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    粉碎工程最引人注意的是如何降低粉碎過程的能耗和鋼耗，也可以說是粉碎工程的最熱門的話題。粉碎作業(yè)可以粗分為破碎和磨碎兩個作業(yè)階段．兩者之間沒有明顯的界限，但根據(jù)世界各國百科全書的定義劃分，大多數(shù)以粉碎作業(yè)產(chǎn)品上限粒度來衡量。所謂破碎，原則上是上限粒度為3～5mm；粒度上限如≤3mm，多劃分為磨碎作業(yè)。就金屬礦山選廠而言，破碎和磨碎作業(yè)能耗約占全選廠能耗的50%～70%．鋼耗也占70%以上，因此粉碎工程的節(jié)能降耗就成為礦山節(jié)能降耗的焦點(diǎn)。我國學(xué)者宏力在1959年提出了多碎少磨觀點(diǎn)。是我國最早系統(tǒng)提出降低破碎作業(yè)產(chǎn)品粒度是提高球磨機(jī)處理能力觀點(diǎn)的人。這一觀點(diǎn)，已被粉碎界公認(rèn)為多碎少磨思想，已被礦業(yè)界所接受。
    實(shí)現(xiàn)多碎少磨，必須要有適合的工藝和優(yōu)質(zhì)的細(xì)碎和超細(xì)碎破碎機(jī)，本文僅就KX系雙腔層壓破碎機(jī)做一簡要評介，供參考。
1、雙腔層壓破碎機(jī)的過去現(xiàn)在和將來
    早在上世紀(jì)60年代初期，在德國就有類似于雙腔破碎機(jī)的報(bào)道，德國人稱其為Rotex破碎機(jī)。后來，就很少再報(bào)道了。筆者認(rèn)為其在結(jié)構(gòu)和規(guī)格上的一些問題未能很好解決致使其擱淺了。
    20世紀(jì)80年代初期，南方以中南大學(xué)張智鐵教授為主開發(fā)了回轉(zhuǎn)顎式破碎機(jī)，其定義范圍是顎式破碎機(jī)，其性能規(guī)格按顎式破碎機(jī)定型用于中小礦山的粗碎，后來由于存在一系列問題未能解決而改向細(xì)碎作業(yè)稱為雙腔回轉(zhuǎn)顎式破碎機(jī)，在南方有一定推廣。
   幾乎與此同時，中國北方以徐正一和王梓奇先生為主，對雙腔破碎機(jī)進(jìn)行了深入研究，經(jīng)過了幾代改進(jìn)，至2006年發(fā)展到第五代雙腔層壓破碎機(jī)，發(fā)明人徐正一等人注冊北京跨新粉體工程科技有限公司以自己的創(chuàng)新技術(shù)生產(chǎn)自己的技術(shù)產(chǎn)品，稱為KX系列雙腔層壓破碎機(jī)。
    北京跨新粉體工程科技有限公司推出的第五代KX系列雙腔破碎機(jī)產(chǎn)品，充分體現(xiàn)了層壓破碎（料層破碎或顆粒間破碎）作用，使此產(chǎn)品性能大幅度提高，故稱為雙腔層壓破碎機(jī)。目前，雙腔層壓破碎機(jī)最大規(guī)格為1200型，其生產(chǎn)能力相當(dāng)于∮1200型圓錐破碎機(jī)，所以只能定位于中業(yè)企業(yè)的中碎、細(xì)碎作業(yè)，能否向更大規(guī)格發(fā)展進(jìn)一步取代更大型圓錐破碎機(jī)是雙腔層壓破碎機(jī)今后發(fā)展的主要方向。
2、為什么要開發(fā)雙腔層壓破碎機(jī)
    要實(shí)現(xiàn)多碎少磨的目標(biāo)，選用生產(chǎn)效能高和細(xì)碎性能好的高效細(xì)碎機(jī)是關(guān)鍵所在，在生產(chǎn)實(shí)踐中那些傳統(tǒng)的壓縮式細(xì)碎機(jī)如細(xì)碎顎破機(jī)和傳統(tǒng)圓錐破碎機(jī)其生產(chǎn)效率和細(xì)碎性能已滿足不了現(xiàn)代選廠的要求。而傳統(tǒng)沖擊式破碎機(jī)如錘式破碎機(jī)和反擊破碎機(jī)，由于工作部件的磨損率為壓縮式破碎機(jī)的10倍，而能量利用率僅是壓縮式破碎機(jī)的一半，所以對大量中硬以上物料的破碎一般不會被采用。
