1、概述
超细
粉碎机及超细分级机的发展及使用与非金属矿物工业的发展是密不可分的，尤其是近年来，我国非金属矿物工业的发展使得超细粉碎及超细分级技术也得到了进一步提高。因此，笔者以非金属矿物工业的发展为背景，来分析我国超细粉碎机及超细分级机的现状及其发展的市场空间。
2、我国非金属矿物工业现状及其制备问题
目前中国的非金属矿物工业已具有相当大的规模，产量和出口量都呈现增长趋势。但国产的产品质量和档次不高，不能满足现代的高新技术和新材料产业发展的要求，许多非金属矿物深加工产品还要依赖进口，如国内高中档玻璃原料及电子级球形硅微粉完全依赖进口。
非金属矿物许多都是白色矿物，对其进行深加工作业的第一基本要求就是提高其白度，其次就是�；な嗔燮痛邢宋嗫笪锏目笪锵宋�。了解矿物的特性和对其深加工的要求，可以巧妙地组合工艺流程，达到节能、环保、简易，且得到最好的精矿品位和最好的回收率的目的。
对非金属矿物进行超细加工的目的主要是开发非金属矿物在超微（细）粉体状态的特殊性能。
2.1 充分发展小颗粒的各种效应7 7发展小颗粒粒子的各种效应是我们研究超细粉体的基本目的。由于超微（细）粉体将会带来量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应及宏观量子隧道效．应，这对开发非金属天然纳米材料（如石墨、沸石、高岭土、硅藻土、珍珠岩等）和合成的非金属矿物纳米材料（如碳酸钙、钛白粉、二氧化硅、炭黑等）的用途都是十分重要的。
2.2先有高纯化，再有超细化
高纯化是为防止外来杂质的干扰，进而充分体现物质本身的特性。许多产品没有高纯化就没法体现其价值，例如w(SiO2)为99.99%的超细粉目前我国仅限于试验室成果，还没有工业化实践，而进口的高档产品价格可达15万元／吨，w（ZrO2）为99. 999%的超细粉价格为普通耐火材料用2r02粉的300多倍。
有了纯度，才有可能谈超细化，否则有了细度但是纯度不够要求，这等于是浪费人力、物力及财力。20年以前超微细粉体的研究对象是粒径3um以上的粉体，十年以前则是粒径1um以上的材料，而近几年来已进展到研究纳米级的。随着颗粒粒径的变小，材料本身更多的特性也将被开发。
2.3功能化与复合化的可能
功能化与复合化是人们对材料性能追求的结果，也是高新技术发展对材料的需求。人们对超微细粉体在某些方面的独特功能进行研究并加以利用，同时人为地赋予它新功能，使其更好地为人们服务。
2.4精细化与特殊要求的关系
粉体材料的精细化涉及到它的粒径、粒度分布、
颗粒形状、比表面积、孔容、孔径、晶相、导电率、磁
性、光吸收率、光导率等一系列的特性。不同特性的
粉体在应用方面具有不同的效果。例如我们通常所
用的用于封装材料的Si02粉，颗粒形状不同（角形
粉和球形粉）其封装结果则完全两样；产品粒度分
布不同，其结果也相差许多。
3、我国超细粉碎机与超细分级机的研发
我国从1995至2005年10年间拥有近160个超细粉碎机专利，由此可以看出，我国超细粉碎机及超细分级机的发展概况。
3.1超细粉碎理论及实践
3.1.1超细粉碎理论研究
破碎理论是解决物料粉碎与能量消耗关系的理论基础，探索物料粉碎状态与能量消耗之间的内在联系，对指导制造更有利于粉碎、更节能的粉碎设备，对降低能耗、节约能源有重要的理论研究价值和重大的现实意义。
自19世纪，学者P．R，Von Rittinger提出了破碎理论的新概念以来，到上个世纪80年代加巴洛夫从结构化学的角度研究了粉碎能耗问题。破碎理论经过100多年的发展与完善，在粉碎领域起着重要的指导作用。但这些理论都在一定程度上存在不足及其局限性，从实际使用出发，三大粉碎理论都有各自的适用范围，具有一定的片面性。随着科学技术的发展，现有的理论落后于实践，传统破碎理论的缺陷与不足日显突出，在许多领域已不能起到指导作用。为此，寻求更合理、更准确、更能反映实际粉碎状态的破碎理论已迫在眉睫。
母福生认为物料变形、破碎过程十分复杂、它不是一个孤立系统，而是一个与外界有物质和能量交换的开放系统，也是一个由稳态一渐变一突变的螺旋式演变过程，同时伴随声、热等能量的耗散。要完整建立系统，建立物料粉碎功耗方程，需要多学科的理论做基础，在多学科交叉融合的前提下，来建立功耗方程才可能更完善和全面，才能揭示物料粉碎这一复杂系统的内在演变机理。
