1、概述
超細
粉碎機及超細分級機的發(fā)展及使用與非金屬礦物工業(yè)的發(fā)展是密不可分的，尤其是近年來，我國非金屬礦物工業(yè)的發(fā)展使得超細粉碎及超細分級技術也得到了進一步提高。因此，筆者以非金屬礦物工業(yè)的發(fā)展為背景，來分析我國超細粉碎機及超細分級機的現狀及其發(fā)展的市場空間。
2、我國非金屬礦物工業(yè)現狀及其制備問題
目前中國的非金屬礦物工業(yè)已具有相當大的規(guī)模，產量和出口量都呈現增長趨勢。但國產的產品質量和檔次不高，不能滿足現代的高新技術和新材料產業(yè)發(fā)展的要求，許多非金屬礦物深加工產品還要依賴進口，如國內高中檔玻璃原料及電子級球形硅微粉完全依賴進口。
非金屬礦物許多都是白色礦物，對其進行深加工作業(yè)的第一基本要求就是提高其白度，其次就是保護石墨類鱗片和帶有纖維類礦物的礦物纖維。了解礦物的特性和對其深加工的要求，可以巧妙地組合工藝流程，達到節(jié)能、環(huán)保、簡易，且得到最好的精礦品位和最好的回收率的目的。
對非金屬礦物進行超細加工的目的主要是開發(fā)非金屬礦物在超微（細）粉體狀態(tài)的特殊性能。
2.1 充分發(fā)展小顆粒的各種效應7 7發(fā)展小顆粒粒子的各種效應是我們研究超細粉體的基本目的。由于超微（細）粉體將會帶來量子尺寸效應、小尺寸效應、表面效應及宏觀量子隧道效．應，這對開發(fā)非金屬天然納米材料（如石墨、沸石、高嶺土、硅藻土、珍珠巖等）和合成的非金屬礦物納米材料（如碳酸鈣、鈦白粉、二氧化硅、炭黑等）的用途都是十分重要的。
2.2先有高純化，再有超細化
高純化是為防止外來雜質的干擾，進而充分體現物質本身的特性。許多產品沒有高純化就沒法體現其價值，例如w(SiO2)為99.99%的超細粉目前我國僅限于試驗室成果，還沒有工業(yè)化實踐，而進口的高檔產品價格可達15萬元／噸，w（ZrO2）為99. 999%的超細粉價格為普通耐火材料用2r02粉的300多倍。
有了純度，才有可能談超細化，否則有了細度但是純度不夠要求，這等于是浪費人力、物力及財力。20年以前超微細粉體的研究對象是粒徑3um以上的粉體，十年以前則是粒徑1um以上的材料，而近幾年來已進展到研究納米級的。隨著顆粒粒徑的變小，材料本身更多的特性也將被開發(fā)。
2.3功能化與復合化的可能
功能化與復合化是人們對材料性能追求的結果，也是高新技術發(fā)展對材料的需求。人們對超微細粉體在某些方面的獨特功能進行研究并加以利用，同時人為地賦予它新功能，使其更好地為人們服務。
2.4精細化與特殊要求的關系
粉體材料的精細化涉及到它的粒徑、粒度分布、
顆粒形狀、比表面積、孔容、孔徑、晶相、導電率、磁
性、光吸收率、光導率等一系列的特性。不同特性的
粉體在應用方面具有不同的效果。例如我們通常所
用的用于封裝材料的Si02粉，顆粒形狀不同（角形
粉和球形粉）其封裝結果則完全兩樣；產品粒度分
布不同，其結果也相差許多。
3、我國超細粉碎機與超細分級機的研發(fā)
我國從1995至2005年10年間擁有近160個超細粉碎機專利，由此可以看出，我國超細粉碎機及超細分級機的發(fā)展概況。
3.1超細粉碎理論及實踐
3.1.1超細粉碎理論研究
破碎理論是解決物料粉碎與能量消耗關系的理論基礎，探索物料粉碎狀態(tài)與能量消耗之間的內在聯系，對指導制造更有利于粉碎、更節(jié)能的粉碎設備，對降低能耗、節(jié)約能源有重要的理論研究價值和重大的現實意義。
