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KX系列双腔层压破碎机及其在粉碎工程的应用
发布时间：2013-05-14 07:50 来源：未知
粉碎工程最引人注意的是如何降低粉碎过程的能耗和钢耗，也可以说是粉碎工程的最热门的话题。粉碎作业可以粗分为破碎和磨碎两个作业阶段．两者之间没有明显的界限，但根据世界各国百科全书的定义划分，大多数以粉碎作业产品上限粒度来衡量。所谓破碎，原则上是上限粒度为3～5mm；粒度上限如≤3mm，多划分为磨碎作业。就金属矿山选厂而言，破碎和磨碎作业能耗约占全选厂能耗的50%～70%．钢耗也占70%以上，因此粉碎工程的节能降耗就成为矿山节能降耗的焦点。我国学者宏力在1959年提出了多碎少磨观点。是我国最早系统提出降低破碎作业产品粒度是提高球磨机处理能力观点的人。这一观点，已被粉碎界公认为多碎少磨思想，已被矿业界所接受。
实现多碎少磨，必须要有适合的工艺和优质的细碎和超细碎破碎机，本文仅就KX系双腔层压破碎机做一简要评介，供参考。
1、双腔层压破碎机的过去现在和将来
早在上世纪60年代初期，在德国就有类似于双腔破碎机的报道，德国人称其为Rotex破碎机。后来，就很少再报道了。笔者认为其在结构和规格上的一些问题未能很好解决致使其搁浅了。
20世纪80年代初期，南方以中南大学张智铁教授为主开发了回转颚式破碎机，其定义范围是颚式破碎机，其性能规格按颚式破碎机定型用于中小矿山的粗碎，后来由于存在一系列问题未能解决而改向细碎作业称为双腔回转颚式破碎机，在南方有一定推广。
几乎与此同时，中国北方以徐正一和王梓奇先生为主，对双腔破碎机进行了深入研究，经过了几代改进，至2006年发展到第五代双腔层压破碎机，发明人徐正一等人注册北京跨新粉体工程科技有限公司以自己的创新技术生产自己的技术产品，称为KX系列双腔层压破碎机。
北京跨新粉体工程科技有限公司推出的第五代KX系列双腔破碎机产品，充分体现了层压破碎（料层破碎或颗粒间破碎）作用，使此产品性能大幅度提高，故称为双腔层压破碎机。目前，双腔层压破碎机最大规格为1200型，其生产能力相当于∮1200型圆锥破碎机，所以只能定位于中业企业的中碎、细碎作业，能否向更大规格发展进一步取代更大型圆锥破碎机是双腔层压破碎机今后发展的主要方向。
2、为什么要开发双腔层压破碎机
要实现多碎少磨的目标，选用生产效能高和细碎性能好的高效细碎机是关键所在，在生产实践中那些传统的压缩式细碎机如细碎颚破机和传统圆锥破碎机其生产效率和细碎性能已满足不了现代选厂的要求。而传统冲击式破碎机如锤式破碎机和反击破碎机，由于工作部件的磨损率为压缩式破碎机的10倍，而能量利用率仅是压缩式破碎机的一半，所以对大量中硬以上物料的破碎一般不会被采用。
为满足现代选厂对优秀细碎机的需求，国内外的破碎机研发单位和著名破碎机制造厂商也为此投入大量人力物力进行了卓有成效的工作。在选择开发方向时，被所有专家达成共识的有两点：第一是采用连续渐进破碎，使机器达到最高的工作效率；第二是运用层压破碎原理，充分发挥层压破碎的次级破碎作用获得极高的破碎率和极好的细碎效果。就目前已知众多新研发的细碎机中，成熟而可靠并已真正达到上述共识目标的高效细碎机，有国外几种类型圆锥破碎机，如Sandvik H系列圆锥破碎机、MeLsoHP圆锥破碎机、Cedarapids MVP圆锥破碎机和国内北京跨新粉体工程科技有限公司推出的KX系列双腔层压破碎机都达到了上述两点共识的目标，两种机器的区别在于其工作部件一个是做竖向悬挂旋摆运动，另一个是做横向旋摆运动。
