生产水泥的原材料含钙、硅、铝、铁等成分，由它们的氧化物按一定比例配合，在高温煅烧下才能形成合格的水泥熟料。对于原料中夹带的镁、钾、钠等又有一定的限量。提供上述成分的原料，属于石灰质的有石灰石、泥灰岩、白垩等。属于泥质和硅质的有粘土、沙土、页岩、砂页岩、粉砂岩、砂岩、石英岩等。它们都是取之于自然界的矿物原料。同一谓称的某种矿石，因为产地不同，它们的化学组分不尽一致，形成环境和形成后经历的自然条件的变化各异，其可破碎性也不一样。以统称为石灰石的矿石为例，不同产地不仅化学成分有差异，晶粒结构、抗压抗冲击性能、硬度、对金属的磨蚀性、粘附性等物理机械性质更可能有相当大的差别。研究工厂所使用的这些原料的上述特性（统称为可加工性或可破碎性），就显得十分必要。
另一方面，加工矿物原料的
破碎机械多种多样，它们的工作原理不同，其适用条件也不一样。因此，破碎系统和破碎机的科学选型应包含两方面的工作：即先要进行原料破碎方面的可加工性的研究，正确地确定破碎系统，并对各厂家破碎机性能作充分认识之后选好破碎机。
1、当前情况
水泥厂的破碎系统比工厂的其它生产系统简单得多，但是并非任何条件下采用同一种破碎系统和机型都能获得相同的破碎效果。以当前使用得最为广泛的单段锤式破碎机为例，同规格破碎机在TL厂一套锤头破碎石灰石的寿命达240万t，而CJ厂不足5万t。后者不仅由此增加了矿石的生产成本，而且锤头的频繁更换也造成出料粒度的波动，使后续工序生产不稳定、操作难度增加。BMS厂曾利用单段锤式破碎机破碎砂岩，预期该机锤头寿命为8万t，而实际只有3 700t，被迫停用。这类问题在外国公司为我们所作的设计中也曾发生，例如LZ厂，因系统和机型不当曾使该厂砂页岩矿相当长一段时期内设备堵塞频繁，给生产造成很大的困难，不得不在矿山建立很大的堆棚，储备相当多的矿石供雨天使用。
当前我国比较普遍的情况是在建厂时往往忽略了事先对原料的可破碎性能进行研究。有的也只把原料的个别因素作为依据，以上情况难免导致错误的判断，造成决策的失误。
国外一些知名的水泥机械制造厂家都具有对原料进行可破碎性研究的手段和能力。赴现场进行考察，取样和加工试验之后，都能提出合理的破碎系统和足以发挥效能的破碎机产品。更明确地说，这些制造厂家不仅是把通用型产品提供用户，而是将作了针对性改造的产品提供用户。这是一种全新的设计理念，是一对一的服务，可以确保客户获得最大的利益。
当然，为了获得上述服务，一些技术性的细节必须处理好。例如，用户应该给制造厂商了解矿床的地质资料，协助取得确有代表性的试样等等。
原料可破碎的研究，在我国目前尚是一个空白。原料的可破碎性是它的一种固有特性，人们不可能改变它，但是只要对它进行了研究，是可以认识的。在获得正确认识的基础上，通过选择合理的工艺流程和机型，作到系统合理，机型可靠，使用经济的目的。
影响原料破碎的诸多因素，作者曾在《水泥技术》1997年第4期中作过介绍，本文不再赘述。这些因素的评价尚有一个量化的问题。至今，国际上还没有一套被广泛承认的方法。国外各公司都有自己的办法和经验对自己生产的破碎机与用户的实际破碎情况联系起来，作出评价，提出建议。以KHD公司为例，他们是通过10余年的研究和资料的积累，分析归纳出一套办法。我国的破碎机械制造厂家也应该开展这方面的工作，才能提高所制造产品的性能，以适应我国原料品质复杂的需要。
2、破碎机的类型和破碎系统
2.1 破碎机的类型及基本特性
机械法破碎物料所施加的外力主要有挤压、碾磨、剪切、打击等。一种破碎机通常是按照一种或几种方式组合进行工作的。因此，它的能耗和磨损各异。
以能耗而论，挤压破碎的耗能最少，依次是打击、剪切，碾磨耗能最多。
以磨损而论，挤压破碎的磨损最小，依次是打击、剪切，碾磨磨损最大。
因此，利用挤压力工作的破碎机械耗能最少，磨损最小。选择破碎机除了考虑以下两个因素之外，还有一些其他因素在起着重要作用。例如，生产系统要求的破碎比（原矿最大粒度与要求的产品粒度之比），要求的产品颗粒级配，原料的粘附性和含水率，机械结构的复杂性、可靠性和价格等等。