自19世紀，學者P．R，Von Rittinger提出了破碎理論的新概念以來，到上個世紀80年代加巴洛夫從結構化學的角度研究了粉碎能耗問題。破碎理論經過100多年的發(fā)展與完善，在粉碎領域起著重要的指導作用。但這些理論都在一定程度上存在不足及其局限性，從實際使用出發(fā)，三大粉碎理論都有各自的適用范圍，具有一定的片面性。隨著科學技術的發(fā)展，現有的理論落后于實踐，傳統(tǒng)破碎理論的缺陷與不足日顯突出，在許多領域已不能起到指導作用。為此，尋求更合理、更準確、更能反映實際粉碎狀態(tài)的破碎理論已迫在眉睫。
母福生認為物料變形、破碎過程十分復雜、它不是一個孤立系統(tǒng)，而是一個與外界有物質和能量交換的開放系統(tǒng)，也是一個由穩(wěn)態(tài)一漸變一突變的螺旋式演變過程，同時伴隨聲、熱等能量的耗散。要完整建立系統(tǒng)，建立物料粉碎功耗方程，需要多學科的理論做基礎，在多學科交叉融合的前提下，來建立功耗方程才可能更完善和全面，才能揭示物料粉碎這一復雜系統(tǒng)的內在演變機理。
吉曉莉基于流化床氣流磨粉碎機理，研究了粉碎腔內的工質壓強與噴嘴個數對SiC顆粒形貌的影響。提高粉碎腔內的工質壓強可增加粉碎強度；粉碎腔內采用兩個噴嘴以增加顆粒互相撞擊的機率是制備片狀SiC粉的有效方法。采用流化床式氣流磨加多級渦輪分級機的粉碎系統(tǒng)，可以制備產品質量較好的多級別超細SiC片晶微粉。
龔俊等用三維黏性流動計算軟件NUMECA對湍流粉碎機的吸入腔進行了定常三維紊流流場的數值模擬，得到了吸人腔內部流場的壓力分布和速度分布，直觀地顯示了吸入腔內部的流動現象，為后續(xù)階段的整機聯算奠定了基礎。
王燕民用高壓輥磨與攪拌磨構成的復合粉碎系統(tǒng)進行了濕法超細研磨碳酸鈣物料的試驗，試驗結果表明：該系統(tǒng)能有效地提高物料細度并降低能耗，這可能與顆粒在高壓輥磨受壓后產生微裂隙有關；高壓輥磨預磨次數明顯地影響攪拌磨的最終產品粒度和節(jié)能效果；經模擬各種不規(guī)則形狀顆粒破壞行為表明，顆粒受壓時產生微裂隙的現象與其各向異性和應力分布有關。各種理論研究表明，超細粉碎理論應該與現行的三大粉碎理論有不同的表現方式，但如何能正確表現，還有待粉碎界人士共同努力去研究，期待早日出現一個完整的表達公式。筆者提醒粉碎機的開發(fā)商注意：①開發(fā)粉碎細物料設備的思考方法不同于粉碎粗粒物料的；②超細粉碎機的開發(fā)應該是多力場的。
3.1.2超細粉碎機械
我國超細粉碎技術起于上世紀60年代；在引進、消化、吸收、研制一系列運作下，到上世紀80年代開始生產國產粉碎機，如指狀粉碎機、塔式磨機、氣流磨等；到上世紀90年代中期，我國已基本形成自己的超細粉碎機的生產序列，但由于超細分級機要符合流體力學原理，研制難度大一些，因此研制者較少。
超細攪拌磨始于1928年，1952年美國杜邦公司推出立式砂磨機，上世紀80年代Drais公司開發(fā)成功DCP環(huán)隙式攪拌磨，使粉碎分散效率大大提高。近年來，德國和日本正在研發(fā)亞微米、納米超細攪拌磨，如S型、C型和ZR120型離心式超細攪拌磨。
長沙礦冶研究院研制的LXJM大型超細攪拌磨機，從筒體、攪拌器和傳動裝置等方面優(yōu)化了攪拌磨的設計，并應用于造紙涂布用亞微米重質碳酸鈣的濕法超細加工中，其產品滿足造紙工業(yè)的要求。
邱益等推出的一種CGM60-B錐擺式攪拌磨，其特點是：提高每個循環(huán)對物料注入的載荷強度，即提高單位工作容器注入能量密度；改變磨球和物料運行軌跡，增加物料流的紊亂運動，造成運動方向多維性；解決了磨機內部能量轉移問題。
丁浩開發(fā)了一種改進型的懸輥式粉磨設備——DHM型磨機，它是單一粉磨設備，可與分級機組成配套工藝使用。該機與傳統(tǒng)的懸輥磨（雷蒙磨）相比，磨輥為多層，并因其高速旋轉實現了碾磨的連續(xù)化。