3、层压破碎机工作原理
众所周知，固体物料受外界压力时产生压力变形，形成内部应力集中，当应力达到一定的破坏应力时，颗粒就会在最弱处首先发生破裂和粉碎。
在破碎机的生产实践中，层压破碎的概念是岩石颗粒的破碎不仅发生在颗粒与衬板之间。同时，也大量发生在颗粒与颗粒之间。其特征是在破碎室的有效破碎段形成高密度的多个颗粒层，将破碎功充分地作用于岩石颗粒群，充分发挥层压破碎和次生破碎作用获得极高的破碎率（次生破碎是利用岩石破碎过程中所产生的强大碎片飞溅动能对相邻岩进行再破碎）。这时即便是在比较大的排口间隙，也能大量生产细粒产品，因此，显现出惊人的高产量和细产品。除此之外，那些强度低的针、片状岩石被首先破碎，故能生产出筛分率高和优粒形产品。层压破碎机正是接着上述原理进行设计，所以该机具有优化的破碎形状，配以最佳的机械状态参数，真正做到使高能化层压破碎完全实现，并表现出与众不同的优越性。
因不同用户有不同粒形要求，层压破碎机设计有不同形状的衬板以供选择，提供不同腔型而产出不同大小不同形状的产品。
双腔层压破碎机的工作部件是一个高速摆转的破碎辊，见图1。该辊与左右对称设置的一对曲线形破碎板偶合组成2个钳料好的优化破碎腔。破碎辊通过轴承装于主轴的偏心位置上，电动机驱动主轴转动，在主轴偏心的作用下使破碎辊做旋摆运动，使之产生强劲的循环压力，连续渐进对2个破碎室中的岩石交替进行破碎，产品从2条排料口不断排出。
4、KX系列双腔层破碎机
4.1破碎机结构特征和优点
通过工业验证，层压破碎机与目前生产中广泛使用的颚式破碎机比较，具有以下几方面优点：
(1)工作效率高。颚式破碎机是单破碎腔结构的机器，所以只能采取低效率的间断工作方式，当电机带动主轴每转动一周，只有一半是工作行程，这种间断工作方式使电机负载不能保持均衡，所以不能充分利用电机能耗作功。该机只有一条长度与机宽相等的排料口，这就限制了排料量，这些都是严重制约颚式破碎机高效工作的瓶颈。层压破碎机是双破碎腔结构的破碎机，它改变了单腔颚式破碎机间断工作方式，使机器高效连续工作。双腔结构比同宽度单腔破碎机的排料口长度增加1倍，创造了优越的排料条件，它的高效连续工作，使运转中的机器能连续排料，使电机保持较均衡的负载，使驱动电机更能充分发挥能效。
(2)细碎性能好。双腔层压破碎机是层压破碎机械，由于多层颗粒之间的相互作用，使针、片状颗粒大大减少，其获得的高破碎率使细粒产品增多。又由于该机破碎辊的高速摆转，提供了很高的摆动频率，使已被破碎的物料在向排料口下落的过程中要经过更多次的破碎，从而使产品粒度大大降低。最后一个因素是高能化带来的细产品，其原理是：“当给料块度一定，产品越细，所消耗的能量越多，即产品细粒级含量百分数与输入功率成正比。要获得
列多的细粒产品，则应给予更多的能量，而不一定是更小的排料口。”双腔层压破碎机是高能化的层压破碎机，可以对物料施以充分的破碎功，所以能生产出更多的细产品。以上3个因素共同保证双腔层压破碎机是细碎性能极好的细碎机械。
