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秸秆粉碎机新闻动态
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更强、更细、更省——粉碎工程技术的新进展
发布时间：2013-10-10 09:37 来源：未知
多年来，随着国际上矿业经济的持续增长，作为其重要生产要素的粉碎工程设备和技术不断发展。这些发展的指导思想是大型化、结构优化、采用先进技术和新材料、多碎少磨原则和料层粉碎原理。发展目标是扩大生产规模、减小产品粒度和节能降耗。这些发展覆盖了整个粉碎工程领域，但热点是圆锥破碎机、辊压机（高压辊磨机）、自磨（半自磨）机、球磨机和再磨搅拌磨机等。
1、旋回破碎机
对于大型矿山来说，旋回破碎机必不可少，作用也极其重要，但其技术进展却鲜见报道。目前国际领先产品仍是芬兰Metso Minerals公司的Supe-rior MK-Ⅱ液压旋回破碎机，基本结构特点是底部单缸液压支承主轴和调整排料口，通过改变偏心套和偏心衬套的圆周位置调整偏心距等。这些特点与瑞典Sandvik集团的CS和CH系列液压圆锥破碎机相似，原因是它们原本是亲兄弟，由于公司重组沦落到两家。最新进展是芬兰Metso Minerals公司开发了新的Superior 60-110E初碎旋回破碎机。该机重新设计了星形架，采用整体下部机体和新的物料驻留边衬，摆频从原514 r/min增加到600 r/min，在保持生产能力不变的情况下质量减少20%，并减少了安装和运输成本。该机还采用了新的专利支承环，可释放动锥固定螺母的压力，避免动锥固定螺母的损坏，只需更换一个更便宜的部件。
目前世界最大规格的旋回破碎机仍是20世纪90年代德国ThyssenKrupp Fordertechnik公司制造的63^-114英寸(1 600-2 896 mm)旋回破碎机，用于印尼Iriana Jaya的Grasberg铜金矿。
国内最大规格的旋回破碎机是北方重工沈阳重型机械集团有限责任公司制造的PX1400/170液压旋回破碎机，首台设备1985年10月用于本溪钢铁公司南芬选矿厂。此后该型设备仍时有应用，2009年建成投产的中国黄金集团乌努格吐山铜钼矿就使用了该型设备。
北方重工沈阳重型机械集团有限责任公司20世纪80年代引进了美国Fullur公司Traylor型旋回破碎机制造技术，20世纪90年代初德兴铜矿大山选矿厂使用了两台54~74英寸该型设备，给料口尺寸为1 372 mm，排料口尺寸为150 mm。
原美国Allis Chalmers公司的Superior第二段液压旋回破碎机也是著名的国际领先设备，后为瑞典Sandvik集团所有，近年该集团将其纳入CS液压圆锥破碎机系列。
2、圆锥破碎机
破碎过程的最后阶段直接关系到多碎少磨的实现，其设备往往是圆锥破碎机。因此圆锥破碎机的开发和应用一直是粉碎工程领域的热点。国际领先产品仍是瑞典Sandvik集团的CH系列液压圆锥破碎机和芬兰Metso Minerals公司的HP系列圆锥破碎机，这两种产品在国内外都有大量应用，对我国有很大影响。北京凯特破碎机有限公司的惯性圆锥破碎机也是一种有发展前途的先进设备。随着我国金属矿业生产的发展，先进圆锥破碎机的应用不断增加，主导产品是上述两种国外设备。国内多个厂家正在积极进行这方面的开发工作。
2.1大型化
