齿辊破碎机是一种对辊破碎机，破碎辊表面交错排列凸起的齿，两辊相向转动，将块料破碎。齿辊破碎机是与烧结机配套使用的重要破碎设备，适用于冶金行业的冶炼厂、钢厂烧结工段冷、热烧结块的中碎。该设备的工作状况和破碎效率直接影响合格烧结块的产量和整个烧结工段生产的作业率。
1、有色烧结、破碎工段工艺流程及设备工作原理
1.1工艺流程
精矿配料（电子皮带称）-精矿混合、制粒（一混、二混）一精矿烧结（烧结机）一烧结块粗碎（单轴破碎机）一烧结块中碎（齿辊破碎机）一筛分（振动筛）一筛上物：合格烧结块（块度120～60mm）进鼓风炉；筛下物：小块度的烧结块(块度<60mm)-烧结块细碎（波纹辊破碎机、光面辊破碎机两段破碎）一做返粉进入配料系统。齿辊破碎机主要用于单轴破碎机粗破之后烧结块的再次破碎（简称为中碎）。
1.2齿辊破碎机工作原理
两个破碎辊在传动装置的驱动下相向转动，固定辊1支承在固定轴承2上，移动辊3支承在移动轴承4上，安全装置5（弹簧保护装置）顶住活动轴承，并用定位垫块6调节两辊的间隙，其最小距离也称排料口宽度，用以控制破碎块产品粒度。物料自两辊上方加入，在辊子与物料间摩擦力作用下，物料被带入两辊之间，受挤压破碎后，自下部排出（见图1)。破碎后的粒度一般控制为80～120 mm。
2、齿辊破碎机存在的问题
改造前，该设备破碎烧结块时容易产生过粉碎现象，工作齿尖易磨损，齿板使用寿命短。一些细小物料和粉尘从罩体与辊子主轴间的密封处泄漏到罩体外面，污染工作环境。因此，应减少工作齿磨损和破碎过粉碎现象，降低粉尘污染，解决机架滑道润滑效果差等问题。
3、结构改进及优化设计
针对存在的问题，在韶关冶炼厂二期工程∮1200×1500 mm齿辊破碎机的设计中，采用新技术，进行了一系列改进和优化设计，使设计更趋完善合理。
∮1200×1500 mm齿辊破碎机主要技术参数
烧结块温度 500～600℃
进料最大块度 ≤300 mm
排料块度 80～120 mm
生产能力 160～200 t/h
齿辊直径 1200 mm
齿辊宽度 1500 mm
电动机功率 55×2 kW
3.1破碎辊表面凸形齿的齿形、材料及齿的排列
传统式破碎机辊子表面上作齿的齿形采用鹰嘴形齿(见图2a)，齿高一般为60—80 mm。但由于鹰嘴齿前部较尖，破碎过程中产生的破碎力常集中于某一点，使作用在烧结块某部位的破碎力过大，产生过粉碎现象（一般烧结块产品粒度小于50～35 mm称为过粉碎），使烧结块产品合格率降低10%-15%；且鹰嘴齿前部较尖部分很容易磨损，降低齿板使用寿命短，并引起两辊间的间距不均匀，造成破碎块度不均匀，大大降低设备生产效率。严重磨损的齿板需要更换（使用寿命3-6月），增加维修工作量，对生产产生不利影响。
在辊的表面采用等间距棱形点阵排列齿的布局亦不合理。当固定辊与移动辊之间因转速不同步而生产相对角位移差时，固定辊与移动辊之间易产生干涉和间距不均匀，影响设备的正常工作和破碎烧结块粒度的均匀。
改进后的辊子齿形采用长方棱锥体齿(见图2b)，齿高一般为60 mm。所产生的破碎力作用较为均匀，过粉碎现象明显减少，粒度合格的烧结块产量明显增加，破碎效率显著提高。该棱锥体齿前部受力位置面积增大．不易被磨损；且齿板采用经多次试验所选用的耐磨性强的特殊高锰纲，在铸造高锰钢中加入适量的Cr、V等合金元素，其化学成分：C1.0%～1.35%,Si 0,8%, Mn 11%～14%, P<0.07 %,S< 0.04%, Cr 2%～3%,V 0.4% - 0.7%.这种高锰钢经特殊热处理工艺，使齿在高温工作条件下有较强的耐磨性，明显延长了辊子齿板使用寿命（一年左右）。