一般大型水泥厂的原矿粒度可达1.5m，中小型水泥厂的原矿粒度也接近Im。原料粉磨需要的矿石粒度由磨机型式而定，立式磨一般约为75mm，球磨一般≤25mm。因此，破碎系统的破碎比，当使用立式磨时是15—20:1，使用球磨机时是40~60:1。
由以上介绍可见，锤式和反击式破碎机具有最大的破碎比，可以用一段破碎完成其它机型需要两段或三段才能完成的破碎作业，它的系统简单，使用的设备少，厂房小，建设费用低。打击型破碎的金属消耗和能耗虽高于挤压型破碎，但是增幅也随矿石特性不同而异。磨耗性低的脆性矿石的破碎成本（包括金属消耗和能耗费用，劳动力费用和折旧费）并不高于挤压型破碎，应是首选方案。但是当矿石磨耗性高、或者难破碎时，由此使得生产成本增加显著，节省的建设费用将被很快支付出去。而频繁更换机件使生产的稳定性也受影响，则不宜采用。这时应选用挤压型的两段破碎，或者第一段为挤压型、第二段为打击型的两段破碎，它们都可降低破碎的金属消耗量。
选用多段破碎时，应该注意到旋翅式、颚式、圆锥式破碎机对粘湿料非常敏感，它们很容易造成破碎腔的堵塞。当含土较多、雨水较多时，对原料进行预筛分，清除其中混入的粘湿物料，可以改善破碎机的工作。以粘湿料为主体的原料既不宜用旋翅式、颚式和圆锥式破碎机破碎，也会给锤式和反击式破碎机造成困难，对于这类原料（例如白垩、泥灰岩、页岩、粘土），辊式破碎机更为适应。但是，常规的辊式破碎机，不能破碎抗压强度较高的物料。因此，夹杂一些抗压强度较高的大块砾石的高粘湿原料是最难处理的原料。
2.2破碎系统
破碎系统包含破碎段数和每段中的流程两个方面。单段破碎是最简单的破碎系统，应该优先选用。由于原料性质方面的原因，在不适于单段破碎时，就需要两段或三段破碎。每段尚有开路（包括带预筛分或不带预筛分）和闭路流程。大宇泅水水泥公司、江南小野田水泥公司均采用二段开路破碎系统，石灰石粗碎后进行筛分，筛上物进入中碎机破碎。泅水破碎系统的生产能力是1 500t/h，粗碎用旋翅式粗碎机，经筛分后有50%为合格料(< 80mm)．筛上料进入反击式破碎机破碎，中碎机的生产能力是750t/h。
江南小野田破碎系统的生产能力是1 000t/h，粗碎用颚式破碎机，中碎用圆锥式破碎机。由颚式破碎机和锤式中碎机组成的两段破碎系统的破碎比可达40-50:1，可以达到球磨机需要的粒度，是单段破碎尚未出现前惯用的破碎系统，新建水泥厂中已不多见。但是当矿石磨蚀性较高时仍是可取的方案。作者曾在双阳水泥厂扩建工程中采用了这种两段破碎系统。其原因是该厂石灰石的Si02较高，老系统（为单段破碎）一套锤头的寿命低于20万t。再者要求新建的破碎系统提供两种规格的碎石，自用为<25mm，外销时是< 250mm。该破碎系统的生产能力为600t/h，其流程（见图1）。当系统生产外销石灰石时，中碎机停止运转。使用表明，锤式中碎机的锤头寿命达到了40万t，比原有寿命提高1倍。证明这种系统对于磨蚀性较高的原料是有效的。
破碎机前设置预筛分机可以起到一定作用，将合格料筛分出来走旁路可以提高整个破碎系统的生产能力，减少破碎机的磨损。由于碎料中含泥量较高，经过预筛分后又减少了破碎机堵塞的机会。当然，这也使得破碎系统变得复杂，增加了设备维护工作量。旋翅式、颚式破碎机的生产常是不均衡的，受来料块大小而变化，时多时少，它与第二段破碎中间宜设贮存仓予以调节，否则第二段破碎机的生产能力应大于第一段的能力。
进行预筛分对于难处理的硬质和粘湿性混合料往往能起到极好的作用。我们在研究东岸岭砂页岩矿中碎机的堵塞情况时曾将原料进行筛析，结果是若将< 60mm的细料筛除，则余下物料中基本不含泥土和页岩。破碎这种物料则不易被堵塞。
相关矿山机械设备：
1、
圆锥破碎机
2、
雷蒙磨粉机
3、
颚式破碎机