1955年前苏联乌拉尔重型机械厂制造了Q3000mm、400 kW的标准圆锥破碎机。20世纪70年代美国Nordberg公司制造了03048mm Symons圆锥破碎机。此后圆锥破碎机大型化却停止在这个级别，发展方向转向了高能化。近年报道的世界最大型号的圆锥破碎机是：1）芬兰Metso Min-erals公司MP1250圆锥破碎机，安装功率932.5 kW；2）丹麦F.L.Smidth Excell公司的Raptor XL1100圆锥破碎机，安装功率最大可达895 kW，最大给料粒度为620 mm，在闭合边排料口为35 mm的情况下生产能力可达2000 t/h。这两种设备都采用空心主轴结构。
2.2高能化
高能化是国际先进圆锥破碎机近30年来发展的主要特点。高能化即高度的输入功率，生产能力与体积／质量比，目的是在有限的体积内和质量下达到更高的输入能量和生产能力。在这一思想指导下，现代国际先进圆锥破碎机规格只保持在∮2000mm数量级，而输入能量或生产能力却有了很大提高，产品粒度也不断减小。现代圆锥破碎机能力的提高主要并不是依靠大型化，而是依靠高能化。高能化在设备破碎性能上的效果还有降低产品粒度和一定的节能特性。高能化的途径主要有增加受力零部件尺寸、提高材料性能和改进受力结构。瑞典Sandvik集团的液压圆锥破碎机和芬兰MetsoMinerals公司的HP系列圆锥破碎机是高能化的代表，但它们的高能化各有特点。
2.2.1瑞典Sandvik集团液压圆锥破碎机的高能化
瑞典Sandvik集团液压圆锥破碎机源于原美国Allis Chalmers公司于1948年开发的R系列液压圆锥破碎机，基本特点有：1）底部单缸液压支撑主轴、调整排料口和过载�；ぃ�2）设备上部设有上横梁（星形架），主轴上端支承在其滑动支承内；3)主轴下部用偏心套产生旋摆运动；4）主轴呈简支梁支承形式；5）动锥和定锥为陡锥形，径向支承受力较大，物料通过阻力较小，产品粒度分布较粗，衬板磨损较轻微。
20世纪70年代，该机开始高能化进程。其高能化的措施是：1）减小高度尺寸，缩短主轴上下两支承间的距离，改善了主轴受力状态；2）采用重型主轴，增加机体等受力部件尺寸，改善了整机受力状态；3）采取高摆频、小偏心距的机构运动方式，提高生产能力、降低产品粒度；4）采用高性能材料。高能化是该设备设计水平、加工水平和材料性能水平的综合体现，是实现高摆频、小偏心距、强化破碎过程的根本条件。
液压圆锥破碎机的高能化过程比较顺利，其间破碎机的结构形式没有大的变化。高能化的最初成果形成了第二代Hydrocone液压圆锥破碎机和Su-perior第二代液压旋回破碎机，进一步发展于20世纪80年代形成了瑞典Svedala工业公司的第三代H整干系列Hydrocone液压圆锥破碎机和S系列第二代液压旋回破碎机，随后又经过多年的发展形成了目前瑞典Sandvik集团的cs和CH系列液压圆锥破碎机。高能化前后液压圆锥破碎机的结构见图l。
高能化大幅度提高了输入功率／生产能力与体积，质量比，例如CH660液压圆锥破碎机能力与早期的7英尺圆锥破碎机相同，而质量只有后者的1/3左右。CH880液压圆锥破碎机可以安装在早期的7英尺圆锥破碎机的基础上，但处理能力和输入功率是后者的大约两倍。
瑞典Sandvilc集团液压圆锥破碎机在我国大、中型金属矿山选矿厂得到了广泛应用，如金川集团有限公司选矿厂、平果铝业公司、江西铜业集团公司德兴铜矿大山选矿厂、金堆城钼业集团有限公司毛十亩地选矿厂、鞍钢集团矿业公司齐大山、弓长岭、大孤山和胡家庙选矿厂、宝钢集团南京梅山矿业有限公司、太钢尖山铁矿、攀钢集团公司选矿厂、马钢南山矿业有限责任公司凹山选矿厂等都使用了这一设备。
