物料的粉碎是許多行業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中不可缺少的一種工藝過程，粉碎的任務(wù)是提供具有一定粒度、粒度組成和充分解離而又不過粉碎的加工原料，以便于下一步的加工、處理和使用。經(jīng)過50多年的實(shí)踐和總結(jié)，通過對破碎與磨碎的能源消耗與利用、基建成本的差異和不同人磨粒度的磨礦成本與效益等不同方面和不同層次進(jìn)行的破碎與磨碎研究分析比較，粉碎領(lǐng)域正大力提倡“多碎少磨”的新工藝流程，即降低破碎產(chǎn)品最終粒度，增加細(xì)粒級在破碎產(chǎn)品中的含量，從而提高磨機(jī)的處理能力，達(dá)到降低破磨工序電耗和金屬消耗量、減少成本、增加經(jīng)濟(jì)效益，提高企業(yè)市場競爭力的目的。
俄羅斯圣·彼得堡“米哈諾布爾”科技股份有限公司經(jīng)過40多年研究，通過不斷改進(jìn)和完善，在大量的理論和試驗(yàn)工作的基礎(chǔ)上，終于研制成功了在破碎領(lǐng)域具有革命性突破的新型節(jié)能細(xì)碎設(shè)備——慣性圓錐破碎機(jī)。慣性圓錐破碎機(jī)以其先進(jìn)的破碎理論、獨(dú)特的設(shè)計(jì)思路、合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的性能代表了當(dāng)前世界圓錐破碎機(jī)的最高水平，能夠很好地滿足“多碎少磨”新工藝的要求。
1、GYP - 300慣性圓錐破碎機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)參數(shù)
CYP - 300慣性圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
慣性圓錐破碎機(jī)機(jī)體通過隔振元件座落在底架上，工作機(jī)構(gòu)由定錐和動錐組成，錐體上均附有耐磨襯板，襯板之間的空間形成破碎腔。動錐軸插入軸套中，電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過傳動機(jī)構(gòu)傳給固定在軸套上的激振器，激振器旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生慣性力，迫使動錐繞球面瓦的球心做旋擺運(yùn)動。在一個垂直平面內(nèi)，動錐靠近定錐時，物料受到?jīng)_擊和擠壓被破碎，動錐離開定錐時，破碎產(chǎn)品因自重由排礦口排出。動錐與傳動機(jī)構(gòu)之間無剛性聯(lián)接。由于其獨(dú)特的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，慣性圓錐破碎機(jī)與傳統(tǒng)的破碎設(shè)備相比，在使用及工藝等方面具有許多優(yōu)點(diǎn)心：(1)具有良好的“料層選擇性破碎”作用。由于是擠滿給料，被破碎物料在破碎腔中承受全方位的擠壓、剪切和強(qiáng)烈的脈動沖擊作用，料層內(nèi)顆粒相互作用，物料顆粒之間不斷改變方位，由于物料顆粒越小，晶格缺陷越少，強(qiáng)度越大，因此強(qiáng)度大的小顆粒可破碎相鄰的強(qiáng)度小的大顆粒；在等強(qiáng)度顆粒中，那些品格缺陷與剪切力方向重合的顆粒被破碎。這樣物料主要沿晶格間的區(qū)域破碎而不破碎晶體本身，破碎后的物料具有最低過粉碎，從而實(shí)現(xiàn)了物料的“選擇性破碎”，產(chǎn)品粒型好。料層阻止破碎腔的襯板直接接觸，防止襯板互相研磨，避免研磨下來的金屬污染被破碎的物料，從而使研磨體耗量大大降低，延長了襯板的使用壽命。單位破碎比功耗僅為普通設(shè)備的一半左右。
(2)破碎比大，產(chǎn)品粒度可調(diào)。該機(jī)的破碎力與被破碎物料硬度及充填率無關(guān)，主要取決于偏心靜力矩及轉(zhuǎn)速。調(diào)節(jié)偏心靜力矩、激振器轉(zhuǎn)速和排料間隙，可很方便地調(diào)節(jié)所需的破碎比(4—30)，根據(jù)需要可有效地防止過粉碎，提高某粒級段的產(chǎn)率或相反增加細(xì)粉的產(chǎn)量。