吉晓莉基于流化床气流磨粉碎机理，研究了粉碎腔内的工质压强与喷嘴个数对SiC颗粒形貌的影响。提高粉碎腔内的工质压强可增加粉碎强度；粉碎腔内采用两个喷嘴以增加颗�；ハ嘧不鞯幕适侵票钙碨iC粉的有效方法。采用流化床式气流磨加多级涡轮分级机的粉碎系统，可以制备产品质量较好的多级别超细SiC片晶微粉。
龚俊等用三维黏性流动计算软件NUMECA对湍流粉碎机的吸入腔进行了定常三维紊流流场的数值模拟，得到了吸人腔内部流场的压力分布和速度分布，直观地显示了吸入腔内部的流动现象，为后续阶段的整机联算奠定了基础。
王燕民用高压辊磨与搅拌磨构成的复合粉碎系统进行了湿法超细研磨碳酸钙物料的试验，试验结果表明：该系统能有效地提高物料细度并降低能耗，这可能与颗粒在高压辊磨受压后产生微裂隙有关；高压辊磨预磨次数明显地影响搅拌磨的最终产品粒度和节能效果；经模拟各种不规则形状颗粒破坏行为表明，颗粒受压时产生微裂隙的现象与其各向异性和应力分布有关。各种理论研究表明，超细粉碎理论应该与现行的三大粉碎理论有不同的表现方式，但如何能正确表现，还有待粉碎界人士共同努力去研究，期待早日出现一个完整的表达公式。笔者提醒粉碎机的开发商注意：①开发粉碎细物料设备的思考方法不同于粉碎粗粒物料的；②超细粉碎机的开发应该是多力场的。
3.1.2超细粉碎机械
我国超细粉碎技术起于上世纪60年代；在引进、消化、吸收、研制一系列运作下，到上世纪80年代开始生产国产粉碎机，如指状粉碎机、塔式磨机、气流磨等；到上世纪90年代中期，我国已基本形成自己的超细粉碎机的生产序列，但由于超细分级机要符合流体力学原理，研制难度大一些，因此研制者较少。
超细搅拌磨始于1928年，1952年美国杜邦公司推出立式砂磨机，上世纪80年代Drais公司开发成功DCP环隙式搅拌磨，使粉碎分散效率大大提高。近年来，德国和日本正在研发亚微米、纳米超细搅拌磨，如S型、C型和ZR120型离心式超细搅拌磨。
长沙矿冶研究院研制的LXJM大型超细搅拌磨机，从筒体、搅拌器和传动装置等方面优化了搅拌磨的设计，并应用于造纸涂布用亚微米重质碳酸钙的湿法超细加工中，其产品满足造纸工业的要求。
邱益等推出的一种CGM60-B锥摆式搅拌磨，其特点是：提高每个循环对物料注入的载荷强度，即提高单位工作容器注入能量密度；改变磨球和物料运行轨迹，增加物料流的紊乱运动，造成运动方向多维性；解决了磨机内部能量转移问题。
丁浩开发了一种改进型的悬辊式粉磨设备——DHM型磨机，它是单一粉磨设备，可与分级机组成配套工艺使用。该机与传统的悬辊磨（雷蒙磨）相比，磨辊为多层，并因其高速旋转实现了碾磨的连续化。
金振中等认为：气流粉碎机以热压缩空气为工作介质，一方面能够提供较大的粉碎力，有利于产品的细化；另一方面，在所得产品粒度基本相同的前提下，使用热压缩空气比使用过热蒸汽更为经济。而且金振中等为此提出了一种简单易行的热压缩空气加料器喷嘴设计。据此设计制造的以热压缩空气与工作介质的强力气流粉碎机已应用于超细粉体的实际生产中，并取得了良好的经济效益和社会效益。
段江涛[IO]对以硅、锰、铬、铜为主要合金元素，加入少量钒、钛、硼、氮和稀土元素进行微合金化和变质处理，在空冷淬火条件下，获得了综合性能优良的贝氏体组织。该低合金空冷贝氏体钢生产工艺简单、贵金属元素加入量少，生产成本与高锰钢相当，且该材料具有优良的强韧性和耐磨性，若应用于超细粉碎机械中，经济效益显著，值得推广应用。
3.1.3超细粉碎机械小结
从总体上来讲，目前国内超细粉碎机的基本情况如下：
1、国内与世界各国定型的机种基本上处在同一水平，国外生产的定型产品国内多有生产；
2、某些机种比国外还先进，如各式改进型雷蒙磨，上下都带粉碎（刀头）锤头的改进型ACM机，新型多力场GYM亿丰磨，以及这几年新发展的一些有特点的试验定型新机种；
3、总体上，我国对超细粉体的技术研究与设备开发比先进国家晚许多，因而在设备研制上起步也晚，基础差、起点低，再加上制造企业各方面的因素，设备制造的总体水平与国外有差距；
4、国内生产设备没有相关的统一标准（包括行业标准和国家标准），生产的设备名称、型号不统
一，让使用者很茫然。
3.2超细分级理论及实践