2.2.2芬兰Metso Minerals公司圆锥破碎机的高能化
芬兰Metso Minerals公司的圆锥破碎机源于原美国Rexnord公司所属Nordberg公司于20世纪40年代开发的Symons圆锥破碎机，基本特点有：1）动锥和主轴为一个整体装配件；2）主轴悬臂梁支撑形式；3）动锥下部支承在球面瓦上；4）动锥和定锥为缓锥形，轴向支承受力较大，物料通过阻力较大，产品粒度分布较细，但衬板磨损较严重；5）主轴下部设置的偏心套产生旋摆运动；6）周边弹簧锁紧、过载�；ず颓迳ㄆ扑榍换�。
芬兰Metso Minerals公司的圆锥破碎机高能化进程开始较早，但经历了曲折的过程。1976年，Nordberg公司进行了最初的高能化尝试，在保持原7英尺Symons圆锥破碎机外形尺寸不变的情况下，增加主轴直径，采用重型主机架和调节环，采用高性能材料，将安装功率从原来的260 kW提高到375 kW，形成了7英尺超重型SXHD Symons圆锥破碎机。该产品首先用于巴布亚新几内亚Bougainville铜有限公司，取得了优异的技术指标，产品粒度P从9 mm减小到6 mm，生产能力从183t/h提高到217t/h。但出现了主轴断裂、锥形衬套碎裂等设备故障，影响了设备的运转率，未能完全实现高能化目标。我国德兴铜矿大山选矿厂一期工程也使用了多台这种设备，重蹈了巴布亚新几内亚Bougainville铜有限公司的覆辙。
为了全面实现高能化目标，1981年Nordberg公司对传统Symons圆锥破碎机结构进行了重大改进。1）采用空心主轴，与动锥为一体�？招闹嵩黾恿私峁骨慷�，提高了承载能力。2）动锥下方有一粗大的固定轴，为机架的一部分，是旋摆运动的依托。偏心套围绕固定轴，同时置于空心主轴内旋转。3）将固定锥外部周边的弹簧改为液压缸。4）去掉布料盘以方便给料。其破碎腔设计和偏心距都与原来的Symons圆锥破碎机相同。这些措施大大提高了结构强度。所形成的设备命名为Omnicone圆锥破碎机，其问世标志着Symons圆锥破碎机向空心主轴圆锥破碎机的根本转变和高能化的全面实现。从Symons圆锥破碎机到空心主轴圆锥破碎机高能化前后的结构见图2。需要指出的是，空心主轴结构并非新结构，德国KHD Humboldt Wedag公司的Calibrator液压圆锥破碎机从问世起就一直采用这一结构。
2.3结构和性能优化
2.3.1 瑞典Sandvik集团液压圆锥破碎机的优化
液压圆锥破碎机高能化的同时，还形成了以下新的结构和性能特点：1）可以简单地通过转动偏心套改变偏心距，从而满足不同工作需要；2）有多种破碎腔形可供选用，仅通过更换不同衬板就可使同一台设备用于不同给料和产品粒度要求，超细腔形利用了料层粉碎原理；3）衬板形状设计为恒定衬板特性，即随着衬板的磨损腔形基本保持不变；4）采用特殊合金衬板；5）小齿轮轴系为一整体部件；6）所有检查和维护都可以从设备上部完成，使操作简捷方便；7）采用先进的ASRi等自动控制系统。
最新推出了CH890和CH895两个规格的设备，前者用于第二段破碎，后者用于第三段和砾石破碎。二者分别针对各自的应用阶段深入优化设计了上、下壳体和破碎腔。以特有的破碎腔几何形状获得优越的破碎特性，以增强的壳体承受更高的负荷，用新型高强度材料制造主轴以承受恶劣工作条件，配以764kW的高安装功率，可提供更高的破碎能力。重型结构设计可确保其在最恶劣的条件下经久耐用。与此同时，淘汰了CH880的规格。