(3)节能明显。颚式破碎机是靠动颚板移近时才能使物料破碎。其破碎力同时作用于破碎腔中所有物料，这就需要很大破碎力才能将大量物料一次性作用使破碎完成。在动颚板移开时排出物料，不产生破碎作用，因此，能量利用率比双腔层压破碎机低50%；双腔层压破碎机在破碎物料时，破碎辊做旋摆运动。其破碎作用力主要发生在破碎辊的偏心位置的循环摆动又形成渐进破碎的过程，因为破碎力只集中作用于破碎腔中某区段的较少物料，所以工作时使用的最大破碎力比颚破机小得多，而连续工作又比间断工作的能量利用率高得多，所以具有明显的节能效果。
(4)钢耗小。颚式破碎机的动颚在工作时做复合运动，其垂直运动行程是水平行程的2倍，垂直行程虽有促进排料作用，但会使齿板与物料之间造成严重的大行程的直接摩擦，这是颚破机齿板磨损大的主要原因。加上机器排料口处是强磨损区，使该处磨出横向深沟槽，这些局部严重磨损会造成整块齿板使用寿命不理想，这都将严重影响耐磨件的使用率，一般只占20%～30%。双腔层压破碎机的破、碎辊用耐磨性好的特种钢制成，它的主轴与破碎辊之间有轴承连接，辊面可自由转动，当辊面与物料产生磨擦时该辊会产生与摩擦阻力方向相同与偏心轴转动方向相反的回转，大大减小了物料与辊面之间由于相对运动所产生的直接磨擦，这种回转还能使辊面得到均匀利用，克服了被局部严重磨损的现象发生，降低磨擦和均匀摩损，故可大幅度延长耐磨件的使用寿命。让低钢耗为企业带来低使用成本。
(5)1作时振动小。颚式破碎机由于有肘板支承结构和动颚复摆运动造成垂直方向的大行程，所以工作时振动大，机器必须固定3倍于机重的混凝土基础上；双腔层压破碎机无肘板支承结构，破碎辊工作在动平衡回转状态，所以工作时振动小、噪声低�？稍谖藁〉母旨苌掀胶夤ぷ�。
(6)维护简单。双腔层压破碎机零部件承装部位都采用胀套连接，所以拆装十分方便，反复拆装也不会影响紧配度。该机排料口调整容易，整机采用润滑脂润滑，所以维护简单使用成本低。双腔层压破碎机超凡的技术性能可大幅度提高破碎作业的效率和质量，使选矿厂在多碎少磨的流程中体会到高效益的实惠。低钢耗和低能耗尽显低本生产带来的好处。
双腔层压破碎机的技术性能．见表1。
对表2的4种机型进行比较后看出，双腔层压破碎机的性价比最高。双腔层压破碎机的技术参数与美国高效圆锥破碎机相当，但售价仅是美国机器的28%，使用成本仅是美国机器的20%（以上各种细碎机的售价是以2006年10月各厂家的实际售价为计算值）。国产短头弹簧圆锥破碎机的生产能力比双腔层压破碎机存在一定差距，两机售价相近，但使用成本短头圆锥破碎机高出4倍。细碎颚破机的细碎性能和生产能力与双腔层压破碎机相距较大，即便售价低，和使用成本相同，但技术性能不在一个水平上。在“多碎少磨”高效流程中，细碎设备性能的好坏起到致关重要的作用，选用双腔层压破碎机能突出体现高效碎磨流程的优越性，高性价比的细破碎机将更具经济价值。
5、生产实践（部分）
5.1河北中山沟金矿
该矿原设计能力为50 Ud，采用双动颚式破碎机作为二段细碎闭路作业。由于多种原因，流程一直不畅，生产不正常，产品合格率低，企业出现亏损。1994年7月购进l台150×350双腔回转破碎机，取代双动颚式破碎机用于细碎，闭路后使人磨粒度降至-6 mm，从而使日处理能力增到SO Ud以上，每天回收黄金60 g，生产成本大幅度降低，仅两个月使一举扭亏为盈，经济效益十分明显。
该矿1996年为扩大生产规模，新上一条生产线，仍选用150×350双腔回转破碎机作为二段细碎，突破本条生产线产量I倍以上，达到日产量120吨以上。目前该矿效益大增，面貌焕然一新，生产蒸蒸日上。
