物料破碎的雙項動能，自身的旋轉(zhuǎn)也在耗費能量。它在破碎方式上已經(jīng)發(fā)生了重大改變，實現(xiàn)了顆粒之間的互相碰撞破碎。其原理為，其中的一些顆粒在旋轉(zhuǎn)的作用下被賦予動能，另外的顆粒以圓錐形的方式散落而下，受到?jīng)_擊發(fā)生破碎，還有一些顆粒對整個設備起到了保護作用。這種破碎的過程具有較強的針對性，針片狀的物料的數(shù)量必須小于10%。這個設備對負支撐進行了較大的改變，使各方面的系數(shù)都表現(xiàn)出優(yōu)良的特點。

2　破碎設備概況

2.1顎式破碎機

目前通常見到的顎式破碎機是由傳統(tǒng)的機型經(jīng)過近代化工藝的改造形成的。顎式破碎機本身具有一個最致命的缺陷就是，它在一次工作流程當中只能進行一半時間的破碎任務，改革開放以來，我國在這個設備上的研究中取得了一系列成果。比如我國的專家王宏勛和他的學生將“動態(tài)嚙角”應用到其中，成功研發(fā)出深腔顎式破碎機，在當時的社會上造成了較大的反響。這個設備能在其他條件相同的情況下，比同類設備提高20%的效率，齒板的使用時間則可以提升大2倍左右。除了上述的機型之外，還有顎輥破碎機、大傳動角顎輥破碎機以及雙動顎式破碎機等。

2.2單齒輥破碎機

單齒輥破碎機的應用領(lǐng)域為煤炭的破碎。但是這種設備的效率不高、構(gòu)造過于繁復，于是Φ915mm單齒輥破碎機出現(xiàn)了。這個設備將彈簧的拉力由原本的；拉力改為推力，彈力達到了490kN,還配有M 100×4螺紋，上面有兩個螺母。左邊的是用來對顎板進行調(diào)整的，右邊的則是用于彈簧的彈力調(diào)節(jié)。拉桿就在設備的支座上面，支座上面的孔是可以拉成矩形的，可以實現(xiàn)物料的密度調(diào)節(jié)。如此的設計使得拉桿伸長變短，讓構(gòu)成更加嚴謹。

2.3回轉(zhuǎn)式破碎機

這種設備最早的出現(xiàn)時間為20世紀60年代，但是當時都是大型的礦產(chǎn)開采，這種設備沒有應用空間。而到了80年代，中小型的礦業(yè)開始出現(xiàn)，而且快速向前推進，這個時候的一些學者開始重視回轉(zhuǎn)式破碎機的研究工作。這個設備的破碎原理為，轉(zhuǎn)輥的離心旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生動能，沖擊物料，實現(xiàn)破碎。其破碎腔嚙角可實現(xiàn)動態(tài)和靜態(tài)兩個方面的功能。與其他設備不同的是，其破碎腔嚙角由下到上逐漸增多，如此的設計有利于物料的排出。綜合以上原因，這個設備具有效率高、能量消耗小、設備的損耗小。該設備的破碎場景出現(xiàn)在轉(zhuǎn)輥的搖擺位置，腔中的物料的破碎順序為自上而下。破碎形式依靠擠壓、扭曲以及磨損等實現(xiàn)。當偏心從腔體中出去的時候，達到標準的物料顆粒從排口順利排出。這種設備具有高密度、高頻破碎以及強行排出等特點。

3　結(jié)語

破碎理論的研究將會取得越來越多的成果，我國的破碎機的發(fā)展將會朝著更加節(jié)能的方向發(fā)展，破碎機行業(yè)也出現(xiàn)了蓬勃的發(fā)展局面，能夠在未來國際的競爭中占據(jù)一席之地。相信各種設備的研發(fā)必定能為我國的礦業(yè)破碎事業(yè)作出重大貢獻。相關(guān)的破碎理論的不斷發(fā)展，為破碎設備的研發(fā)提供理論基礎(chǔ)。本文對破碎理論進行概述，解讀了國內(nèi)破碎設備的概況。

參考文獻：

[1]劉軍.氧化鉛鋅礦的浮選[J]．礦業(yè)快報，2006(10).