2.3.2芬兰Metso Minerals公司圆锥破碎机的优化
芬兰Metso Minerals公司的圆锥破碎机是派生产品最多的圆锥破碎机，前后拥有该机的各公司相继对该机进行了不断的优化改进。
20世纪60年代中期，Nordberg公司在Symons圆锥破碎机基础上开发了旋盘(Gyradisc)圆锥破碎机，该机得名于其独立驱动的布料盘，但实质特点在于其独特的阻塞型破碎腔形。其排料中-6 mm含量可达67%以上，闭路工作产品粒度最细可达-0.833 mm，可代替棒磨机，用于第四段超细破碎。
1981年，Nordberg公司对传统Symons圆锥破碎机结构进行了重大改进，产生了空心主轴结构的0mnicone圆锥破碎机，解决了高能化的问题。
1985年，Nordberg公司为Bougainville铜有限公司开发了23900mnicone圆锥破碎机。该机在7英尺Symons圆锥破碎机的外形尺寸下将动锥名义直径增大到∮2390mm，安装功率提高到746 kW（1 000马力），并增大了偏心距，使生产能力达到7英尺Symons圆锥破碎机的大约2倍。该机还采用迷宫密封、衬套轴承设计，可选用不同的转速和偏心距组合达到最佳化。该机后更名为NordbergMP1000圆锥破碎机，并增加了MP800的规格，最近又迸一步开发了MP1250的规格，是芬兰Metso Minerals公司目前制造、销售的两种高能化圆锥破碎机之一。江西铜业集团公司德兴铜矿大山选矿厂已经订购2台Nordberg MP800圆锥破碎机，将用于细碎阶段。
1988年，Nordberg公司在Omnicone圆锥破碎机基础上开发了WF注水圆锥破碎机。该机采用特殊的迷宫式密封、内部组件和润滑系统，使矿浆不会侵入机构中，专门用于第三、四段湿式破碎，置于球磨机前，24 h连续开路工作，可省去棒磨和第一段球磨。工作时在给料处加入大量的水，使磨机内矿浆浓度达到30%~70%。
芬兰Metso Minerals公司结构优化的最后产品是Nord-berg HP系列圆锥破碎机，该机是在Onuii-cone圆锥破碎机的基础上进一步优化而成的。新的改进有：1）采取高摆频、大偏心距的机构运动方式，提高生产能力、降低排料粒度；2）有六种从粗到细的不同破碎腔形的衬板可供选用；3）使用液压马达旋转定锥快速调整排料口或拆卸定锥，可在负荷状态下调整排料口；4）采用先进的自动控制系统；5）所有主要部件都可以从破碎机顶部或侧面进行维修；6）采用超声波料位计。诙机比Symons圆锥破碎机零部件减少了30%，同规格处理能力提高了20%，破碎比可达2—10，可用于第二到第四段破碎。
芬兰Metso Minerals公司正在推出新一代HP系列圆锥破碎机，2006年推出了其第一个规格HP4，近年推出了第二个规格HP5。HP4和HP5的主要特点是：1）增大动锥行程和排料口，并与适当的高摆频相结合，可产生更强的破碎力，达到较现有其他圆锥破碎机更高的破碎比，从而能够以更少的破碎阶段产生更细的产品，提高生产能力，降低单位能耗和循环负荷；2）采用变速驱动使能量利用最佳化；3）进一步改进破碎腔形，加强料层粉碎作用，使产品粒度更均匀，立方体形颗粒更多；4）增加旋转限制装置，防止在空载情况下运转造成设备损坏；5）先进的动锥和固定锥衬板紧固装置使衬板和锥体之间不需填充材料，方便了衬板更换过程，减少了更换时间；6）过铁释放系统的双作用液压缸使过铁时不会像其他破碎机那样停车或损坏；7）新设计的过铁释放系统设有固定的返回点，使过铁通过后排料口立即恢复；8）液压马达可以使固定锥完全旋转出调整环螺纹，从而大大方便更换衬板；9）所有零部件都可以从顶部或侧面拆卸，动锥和固定锥可以互不干涉地分离，方便了维修。HP5还将衬板厚度增加了30%．以提高其磨损寿命。