5.2陕西宁强东皇沟铅锌矿
该矿设计能力日处理矿石50t/d，破碎采用两段开路流程，一段用250 x 400颚式破碎机，二段用150×750细碎颚工破碎机。运行情况不够理想，细碎颚式破碎机电耗大(电机为l5 kW)、产量低、易损件更换较频繁，产品粒度一般为- 20 mm，甚至更大。1995年1月改用150×350双腔回转破碎机替代细碎颚式破碎机，仍为两段开路破碎，其破碎产品粒度降低- 15 mm以下，处理能力每班比原来增加10 t以上，使用一年半仅更换过两次齿板，维修也很方便。该矿计划新上一条铜矿生产线，仍准备采用双腔回转破碎机。
5.3某水泥厂
该厂破碎流程为两段开路，原用150 x 750细碎颚式破碎机，用于细碎水泥熟料。使用情况是：产量低、能耗高、产品粒度大，且不易保证，一般为- 20mm左右。1994年11月改用100×700双腔回转破碎机取代细碎颚式破碎机，仍用两段开路破碎，产量提高2倍以上，单位产量约为1 kW-h左右，产品粒度全部在-15mm以下，使磨矿机效率提高10%～20%。
5.4其他有关厂矿
除上述典型例子外，还有许多矿山，例如某矿山原破碎流程为两段一闭路粗碎用400×600颚式破碎机，细碎用DYB600标准弹簧圆锥破碎机。由于产量小，破碎产品粒度大，一般为- 20 mm，因此日处理能力受到限制，仅为90t/d左右。
用100×700双腔回转破碎机取代标准圆锥破碎机，闭路后破碎产品粒度降至- 12 mm，使日处理能力从原来的90t/d增加到180t/d，提高l倍。使用维护也比圆锥破碎机方便。根据该矿筛析资料可知，当排矿口调至8 mm以下，完全可以获得- 15mm占95%以上的破碎产品。
除以上几个矿山外，还有河南安阳水泥厂、京都昌黎黄金冶炼厂、陕西勉县铅锌矿、甘肃小西弓金矿、河北响水沟金矿、包钢公益明铁矿、新疆哈密红星厂、湖南湘潭电化厂等诸多厂矿，使用双腔回转破碎机后，均取得了比较好的经济效果。 。
第三代双腔回转破碎机还远销国外，仅19年就向泰国出口了40余台l00×700双腔回转破碎机。香格安乐铅锌矿采用2台PC900破碎机用于中细碎，至今已使用5年之久，破碎效果使该选矿厂节能达到国家要求，降耗也非常可观。
石家庄鹿泉水泥厂采用一台900第四代双腔破碎机，破碎水泥及物料，使熟料磨机产量提高30%。
山东某金矿使用了第四代PC900破碎机，经考查测试，当排料口12 mm时，破碎机处理能力为74t/h，产品中- 12 mm粒级产率为69.81%，单产能耗为0.68 kWh -t产品。
第五代KX系列双腔层压破碎机在衡水硅块厂(360型)．北京延庆铜矿（520型），青海若羌铅锌矿(360型)，云南香格里拉神龙矿业公司选矿厂(720型)．瓦房子铁矿(900型)，昌邑铁矿（900型）等处都已安装使用，都表现明显优越细碎性能，使球磨机人磨粒度大幅度降低，用户节能降耗效果明显。
北京跨新粉体工程科技有限公司创建一周年已销售第五代双腔层压破碎机近50多台，至今未有客户要求进行售后服务事宜。
6、结束语
KX系列双腔层压破碎机是21世纪初的高科技产品，已获得国家科委创新基金支持，列为创新产品开发推广产品。它完美实现层压破碎作用，使用户获得良好的经济效益，是节能降耗的新型高效细碎机�？缧鹿驹谖蠢捶⒄怪薪�1200型和1500型大型双腔层压破碎机，以适应客户需要。