金振中等認為：氣流粉碎機以熱壓縮空氣為工作介質，一方面能夠提供較大的粉碎力，有利于產品的細化；另一方面，在所得產品粒度基本相同的前提下，使用熱壓縮空氣比使用過熱蒸汽更為經濟。而且金振中等為此提出了一種簡單易行的熱壓縮空氣加料器噴嘴設計。據此設計制造的以熱壓縮空氣與工作介質的強力氣流粉碎機已應用于超細粉體的實際生產中，并取得了良好的經濟效益和社會效益。
段江濤[IO]對以硅、錳、鉻、銅為主要合金元素，加入少量釩、鈦、硼、氮和稀土元素進行微合金化和變質處理，在空冷淬火條件下，獲得了綜合性能優(yōu)良的貝氏體組織。該低合金空冷貝氏體鋼生產工藝簡單、貴金屬元素加入量少，生產成本與高錳鋼相當，且該材料具有優(yōu)良的強韌性和耐磨性，若應用于超細粉碎機械中，經濟效益顯著，值得推廣應用。
3.1.3超細粉碎機械小結
從總體上來講，目前國內超細粉碎機的基本情況如下：
1、國內與世界各國定型的機種基本上處在同一水平，國外生產的定型產品國內多有生產；
2、某些機種比國外還先進，如各式改進型雷蒙磨，上下都帶粉碎（刀頭）錘頭的改進型ACM機，新型多力場GYM億豐磨，以及這幾年新發(fā)展的一些有特點的試驗定型新機種；
3、總體上，我國對超細粉體的技術研究與設備開發(fā)比先進國家晚許多，因而在設備研制上起步也晚，基礎差、起點低，再加上制造企業(yè)各方面的因素，設備制造的總體水平與國外有差距；
4、國內生產設備沒有相關的統(tǒng)一標準（包括行業(yè)標準和國家標準），生產的設備名稱、型號不統(tǒng)
一，讓使用者很茫然。
3.2超細分級理論及實踐
3. 2.1超細分級理論
對于超細物料的濕式分級，水力旋流器的應用與推廣在國內已有幾十年的經驗，成熟的使用經驗使得其生產企業(yè)穩(wěn)步發(fā)展；干式分級是非金屬礦物超細粉體的主要分級方法，主要分級機有日本引進的MS、MSS和德國的ArIP的單輪或多輪渦輪式分級機。干式超細分級實際上目前在向亞微米級（平均粒徑0.5—1.0 ILm）的方向發(fā)展。許多國外的廠商已開始探索采用機械法生產高純度納米粉的研究，這也是我國超細粉碎研究者奮斗的目標。
孫國剛等根據對離心式空氣分級機分級理論與流場的研究，找出了影響分級粒徑和分級精度的主要因素，總結了一套細粉空氣分級的設計方法，并為國內3家企業(yè)設計了5套催化劑細粉分級生產裝置，成功地將催化劑中粒徑小于20um的細粉含量控制在1. 5%一30%，使國產裂化催化劑產品粒度分布達到國際市場的要求。
馮永國等認為，粉體顆粒在空氣中具有強烈的團聚傾向，是因為顆粒間存在著強烈的吸引力。空氣濕潤時，粉體的團聚主要是液橋力造成的；而在干燥條件下，則由范德華力引起。分級的首要任務是分散顆粒，使其處于單分散狀態(tài)，這樣才能提高粉體的流散性，也就是說超細粉體的分級技術在于顆粒分散。
王長會等n5 3通過理論分析和公式推導，建立了產品粒徑與分級機轉子結構參數之間的關系式，認為在分級機轉速和通風量一定的情況下，轉子結構參數影響產品的最大分級粒徑；錐角、葉片傾角影響分級效率；轉子葉片數的增多并不能使臨界分級粒徑變小。
劉圣照等對渦流空氣分級機理論切割粒徑進行研究，認為：渦流空氣分級機分級主要發(fā)生在環(huán)形區(qū)和轉籠分級區(qū)，尤其是后者屬影響分級精度和切割粒徑大小的主要區(qū)域；不同的段設條件可推出不同的切割粒徑計算公式，眾多計算公式可以用統(tǒng)一的dso=Qe/8來表示，即切割粒徑dso取決于風量Q和轉籠轉速n的操作因素。