Nordberg HP系列圆锥破碎机在我国金属矿选矿厂有广泛应用，如鞍钢集团矿业公司调军台选矿厂、鞍钢集团矿业公司齐大山选矿厂、包头钢铁集团公司选矿厂、武钢矿业有限责任公司程潮铁矿、西部矿业股份有限责任公司锡铁山铅锌矿、中国黄金集团乌努格吐山铜钼矿、江西铜业集团公司德兴铜矿大山选矿厂、泗州选矿厂和永平铜矿、马钢南山矿业有限责任公司门山选矿厂等都使用了这一设备。
2.3.3惯性圆锥破碎机的优化
惯性圆锥破碎机是前苏联MexaH06p选矿研究设计院于20世纪50年代发明的一种原理和结构都非常独特的国际先进设备．20世纪90年代初开始，北京矿冶研究总院与俄罗斯MexaH06p技术有限公司合资成立了北京凯特破碎机有限公司制造这一设备。
惯性圆锥破碎机的基本结构特点是：1）动锥与主轴为一体，动锥下部由球面瓦支承；2）主轴上装有偏心配重物；3）主轴高转速；4）没有偏心零部件等强制破碎机构。其早期的结构特点还有：1)设备悬挂在机架的上部支承上；2）电动机安装在设备正上方，通过万向轴与动锥上部的主轴伸出端相连。
现代惯性圆锥破碎机与早期的结构有了很大优化改进，设备支承在下部的弹性基础上，驱动机构也移到设备下部。
其主要性能特点有：1）破碎力由偏心配重物高速旋转的惯性运动形成，即强大又具有强制性特点；2）高速旋转还使动锥产生高频振动，进一步强化破碎过程；3)改变偏心配重物质量、主轴转速和偏心距可以调整破碎力；4）破碎腔内进入不可破碎物时，动锥可以自然退让从而�；ど璞噶�、部件，不需要专门的过载�；せ�；5）产品粒度与排料口大小无关，而取决于破碎力。
由于以上特点，惯性圆锥破碎机能够产生较高的破碎比和获得较细的产品粒度，开路破碎既可达到生产要求，可用于其它破碎设备工作困难的场合，破碎极硬物料，如刚玉、硬质合金及钢渣等。
现代惯性圆锥破碎机除以上特点外，不同规格的设备结构还有所不同�！�1500mm及以下规格的设备由电动机和皮带传动装置从下部带动偏心配重物旋转，而大规格的KH/I-1750和KH/I-2200惯性圆锥破碎机由电动机和减速机从下部带动偏心配重物旋转。图3所示为早期和现代惯性圆锥破碎机的结构。
近年来，北京凯特破碎机有限公司制造的惯性圆锥破碎机向更大规格发展。2005年，首台CYP-1200惯性圆锥破碎机用于鞍钢集团某矿业公司破碎车间，开路破碎普氏硬度达17~18的坚硬的鞍山式含铁石英岩，产品粒度达到-IO mm 80%。2007年以来，GPY-1200惯性圆锥破碎机各一台，分别用于昆明长丰源冶金有限公司和昆明市东川宝雁L¨矿业有限公司，开路破碎铜矿石，产品粒度达到-8.8 mm 80%．-10 mm 85qc以上。
惯性圆锥破碎机技术发展之慢令人不解。从20世纪50年代问世起，至今已半个多世纪，仅在中、小规格产品范围徘徊，∮1750mm以上的大规格产品仍不能成熟应用。
法国Fives Lille集团FCB公司利用俄罗斯惯性圆锥破碎机的原理，开发了全新结构的Rhodax惯性圆锥破碎机。该机特点是内锥是从动锥，外锥是主动锥，不平衡偏心配重安装在外锥卜。其优点是破碎力调整方便。