    為滿足現(xiàn)代選廠對優(yōu)秀細(xì)碎機(jī)的需求，國內(nèi)外的破碎機(jī)研發(fā)單位和著名破碎機(jī)制造廠商也為此投入大量人力物力進(jìn)行了卓有成效的工作。在選擇開發(fā)方向時，被所有專家達(dá)成共識的有兩點(diǎn)：第一是采用連續(xù)漸進(jìn)破碎，使機(jī)器達(dá)到最高的工作效率；第二是運(yùn)用層壓破碎原理，充分發(fā)揮層壓破碎的次級破碎作用獲得極高的破碎率和極好的細(xì)碎效果。就目前已知眾多新研發(fā)的細(xì)碎機(jī)中，成熟而可靠并已真正達(dá)到上述共識目標(biāo)的高效細(xì)碎機(jī)，有國外幾種類型圓錐破碎機(jī)，如Sandvik H系列圓錐破碎機(jī)、MeLsoHP圓錐破碎機(jī)、Cedarapids MVP圓錐破碎機(jī)和國內(nèi)北京跨新粉體工程科技有限公司推出的KX系列雙腔層壓破碎機(jī)都達(dá)到了上述兩點(diǎn)共識的目標(biāo)，兩種機(jī)器的區(qū)別在于其工作部件一個是做豎向懸掛旋擺運(yùn)動，另一個是做橫向旋擺運(yùn)動。
3、層壓破碎機(jī)工作原理
    眾所周知，固體物料受外界壓力時產(chǎn)生壓力變形，形成內(nèi)部應(yīng)力集中，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定的破壞應(yīng)力時，顆粒就會在最弱處首先發(fā)生破裂和粉碎。
    在破碎機(jī)的生產(chǎn)實(shí)踐中，層壓破碎的概念是巖石顆粒的破碎不僅發(fā)生在顆粒與襯板之間。同時，也大量發(fā)生在顆粒與顆粒之間。其特征是在破碎室的有效破碎段形成高密度的多個顆粒層，將破碎功充分地作用于巖石顆粒群，充分發(fā)揮層壓破碎和次生破碎作用獲得極高的破碎率（次生破碎是利用巖石破碎過程中所產(chǎn)生的強(qiáng)大碎片飛濺動能對相鄰巖進(jìn)行再破碎）。這時即便是在比較大的排口間隙，也能大量生產(chǎn)細(xì)粒產(chǎn)品，因此，顯現(xiàn)出驚人的高產(chǎn)量和細(xì)產(chǎn)品。除此之外，那些強(qiáng)度低的針、片狀巖石被首先破碎，故能生產(chǎn)出篩分率高和優(yōu)粒形產(chǎn)品。層壓破碎機(jī)正是接著上述原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，所以該機(jī)具有優(yōu)化的破碎形狀，配以最佳的機(jī)械狀態(tài)參數(shù)，真正做到使高能化層壓破碎完全實(shí)現(xiàn)，并表現(xiàn)出與眾不同的優(yōu)越性。
    因不同用戶有不同粒形要求，層壓破碎機(jī)設(shè)計(jì)有不同形狀的襯板以供選擇，提供不同腔型而產(chǎn)出不同大小不同形狀的產(chǎn)品。
    雙腔層壓破碎機(jī)的工作部件是一個高速擺轉(zhuǎn)的破碎輥，見圖1。該輥與左右對稱設(shè)置的一對曲線形破碎板偶合組成2個鉗料好的優(yōu)化破碎腔。破碎輥通過軸承裝于主軸的偏心位置上，電動機(jī)驅(qū)動主軸轉(zhuǎn)動，在主軸偏心的作用下使破碎輥?zhàn)鲂龜[運(yùn)動，使之產(chǎn)生強(qiáng)勁的循環(huán)壓力，連續(xù)漸進(jìn)對2個破碎室中的巖石交替進(jìn)行破碎，產(chǎn)品從2條排料口不斷排出。
4、KX系列雙腔層破碎機(jī)
4.1破碎機(jī)結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)
    通過工業(yè)驗(yàn)證，層壓破碎機(jī)與目前生產(chǎn)中廣泛使用的顎式破碎機(jī)比較，具有以下幾方面優(yōu)點(diǎn)：