黨君祥等對4種不同微型旋風分離器在不同的流速下的分級效率進行了試驗研究，并采用無因次的Rosin-Rammler坐標對測試數據進行了整理。試驗結果表明，分級效率與斯托克斯數Stk之間關系在Rosin-Rammler坐標上為一條直線；采用微旋風器可對微粉進行分級，分割粒徑可達1.3um
3.2.2超細分級機械
分級機是粉體制備系統(tǒng)中非常重要的設備之一，利用空氣作為分散介質的動態(tài)分級設備在分級操作中占有重要地位，其發(fā)展先后經歷了離心式空氣分級機、旋風式空氣分級機、渦輪式空氣分級機。目前，渦輪式空氣分級機因其工作穩(wěn)定、分級效率和精度高、生產能力大而得到了迅猛的發(fā)展，并逐漸占據了主導地位，其理論研究在國內外也比較活躍。但渦輪空氣分級機主軸普遍采用懸臂方式布置，密封不可靠，采用氣密封也不經濟；另外，由于渦輪分級室葉片細長，在高速旋轉時容易發(fā)生撓曲變形和振動，影響分級效果。對此，邱益等[18]發(fā)明了VTC 90立式渦輪空氣分級機，該機采用在主軸兩端設置支承點、整體葉片組件，這種結構模式在國內屬首例，是安裝維護簡便的分級設備。
根據斯托克斯的離心力公式得出的顆粒切割粒徑關系式，為了產出切割粒徑小的微粉，必須要求分級機中的氣流速度低、分級輪尺寸小及其圓周速度高。因此，在相對穩(wěn)定的操作條件下，以較小的分級輪分離出較細粒度的微粉顆粒。方蒼舟在研究干式分級機時，以格拉朗日空間中的剛性控制體為研究對象，以剛性勢渦原理（常規(guī)分級葉輪是以彈性勢渦原理）為設計依據，葉片設計為空間規(guī)整曲面與平面聯合的形狀，研究結果為：①壓力損失只有常規(guī)分級的60%，分級極限達到0.8um（常規(guī)分級極限是1.0um）；②分級區(qū)設置徑向導向葉片，改變了常規(guī)分級機含塵氣流在向分級區(qū)移動時的混亂無序；③設置二次分散器，使淘洗氣流經噴射后旋轉，達到高效淘洗的目的，淘洗效率比常規(guī)分級機增加60%。目前，該研究已取得工業(yè)生產實踐成果。
4、我國超細粉碎機的市場空間
4.1我國超細粉碎機制造企業(yè)存在的問題
1、制造企業(yè)都是中、小型企業(yè)
改革開放20多年來，我國中、小企業(yè)發(fā)展較快，按中國粉體企業(yè)大全的不完全統(tǒng)計，粉體設備廠共1 644家，其中專門（或部門）制造粉碎機的廠家近1/4，目前企業(yè)數量仍在增加中。
筆者認為造成這種現狀的原因在于，有人以為：①粉體行業(yè)涉及行業(yè)多、范圍廣、分布面大、專業(yè)極多，發(fā)展速度快；②粉體設備制造可以照葫蘆畫瓢，拿起來就干，投資回收期短，利潤來得快，且設備預留空間很大，又沒有標準要求；③市場利潤空間很大。這些錯誤的分析，造成粉體設備特別是超細粉碎機或分級機的市場無序。錯誤發(fā)生的根本原因是：①設備的設計圖紙本身就有錯誤，而制造商也沒搞明白就開始制造；②對粉體設備認識不足，不了解超細粉碎機和超細分級機的具體要求；③制造商對設備的材料缺少認識，或因成本問題而不敢采用；④企業(yè)不做企業(yè)策劃，很少做市場調查，對市場了解不足；⑤不懂得工業(yè)品的市場營銷規(guī)律與技巧；⑥市場不規(guī)范，賣買雙方都很盲目；⑦不正當的商業(yè)競爭，如不正當偷取別人的技術去仿制，或把打著別人的企業(yè)名稱以混淆視聽，騙取客戶上當，又或者打價格戰(zhàn)，將不合格產品低價賣出等。
2、進入WTO后對我國市場的影響