(3)技術(shù)指標(biāo)穩(wěn)定，襯板磨損對產(chǎn)品粒度影響不大。
(4)操作安裝方便。由于整機(jī)采用二次隔振，基礎(chǔ)振動小，安裝時不需要地腳螺栓和龐大基礎(chǔ)，可作為移動式選廠的組成部分，工作噪音小。
(5)良好的過鐵性能。由于動錐與傳動機(jī)構(gòu)之間無剛性聯(lián)接，如果物料中混入不可破碎物體，動錐暫時停止運(yùn)動，激振器將繞動錐軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動，絕對不會破壞傳動系統(tǒng)和主機(jī)。
(6)簡化碎磨流程，減少輔助設(shè)備臺數(shù)。該機(jī)充滿給料，無需給料機(jī)，產(chǎn)品粒度細(xì)，粒級窄，無需振動篩構(gòu)成閉路，大大節(jié)省設(shè)備和基建投資。
(7)應(yīng)用范圍廣。調(diào)節(jié)破碎機(jī)工作參數(shù)，可破碎任何硬度下的脆性物料。
CYP - 300慣性圓錐破碎機(jī)技術(shù)參數(shù)見表1。
2、工作參數(shù)對性能指標(biāo)的影響
慣性圓錐破碎機(jī)工作參數(shù)包括偏心靜力矩，排料間隙（動錐和定錐底部徑向間隙之和），激振器轉(zhuǎn)速以及破碎腔的形狀等。通過試驗(yàn)來調(diào)節(jié)破碎機(jī)的工作參數(shù)，可以改變破碎機(jī)的性能指標(biāo)，如產(chǎn)量、功耗和產(chǎn)品粒度組成等，以滿足不同性質(zhì)物料的不同要求。
2.1 偏心靜力矩和排料間隙對性能指標(biāo)的影響
表2為GYP - 300慣性圓錐破碎機(jī)破碎湖南郴州某有色金屬礦鎢鉬礦石（硬度，= 11～13，給料粒度為0—25 mm）時，不同偏心靜力矩和排料間隙時破碎機(jī)的性能指標(biāo)。從表2可知：
(1)隨著偏心靜力矩的增大，產(chǎn)量提高，單位功耗下降，產(chǎn)品粒度減小。這是因?yàn)槠撵o力矩增大，破碎力隨之增大，增加了物料進(jìn)一步破碎的可能性，而且動錐振幅增大，有利于排料，因此產(chǎn)量提高，產(chǎn)品粒度減小。雖然隨著偏心靜力矩的增大，增加了激振器的慣性阻力，破碎機(jī)的負(fù)荷（襯板及軸承負(fù)荷等）增加，所消耗的總能量也增加，但由于產(chǎn)量提高了，單位功耗還是下降的。
(2)隨著排料間隙的增大，產(chǎn)量提高，單位功耗下降，產(chǎn)品粒度增大。這是因?yàn)榕帕祥g隙增大，增加了被破碎物料尤其是較大顆粒物料被排出的可能性，通過量增加，因此產(chǎn)量提高，也使破碎機(jī)總功耗增加，但其相對值——單位功耗是下降的。排料間隙對產(chǎn)品粒度組成的影響很大，調(diào)節(jié)排料間隙，可很方便地調(diào)節(jié)所需的破碎比。
(3)第10組試驗(yàn)的排料間隙為9mm，功耗為2. 28×5.09= 11. 6kW，超過了CYP - 300慣性圓錐破碎機(jī)的裝機(jī)功率llkW，這在實(shí)際工作中是不允許的。慣性圓錐破碎機(jī)最大排料間隙的物理意義可解釋為：電機(jī)傳給動錐的功率正好可以抵消破碎過程的功耗。破碎機(jī)的排料間隙超過所允許最大排料間隙會影響破碎機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.2激振器轉(zhuǎn)速和腔內(nèi)壓力對性能指標(biāo)的影響
圖2為GYP - 300慣性圓錐破碎機(jī)破碎鎂砂時
激振器轉(zhuǎn)速和破碎腔內(nèi)壓力與性能指標(biāo)的關(guān)系。
圖2(a)和(b)的三條曲線均表明：