    (1)工作效率高。顎式破碎機(jī)是單破碎腔結(jié)構(gòu)的機(jī)器，所以只能采取低效率的間斷工作方式，當(dāng)電機(jī)帶動主軸每轉(zhuǎn)動一周，只有一半是工作行程，這種間斷工作方式使電機(jī)負(fù)載不能保持均衡，所以不能充分利用電機(jī)能耗作功。該機(jī)只有一條長度與機(jī)寬相等的排料口，這就限制了排料量，這些都是嚴(yán)重制約顎式破碎機(jī)高效工作的瓶頸。層壓破碎機(jī)是雙破碎腔結(jié)構(gòu)的破碎機(jī)，它改變了單腔顎式破碎機(jī)間斷工作方式，使機(jī)器高效連續(xù)工作。雙腔結(jié)構(gòu)比同寬度單腔破碎機(jī)的排料口長度增加1倍，創(chuàng)造了優(yōu)越的排料條件，它的高效連續(xù)工作，使運(yùn)轉(zhuǎn)中的機(jī)器能連續(xù)排料，使電機(jī)保持較均衡的負(fù)載，使驅(qū)動電機(jī)更能充分發(fā)揮能效。
    (2)細(xì)碎性能好。雙腔層壓破碎機(jī)是層壓破碎機(jī)械，由于多層顆粒之間的相互作用，使針、片狀顆粒大大減少，其獲得的高破碎率使細(xì)粒產(chǎn)品增多。又由于該機(jī)破碎輥的高速擺轉(zhuǎn)，提供了很高的擺動頻率，使已被破碎的物料在向排料口下落的過程中要經(jīng)過更多次的破碎，從而使產(chǎn)品粒度大大降低。最后一個因素是高能化帶來的細(xì)產(chǎn)品，其原理是：“當(dāng)給料塊度一定，產(chǎn)品越細(xì)，所消耗的能量越多，即產(chǎn)品細(xì)粒級含量百分?jǐn)?shù)與輸入功率成正比。要獲得
列多的細(xì)粒產(chǎn)品，則應(yīng)給予更多的能量，而不一定是更小的排料口。”雙腔層壓破碎機(jī)是高能化的層壓破碎機(jī)，可以對物料施以充分的破碎功，所以能生產(chǎn)出更多的細(xì)產(chǎn)品。以上3個因素共同保證雙腔層壓破碎機(jī)是細(xì)碎性能極好的細(xì)碎機(jī)械。
    (3)節(jié)能明顯。顎式破碎機(jī)是靠動顎板移近時才能使物料破碎。其破碎力同時作用于破碎腔中所有物料，這就需要很大破碎力才能將大量物料一次性作用使破碎完成。在動顎板移開時排出物料，不產(chǎn)生破碎作用，因此，能量利用率比雙腔層壓破碎機(jī)低50%；雙腔層壓破碎機(jī)在破碎物料時，破碎輥?zhàn)鲂龜[運(yùn)動。其破碎作用力主要發(fā)生在破碎輥的偏心位置的循環(huán)擺動又形成漸進(jìn)破碎的過程，因?yàn)槠扑榱χ患�中作用于破碎腔中某區(qū)段的較少物料，所以工作時使用的最大破碎力比顎破機(jī)小得多，而連續(xù)工作又比間斷工作的能量利用率高得多，所以具有明顯的節(jié)能效果。
    (4)鋼耗小。顎式破碎機(jī)的動顎在工作時做復(fù)合運(yùn)動，其垂直運(yùn)動行程是水平行程的2倍，垂直行程雖有促進(jìn)排料作用，但會使齒板與物料之間造成嚴(yán)重的大行程的直接摩擦，這是顎破機(jī)齒板磨損大的主要原因。加上機(jī)器排料口處是強(qiáng)磨損區(qū)，使該處磨出橫向深溝槽，這些局部嚴(yán)重磨損會造成整塊齒板使用壽命不理想，這都將嚴(yán)重影響耐磨件的使用率，一般只占20%～30%。雙腔層壓破碎機(jī)的破、碎輥用耐磨性好的特種鋼制成，它的主軸與破碎輥之間有軸承連接，輥面可自由轉(zhuǎn)動，當(dāng)輥面與物料產(chǎn)生磨擦?xí)r該輥會產(chǎn)生與摩擦阻力方向相同與偏心軸轉(zhuǎn)動方向相反的回轉(zhuǎn)，大大減小了物料與輥面之間由于相對運(yùn)動所產(chǎn)生的直接磨擦，這種回轉(zhuǎn)還能使輥面得到均勻利用，克服了被局部嚴(yán)重磨損的現(xiàn)象發(fā)生，降低磨擦和均勻摩損，故可大幅度延長耐磨件的使用壽命。讓低鋼耗為企業(yè)帶來低使用成本。