我國進入WTO已五年，所渭過渡期業(yè)已解除，我們應該如何認清當前的新局面，筆者認為：①入市以后，市場環(huán)境擴大了，機會均等了，但競爭手段卻很生疏；②產品出口容易了，關稅也減少了，但非關稅壁壘增加了，2006年世界貿易發(fā)生的87起商業(yè)調查中，針對中國的就有23起，因此危機感也增加了；③人世后實行國民待遇，有利于我國的企業(yè)進入市場，但競爭更激烈了；④隨著人世幾年來市場化改革的深入，市場經濟體制的實行力度進一步加大了，市場在配置資源中的作用進一步加強，但市場的外延越寬，我們操作的難度就越大；⑤產品銷售和生產要素資源采購環(huán)境逐步寬松，但是對企業(yè)科學管理的要求也更加嚴格。在新的形勢下，國內各企業(yè)應更加重視知識產權保護，更加規(guī)范企業(yè)經營，更重視信譽，市場秩序才會進一步好轉。
3、困擾企業(yè)的原因
王子雄分析了中國民營企業(yè)經營中的六大問題，共分52個小問題。筆者總結起來認為主要是企業(yè)高層決策、營銷策略、資本運營、企業(yè)經營等幾個方面的問題。這些問題絕不是理論，對我國超細粉碎的設備生產廠都是共性問題。忽視了這幾個方面才會造成許多中小企業(yè)得不到發(fā)展，或發(fā)展到一定程度之后進入盲區(qū)。劉福廣分析了國內一些失敗的大企業(yè)經過轟轟烈烈之后敗走麥城的原因，這些教訓對我們是十分重要的。
我國許多企業(yè)都是家族式或準家族式的，這些企業(yè)都缺少職業(yè)經理人，一般都做不大，也做不長久。正如影響產品銷售的因素是各種各樣的，但差異化才是吸引購買者的主要因素。在現代社會中，能滿足購買者需求的產品并不一定是你能賣出去的產品，消費者可選擇的產品太多了，只有差異優(yōu)勢，才是你的市場空間。
綜合我國超細粉體設備制造業(yè)發(fā)展中自身不利因素，屬于企業(yè)內部原因的有：①企業(yè)的組織結構和產品結構不合理；②企業(yè)自身素質不高，包括技術、人力資源、企業(yè)文化等方面；③企業(yè)技術創(chuàng)新能力低。屬于企業(yè)外部原因的有：①政府的支持政策不能落實到位，對企業(yè)如何扶持不明確；②中小企業(yè)普遍感到融資難，難融資，這方面還有許多條條框框，流動資金成為很大問題；③企業(yè)本身的經濟負擔越來越重。
4.2制造企業(yè)的發(fā)展空間
綜上所述，要搞好我國超細粉體設備制造企業(yè)，應該做到如下幾點：
1、企業(yè)要不斷創(chuàng)新，增強競爭能力，在不斷探求市場空間的情況下研發(fā)新機種，實際上現在市場需求與實際產品有相當大的距離，許多新領域都無人問津。
2、企業(yè)要找準市場空間，特別是找準自己企業(yè)的市場空位，產品要發(fā)揮精、專、特的特點。
3、提高企業(yè)自身素質，首先是企業(yè)領導人的素質，要加強企業(yè)員工培訓，使得每個人都能成為本企業(yè)各專業(yè)的專家；
4、學會充分利用社會上現有的技術資源和人力資源，多學一點經濟學；．
5、打破家族式和準家族式的管理，確信自己管理不如別人時，能找到職業(yè)經理人為好；
6、學會市場策劃、找準市場定位，加強市場營銷（注意絕不是推銷員的銷售問題）．利用好廣大的市場空間，創(chuàng)造更大的經濟效益和社會效益。
5、結束語
中國超細粉體工業(yè)橫跨20多個部門幾十個小的行業(yè)，與國外發(fā)達國家相比，我們的超細粉碎機與分級機制造仍落后發(fā)達國家一大步。要認清人世五年之后的今天，國際競爭就在我們眼前，我們必須大步趕上去。企業(yè)要樹立不斷創(chuàng)新、不斷趕超的觀念，提高自身素質，全面了解我國超細粉碎機的市場，充分利用現有的有效人力資源，學會資本運營，為企業(yè)打開更大的國內與國際市場而努力。
相關粉碎機揉搓機產品：
1、
秸稈粉碎機
2、
飼料粉碎機
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鍘草機