3. 2.1超细分级理论
对于超细物料的湿式分级，水力旋流器的应用与推广在国内已有几十年的经验，成熟的使用经验使得其生产企业稳步发展；干式分级是非金属矿物超细粉体的主要分级方法，主要分级机有日本引进的MS、MSS和德国的ArIP的单轮或多轮涡轮式分级机。干式超细分级实际上目前在向亚微米级（平均粒径0.5—1.0 ILm）的方向发展。许多国外的厂商已开始探索采用机械法生产高纯度纳米粉的研究，这也是我国超细粉碎研究者奋斗的目标。
孙国刚等根据对离心式空气分级机分级理论与流场的研究，找出了影响分级粒径和分级精度的主要因素，总结了一套细粉空气分级的设计方法，并为国内3家企业设计了5套催化剂细粉分级生产装置，成功地将催化剂中粒径小于20um的细粉含量控制在1. 5%一30%，使国产裂化催化剂产品粒度分布达到国际市场的要求。
冯永国等认为，粉体颗粒在空气中具有强烈的团聚倾向，是因为颗粒间存在着强烈的吸引力�？掌笫�，粉体的团聚主要是液桥力造成的；而在干燥条件下，则由范德华力引起。分级的首要任务是分散颗粒，使其处于单分散状态，这样才能提高粉体的流散性，也就是说超细粉体的分级技术在于颗粒分散。
王长会等n5 3通过理论分析和公式推导，建立了产品粒径与分级机转子结构参数之间的关系式，认为在分级机转速和通风量一定的情况下，转子结构参数影响产品的最大分级粒径；锥角、叶片倾角影响分级效率；转子叶片数的增多并不能使临界分级粒径变小。
刘圣照等对涡流空气分级机理论切割粒径进行研究，认为：涡流空气分级机分级主要发生在环形区和转笼分级区，尤其是后者属影响分级精度和切割粒径大小的主要区域；不同的段设条件可推出不同的切割粒径计算公式，众多计算公式可以用统一的dso=Qe/8来表示，即切割粒径dso取决于风量Q和转笼转速n的操作因素。
党君祥等对4种不同微型旋风分离器在不同的流速下的分级效率进行了试验研究，并采用无因次的Rosin-Rammler坐标对测试数据进行了整理。试验结果表明，分级效率与斯托克斯数Stk之间关系在Rosin-Rammler坐标上为一条直线；采用微旋风器可对微粉进行分级，分割粒径可达1.3um
3.2.2超细分级机械
分级机是粉体制备系统中非常重要的设备之一，利用空气作为分散介质的动态分级设备在分级操作中占有重要地位，其发展先后经历了离心式空气分级机、旋风式空气分级机、涡轮式空气分级机。目前，涡轮式空气分级机因其工作稳定、分级效率和精度高、生产能力大而得到了迅猛的发展，并逐渐占据了主导地位，其理论研究在国内外也比较活跃。但涡轮空气分级机主轴普遍采用悬臂方式布置，密封不可靠，采用气密封也不经济；另外，由于涡轮分级室叶片细长，在高速旋转时容易发生挠曲变形和振动，影响分级效果。对此，邱益等[18]发明了VTC 90立式涡轮空气分级机，该机采用在主轴两端设置支承点、整体叶片组件，这种结构模式在国内属首例，是安装维护简便的分级设备。
根据斯托克斯的离心力公式得出的颗粒切割粒径关系式，为了产出切割粒径小的微粉，必须要求分级机中的气流速度低、分级轮尺寸小及其圆周速度高。因此，在相对稳定的操作条件下，以较小的分级轮分离出较细粒度的微粉颗粒。方苍舟在研究干式分级机时，以格拉朗日空间中的刚性控制体为研究对象，以刚性势涡原理（常规分级叶轮是以弹性势涡原理）为设计依据，叶片设计为空间规整曲面与平面联合的形状，研究结果为：①压力损失只有常规分级的60%，分级极限达到0.8um（常规分级极限是1.0um）；②分级区设置径向导向叶片，改变了常规分级机含尘气流在向分级区移动时的混乱无序；③设置二次分散器，使淘洗气流经喷射后旋转，达到高效淘洗的目的，淘洗效率比常规分级机增加60%。目前，该研究已取得工业生产实践成果。
4、我国超细粉碎机的市场空间
4.1我国超细粉碎机制造企业存在的问题
1、制造企业都是中、小型企业
改革开放20多年来，我国中、小企业发展较快，按中国粉体企业大全的不完全统计，粉体设备厂共1 644家，其中专门（或部门）制造粉碎机的厂家近1/4，目前企业数量仍在增加中。