    (5)1作時振動小。顎式破碎機(jī)由于有肘板支承結(jié)構(gòu)和動顎復(fù)擺運(yùn)動造成垂直方向的大行程，所以工作時振動大，機(jī)器必須固定3倍于機(jī)重的混凝土基礎(chǔ)上；雙腔層壓破碎機(jī)無肘板支承結(jié)構(gòu)，破碎輥工作在動平衡回轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以工作時振動小、噪聲低。可在無基礎(chǔ)的鋼架上平衡工作。
    (6)維護(hù)簡單。雙腔層壓破碎機(jī)零部件承裝部位都采用脹套連接，所以拆裝十分方便，反復(fù)拆裝也不會影響緊配度。該機(jī)排料口調(diào)整容易，整機(jī)采用潤滑脂潤滑，所以維護(hù)簡單使用成本低。雙腔層壓破碎機(jī)超凡的技術(shù)性能可大幅度提高破碎作業(yè)的效率和質(zhì)量，使選礦廠在多碎少磨的流程中體會到高效益的實(shí)惠。低鋼耗和低能耗盡顯低本生產(chǎn)帶來的好處。
    雙腔層壓破碎機(jī)的技術(shù)性能．見表1。
    對表2的4種機(jī)型進(jìn)行比較后看出，雙腔層壓破碎機(jī)的性價比最高。雙腔層壓破碎機(jī)的技術(shù)參數(shù)與美國高效圓錐破碎機(jī)相當(dāng)，但售價僅是美國機(jī)器的28%，使用成本僅是美國機(jī)器的20%（以上各種細(xì)碎機(jī)的售價是以2006年10月各廠家的實(shí)際售價為計(jì)算值）。國產(chǎn)短頭彈簧圓錐破碎機(jī)的生產(chǎn)能力比雙腔層壓破碎機(jī)存在一定差距，兩機(jī)售價相近，但使用成本短頭圓錐破碎機(jī)高出4倍。細(xì)碎顎破機(jī)的細(xì)碎性能和生產(chǎn)能力與雙腔層壓破碎機(jī)相距較大，即便售價低，和使用成本相同，但技術(shù)性能不在一個水平上。在“多碎少磨”高效流程中，細(xì)碎設(shè)備性能的好壞起到致關(guān)重要的作用，選用雙腔層壓破碎機(jī)能突出體現(xiàn)高效碎磨流程的優(yōu)越性，高性價比的細(xì)破碎機(jī)將更具經(jīng)濟(jì)價值。
5、生產(chǎn)實(shí)踐（部分）
5.1河北中山溝金礦
    該礦原設(shè)計(jì)能力為50 Ud，采用雙動顎式破碎機(jī)作為二段細(xì)碎閉路作業(yè)。由于多種原因，流程一直不暢，生產(chǎn)不正常，產(chǎn)品合格率低，企業(yè)出現(xiàn)虧損。1994年7月購進(jìn)l臺150×350雙腔回轉(zhuǎn)破碎機(jī)，取代雙動顎式破碎機(jī)用于細(xì)碎，閉路后使人磨粒度降至-6 mm，從而使日處理能力增到SO Ud以上，每天回收黃金60 g，生產(chǎn)成本大幅度降低，僅兩個月使一舉扭虧為盈，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。
    該礦1996年為擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，新上一條生產(chǎn)線，仍選用150×350雙腔回轉(zhuǎn)破碎機(jī)作為二段細(xì)碎，突破本條生產(chǎn)線產(chǎn)量I倍以上，達(dá)到日產(chǎn)量120噸以上。目前該礦效益大增，面貌煥然一新，生產(chǎn)蒸蒸日上。
5.2陜西寧強(qiáng)東皇溝鉛鋅礦
    該礦設(shè)計(jì)能力日處理礦石50t/d，破碎采用兩段開路流程，一段用250 x 400顎式破碎機(jī)，二段用150×750細(xì)碎顎工破碎機(jī)。運(yùn)行情況不夠理想，細(xì)碎顎式破碎機(jī)電耗大(電機(jī)為l5 kW)、產(chǎn)量低、易損件更換較頻繁，產(chǎn)品粒度一般為- 20 mm，甚至更大。1995年1月改用150×350雙腔回轉(zhuǎn)破碎機(jī)替代細(xì)碎顎式破碎機(jī)，仍為兩段開路破碎，其破碎產(chǎn)品粒度降低- 15 mm以下，處理能力每班比原來增加10 t以上，使用一年半僅更換過兩次齒板，維修也很方便。該礦計(jì)劃新上一條銅礦生產(chǎn)線，仍準(zhǔn)備采用雙腔回轉(zhuǎn)破碎機(jī)。