(1)增大激振器轉(zhuǎn)速，產(chǎn)量降低，產(chǎn)品加權(quán)平均粒度減小。這是因?yàn)榧ふ衿鬓D(zhuǎn)速增大，不但增加了破碎的次數(shù)，也增大了破碎力，因此產(chǎn)品加權(quán)平均粒度減小。激振器轉(zhuǎn)速增大后，動錐的旋擺頻率增大，增大了排料阻力，使產(chǎn)量降低，但隨著激振器轉(zhuǎn)速增大，破碎力按平方增大，使動錐振幅增大，減緩了激振器轉(zhuǎn)速增大對產(chǎn)量降低的影響。隨著激振器轉(zhuǎn)速增大，單位功耗增加，所增加的功耗用于使產(chǎn)品粒度被破碎得更細(xì)。
(2)增加破碎腔內(nèi)壓力，提高了物料層的密實(shí)度，增大了物料顆粒被破碎的可能性，因此產(chǎn)量提高，產(chǎn)品加權(quán)平均粒度減小。
3、應(yīng)用情況
慣性圓錐破碎機(jī)已廣泛用于金屬及非金屬礦山、冶金、建材、耐火材料、磨料磨具、玻璃、陶瓷、化工等行業(yè)的物料破碎領(lǐng)域，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
3.1鋼渣
鋼渣中含有鋼粒和金屬物，質(zhì)地堅(jiān)硬，抗壓強(qiáng)度為169~ 306MPa，沖擊強(qiáng)度為15次，奠氏硬度為5—8，細(xì)碎非常困難。用GYP - 300慣性圓錐破碎機(jī)破碎鋼渣，鋼渣原料組成為：- 25～+10 mm占76. 3%，- 10一+5mm占10, 4%．-5 ~0 mm占13. 3%，破碎產(chǎn)品取樣篩分結(jié)果見表3。
產(chǎn)量為1. 36Uh，鋼渣中的鋼粒被軋扁排出，“鋼”和“渣”被徹底地解離，沒有“卡鋼”問題。
3.2碳化硅
碳化硅分為綠碳化硅和黑碳化硅。綠碳化硅主要化學(xué)成分SiC占99%，還含有少量的C和Fe203，密度不小于3.18g／crri3，莫氏硬度為9.6級。黑碳化硅主要化學(xué)成分SiC占98. 3%，還含有少量的C和FeO，，密度不小于3.12g/cm3，莫氏硬度為9.5級。碳化硅一般用作磨料，也可作為高級耐火材料。
內(nèi)蒙古赤峰市某金剛砂廠采用GYP - 300慣性圓錐破碎機(jī)破碎綠碳化硅，在給料粒度為- 25 mm時，破碎取樣篩分結(jié)果見表4。
青海化隆縣某磨料廠選用一級黑碳化硅為原料，年產(chǎn)磨料(+0. 053mm) lOOOt和微粉2001(一0. 053mm)。原設(shè)計(jì)為三段粉碎工藝流程：顎式破碎機(jī)-圓錐破碎機(jī)一磨機(jī)。使用GYP - 300慣性圓錐破碎機(jī)后發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)節(jié)破碎機(jī)工作參數(shù)，可以直接同時生產(chǎn)出磨料和微粉，且產(chǎn)量完全能滿足設(shè)計(jì)要求，完全可以不用磨機(jī)，三段粉碎工藝流程可以簡化為兩段。在排料間隙為5.5 mm時，產(chǎn)量為750kg/h，取樣篩分結(jié)果見表Sc31。
3.3石英
貴州某礦業(yè)公司破碎熔融石英，要求產(chǎn)品粒度-0.1mm< 15%，+3mm< 20%，用GYP - 300慣性圓錐破碎機(jī)進(jìn)行了六組不同參數(shù)下的試驗(yàn)，各粒級產(chǎn)率見表6。
從試驗(yàn)結(jié)果可知，調(diào)節(jié)破碎機(jī)的工作參數(shù)，很容易達(dá)到所需要求。
4、結(jié)語
與傳統(tǒng)破碎設(shè)備相比，慣性圓錐破碎機(jī)作為物料加工的細(xì)碎設(shè)備，能實(shí)現(xiàn)物料的選擇性破碎，滿足“多碎少磨”新工藝的要求，具有破碎比大，產(chǎn)品粒度細(xì)而均勻，而且單位電耗低，能破碎任何硬度的脆性物料的優(yōu)點(diǎn)，是一種理想的節(jié)能超細(xì)破碎設(shè)備，在金屬及非金屬礦山、冶金、材料、化工、磨料、建材等行業(yè)的物料破碎加工領(lǐng)域具有極其廣闊的應(yīng)用前景，推廣使用可產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