笔者认为造成这种现状的原因在于，有人以为：①粉体行业涉及行业多、范围广、分布面大、专业极多，发展速度快；②粉体设备制造可以照葫芦画瓢，拿起来就干，投资回收期短，利润来得快，且设备预留空间很大，又没有标准要求；③市场利润空间很大。这些错误的分析，造成粉体设备特别是超细粉碎机或分级机的市场无序。错误发生的根本原因是：①设备的设计图纸本身就有错误，而制造商也没搞明白就开始制造；②对粉体设备认识不足，不了解超细粉碎机和超细分级机的具体要求；③制造商对设备的材料缺少认识，或因成本问题而不敢采用；④企业不做企业策划，很少做市场调查，对市场了解不足；⑤不懂得工业品的市场营销规律与技巧；⑥市场不规范，卖买双方都很盲目；⑦不正当的商业竞争，如不正当偷取别人的技术去仿制，或把打着别人的企业名称以混淆视听，骗取客户上当，又或者打价格战，将不合格产品低价卖出等。
2、进入WTO后对我国市场的影响
我国进入WTO已五年，所渭过渡期业已解除，我们应该如何认清当前的新局面，笔者认为：①入市以后，市场环境扩大了，机会均等了，但竞争手段却很生疏；②产品出口容易了，关税也减少了，但非关税壁垒增加了，2006年世界贸易发生的87起商业调查中，针对中国的就有23起，因此�；幸苍黾恿�；③人世后实行国民待遇，有利于我国的企业进入市场，但竞争更激烈了；④随着人世几年来市场化改革的深入，市场经济体制的实行力度进一步加大了，市场在配置资源中的作用进一步加强，但市场的外延越宽，我们操作的难度就越大；⑤产品销售和生产要素资源采购环境逐步宽松，但是对企业科学管理的要求也更加严格。在新的形势下，国内各企业应更加重视知识产权�；ぃ庸娣镀笠稻�，更重视信誉，市场秩序才会进一步好转。
3、困扰企业的原因
王子雄分析了中国民营企业经营中的六大问题，共分52个小问题。笔者总结起来认为主要是企业高层决策、营销策略、资本运营、企业经营等几个方面的问题。这些问题绝不是理论，对我国超细粉碎的设备生产厂都是共性问题。忽视了这几个方面才会造成许多中小企业得不到发展，或发展到一定程度之后进入盲区。刘福广分析了国内一些失败的大企业经过轰轰烈烈之后败走麦城的原因，这些教训对我们是十分重要的。
我国许多企业都是家族式或准家族式的，这些企业都缺少职业经理人，一般都做不大，也做不长久。正如影响产品销售的因素是各种各样的，但差异化才是吸引购买者的主要因素。在现代社会中，能满足购买者需求的产品并不一定是你能卖出去的产品，消费者可选择的产品太多了，只有差异优势，才是你的市场空间。
综合我国超细粉体设备制造业发展中自身不利因素，属于企业内部原因的有：①企业的组织结构和产品结构不合理；②企业自身素质不高，包括技术、人力资源、企业文化等方面；③企业技术创新能力低。属于企业外部原因的有：①政府的支持政策不能落实到位，对企业如何扶持不明确；②中小企业普遍感到融资难，难融资，这方面还有许多条条框框，流动资金成为很大问题；③企业本身的经济负担越来越重。
4.2制造企业的发展空间
综上所述，要搞好我国超细粉体设备制造企业，应该做到如下几点：
1、企业要不断创新，增强竞争能力，在不断探求市场空间的情况下研发新机种，实际上现在市场需求与实际产品有相当大的距离，许多新领域都无人问津。
2、企业要找准市场空间，特别是找准自己企业的市场空位，产品要发挥精、专、特的特点。
3、提高企业自身素质，首先是企业领导人的素质，要加强企业员工培训，使得每个人都能成为本企业各专业的专家；
4、学会充分利用社会上现有的技术资源和人力资源，多学一点经济学；．
5、打破家族式和准家族式的管理，确信自己管理不如别人时，能找到职业经理人为好；
6、学会市场策划、找准市场定位，加强市场营销（注意绝不是推销员的销售问题）．利用好广大的市场空间，创造更大的经济效益和社会效益。
5、结束语
中国超细粉体工业横跨20多个部门几十个小的行业，与国外发达国家相比，我们的超细粉碎机与分级机制造仍落后发达国家一大步。要认清人世五年之后的今天，国际竞争就在我们眼前，我们必须大步赶上去。企业要树立不断创新、不断赶超的观念，提高自身素质，全面了解我国超细粉碎机的市场，充分利用现有的有效人力资源，学会资本运营，为企业打开更大的国内与国际市场而努力。
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秸秆粉碎机
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