5.3某水泥廠
    該廠破碎流程為兩段開路，原用150 x 750細(xì)碎顎式破碎機(jī)，用于細(xì)碎水泥熟料。使用情況是：產(chǎn)量低、能耗高、產(chǎn)品粒度大，且不易保證，一般為- 20mm左右。1994年11月改用100×700雙腔回轉(zhuǎn)破碎機(jī)取代細(xì)碎顎式破碎機(jī)，仍用兩段開路破碎，產(chǎn)量提高2倍以上，單位產(chǎn)量約為1 kW-h左右，產(chǎn)品粒度全部在-15mm以下，使磨礦機(jī)效率提高10%～20%。
5.4其他有關(guān)廠礦
    除上述典型例子外，還有許多礦山，例如某礦山原破碎流程為兩段一閉路粗碎用400×600顎式破碎機(jī)，細(xì)碎用DYB600標(biāo)準(zhǔn)彈簧圓錐破碎機(jī)。由于產(chǎn)量小，破碎產(chǎn)品粒度大，一般為- 20 mm，因此日處理能力受到限制，僅為90t/d左右。
用100×700雙腔回轉(zhuǎn)破碎機(jī)取代標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)，閉路后破碎產(chǎn)品粒度降至- 12 mm，使日處理能力從原來的90t/d增加到180t/d，提高l倍。使用維護(hù)也比圓錐破碎機(jī)方便。根據(jù)該礦篩析資料可知，當(dāng)排礦口調(diào)至8 mm以下，完全可以獲得- 15mm占95%以上的破碎產(chǎn)品。
    除以上幾個礦山外，還有河南安陽水泥廠、京都昌黎黃金冶煉廠、陜西勉縣鉛鋅礦、甘肅小西弓金礦、河北響水溝金礦、包鋼公益明鐵礦、新疆哈密紅星廠、湖南湘潭電化廠等諸多廠礦，使用雙腔回轉(zhuǎn)破碎機(jī)后，均取得了比較好的經(jīng)濟(jì)效果。  。
    第三代雙腔回轉(zhuǎn)破碎機(jī)還遠(yuǎn)銷國外，僅19年就向泰國出口了40余臺l00×700雙腔回轉(zhuǎn)破碎機(jī)。香格安樂鉛鋅礦采用2臺PC900破碎機(jī)用于中細(xì)碎，至今已使用5年之久，破碎效果使該選礦廠節(jié)能達(dá)到國家要求，降耗也非常可觀。
    石家莊鹿泉水泥廠采用一臺900第四代雙腔破碎機(jī)，破碎水泥及物料，使熟料磨機(jī)產(chǎn)量提高30%。
    山東某金礦使用了第四代PC900破碎機(jī)，經(jīng)考查測試，當(dāng)排料口12 mm時，破碎機(jī)處理能力為74t/h，產(chǎn)品中- 12 mm粒級產(chǎn)率為69.81%，單產(chǎn)能耗為0.68 kWh -t產(chǎn)品。
    第五代KX系列雙腔層壓破碎機(jī)在衡水硅塊廠(360型)．北京延慶銅礦（520型），青海若羌鉛鋅礦(360型)，云南香格里拉神龍礦業(yè)公司選礦廠(720型)．瓦房子鐵礦(900型)，昌邑鐵礦（900型）等處都已安裝使用，都表現(xiàn)明顯優(yōu)越細(xì)碎性能，使球磨機(jī)人磨粒度大幅度降低，用戶節(jié)能降耗效果明顯。
    北京跨新粉體工程科技有限公司創(chuàng)建一周年已銷售第五代雙腔層壓破碎機(jī)近50多臺，至今未有客戶要求進(jìn)行售后服務(wù)事宜。
6、結(jié)束語
    KX系列雙腔層壓破碎機(jī)是21世紀(jì)初的高科技產(chǎn)品，已獲得國家科委創(chuàng)新基金支持，列為創(chuàng)新產(chǎn)品開發(fā)推廣產(chǎn)品。它完美實(shí)現(xiàn)層壓破碎作用，使用戶獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益，是節(jié)能降耗的新型高效細(xì)碎機(jī)。跨新公司在未來發(fā)展中將開發(fā)1200型和1500型大型雙腔層壓破碎機(jī)，以適應(yīng)客戶需要。