增加齿板耐磨性还可采用以下方法：齿板材料采用ZG35调质处理，硬度HB229～269，并在齿板工作表面上堆焊一层5—8 mm厚的耐磨材料。这种齿板的耐磨性很好，但制造工艺复杂，制造成本较高。将辊表面的齿进行重新排列，固定辊与移动辊上的齿沿圆周方向均排列12列，固定辊与移动辊上的齿相错开一个齿位，保证固定辊与移动辊在运行中不生产干涉，保持较均匀的齿间间隙，破碎烧结块粒度均匀，确保设备的正常工作，减少维修工作量，显著提高设备的生产效率。
3.2破碎机罩体与辊子主轴间的密封
传统式的破碎机罩体与辊子主轴间采用多层的毡圈密封(见图3a)，这种密封形式毡圈很容易被磨损，现场可见在毡圈槽中塞满了小颗粒物料和灰尘，而且工作一段时间后，在罩体密封处，辊子主轴被磨出一条深槽，降低辊子主轴的强度。由于毡圈的磨损，轴与毡圈间隙增大，密封效果明显降低，细物料和粉尘从罩体与辊子主轴间密封处泄漏到罩体外面，造成环境污染。
改进后的罩体与辊子主轴间的密封采用迷宫式动密封(见图3b)．即在辊子主轴上装一个带叶片的密封盘，罩体上装有一个密封环，密封盘套装在密封环内，两者间的间隙为1～1.5mm。运行时，带叶片的密封盘随主轴一起转动，在密封环内产生正压的气流，使灰尘不致泄漏到罩体外面。此密封形式效果好，无磨损，并能减少维修工作量。
3.3破碎机机架及滑道和移动辊轴承座
传统式破碎机机架采用铸钢制造，铸造工艺复杂，且易出现铸造缺陷，影响机架强度，单件生产产品率较低，成本较高，铸钢机架十分笨重。
改进后的机架采用钢板焊接，制造方便，通过优化设计的机架重量轻、强度高、结构紧凑、安全可靠、美观大方，单件生产成本较前者大大降低，但焊缝质量要求高。
传统式机架在滑道上开有纵横油槽，润滑脂通过油孔进入油槽，在滑道与移动辊轴承座之间形成一层润滑油膜，使移动辊轴承座在滑道上滑动灵活。但由于破碎机工作环境十分恶劣，环境温度高，灰尘大，滑道上的润滑脂混杂大量灰尘，造成滑道表面磨伤，润滑效果降低；另由于环境温度高、灰尘大，滑道上油槽内的润滑脂容易干结，堵塞进油孔，滑道上的润滑脂得不到及时补充，不能有效地形成润滑油膜，润滑效果下降，导致移动辊轴承座在滑道上滑动不灵活甚至被卡住，过铁时移动辊不能及时被推开，破碎时的较硬异物无法顺利通过，有时被硬物卡住，造成设备损坏，甚至整个烧结系统停产。
改进后在机架滑道上镶嵌两块镍合金板，并磨光滑道表面（也可以用不锈钢板代替镍合金板，降低制造成本，但使用寿命略低），并在移动辊轴承座与滑道接触底面镶嵌两块聚四氟乙稀板磨光表面（见图4）；另在移动辊轴承座两侧设有滑道防尘刮灰装置，这种结构不必在滑道上开设纵横油槽，使用时不需要经常补充润滑脂，只需大修时在滑道上涂一层润滑脂即可。而罩体密封形式的改进，减少了粉尘污染，亦有利于滑道润滑，保证了移动辊轴承座在滑道上滑动灵活，破碎较硬异物能顺利通过，过铁时可起�；ぷ饔谩�
4、小结
通过上述设计改进，较好地解决了该设备在生产中存在的问题。齿板材料和齿形的改进及辊子齿的重新排列，使辊子的齿更耐磨，使用寿命提高50%；减少破碎过程的过粉碎现象，破碎粒度更均匀，破碎效率明显提高；改进的罩体密封形式，结构更合理，密封效果更好，减少粉尘污染，改善工作环境；采用焊接机架，结构紧凑、重量轻；机架滑道改进后，使移动辊移动灵活，保证齿辊破碎机正常工作，减少维修工作量，设备工作效率高。该设备在韶关冶炼厂、云南冶炼厂的生产实践中，使用情况良好。
