(中國粉體技術網/班建偉)多年來,國內外粉碎設備和技術不斷發展,發展的特點是大型化、結構優化、采用先進技術和新材料以及技術性能優化。發展目標是提高生產能力、減小產品粒度和節能降耗。其中設備大型化是一個重要發展特點,國外不同行業都有相應的大型先進粉碎設備在持續發展,
國內近年來在大型化方面也有進步,較突出的是筒式磨機,已可制造世界最大規格的設備。德國蒂森克虜伯Fördertechnik 公司制造的大型旋回破碎機、瑞典山特維克集團和芬蘭美卓公司等高能化的圓錐破碎機、德國克虜伯伯利休斯公司的大型輥壓機、國內外大型顎式破碎機、我國中信重工機械股份有限公司等公司的大型自磨(半自磨)機和球磨機、丹麥艾法史密斯公司等的大型水力旋流器以及大型再磨攪拌磨機等粉碎設備大多是大型先進設備,代表著相應專業的先進技術水平。
破碎設備
旋回破碎機
旋回破碎機絕大多數用于大型礦山,這決定了其大型設備的基本特點。由于旋回破碎機的選用是根據要求的最大給料粒度,這時其生產能力一般都相當富裕,因此并不要求進一步的大型化。目前世界最大規格的旋回破碎機仍是20 世紀90 年代德國蒂森克虜伯(Fördertechnik)公司制造的63~114 〃(1600~2896 mm)旋回破碎機,1997 年用于世界著名的大型礦山—印尼Iriana Jaya的Grasberg 銅金礦,目前該規格設備全世界共用了3 臺。
國內成熟應用的最大規格的旋回破碎機是北方重工沈陽重型機械集團有限責任公司制造的PX1400/170 型液壓旋回破碎機,首臺設備1985 年10 月用于本溪鋼鐵公司南芬選礦廠。以后該設備仍時有應用,2009 年建成投產的中國黃金集團烏努格吐山銅鉬礦就使用了該設備。近年杭州山虎機械有限公司制造了PXZ-1600 重型液壓旋回破碎機,用于某石料廠,是目前國內最大規格的旋回破碎機,其特點是采用雙電動機驅動。
圓錐破碎機
1955 年前蘇聯烏拉爾重型機械廠就制造了Ф3 000 mm、400 kW 的標準圓錐破碎機。20 世紀70 年代美卓諾德伯格公司制造了Φ3 048 mm Symons型圓錐破碎機。此后圓錐破碎機大型化停止在這個級別,發展方向轉向了高能化。高能化是國際先進圓錐破碎機近30 年來發展的主要特點,目的是在有限的體積內和質量下達到更高的輸入能量和生產能力。在這一思想指導下,現代國際先進圓錐破碎機規格只保持在Φ2 000 mm 數量級,而輸入能量或生產能力卻有了很大提高,產品粒度也不斷減小。高能化的途徑主要有增加受力零部件尺寸、提高材料性能和改進受力結構。
瑞典山特維克集團的液壓圓錐破碎機和芬蘭美卓公司的HP 系列圓錐破碎機是高能化的代表。最大規格的高能化圓錐破碎機,20 世紀80年代為諾德伯格公司制造的MP1000 型圓錐破碎機,其動錐直徑為Φ2 390 mm,安裝功率為746 kW。該機特點是空心主軸、球面瓦支承動錐、緩錐、高擺頻、大偏心距、周邊多缸液壓鎖緊和采用先進的自動控制系統等。
目前世界最大規格的圓錐破碎機是芬蘭美卓公司制造的MP1250 型圓錐破碎機,安裝功率為932.5 kW。其次是丹麥艾法史密斯Excell 公司的Raptor XL1100 型圓錐破碎機,也采用空心主軸結構。其最大安裝功率為895 kW,最大給料粒度為620 mm,在閉合邊排料口為35 mm 的情況下生產能力可達2 000 t/h。瑞典山特維克集團最新推出的CH890和CH895 也屬于世界上規格較大的設備之一,安裝功率均為746 kW。前者用于第二段破碎,后者用于第三段和礫石破碎。其特點是底部單缸液壓支承、陡錐、高擺頻、小偏心距、主軸簡支梁支承形式、頂部星型架結構、采用先進的自動控制系統等。
輥壓機(高壓輥磨機)
以料層粉碎原理著稱的高效節能粉碎設備輥壓機在大型金屬礦山獲得應用,對輥壓機提出了大型化的要求。1995 年8 月,德國蒂森克虜伯伯利休斯公司制造了當時世界最大規格的Φ2.4×1.4 m POLYCOM® 型輥壓機,用于美國塞浦路斯的Sierrita 銅礦山。其安裝功率為4 500 kW,給礦粒度為− 70 mm,物料受到的最大粉碎力大于300 MPa,產品中− 250μm含量為20%~ 25%,平均處理能力1 600 t/h。該公司又制造了4 臺目前世界最大規格的POLYCOM®24/16-8,規格為Φ2.4×1.65 m, 安裝功率為5 000 kW,2006 年用于秘魯Cerro Verde 銅鉬礦的第三段破碎。隨后,鞍鋼與澳大利亞合資的Karara 磁鐵礦項目也選用了2 臺這種最大規格的輥壓機作為粗磨機。
輥式破碎機
大型輥式破碎機因其輥面壽命的限制一般不用于破碎金屬礦石。20 世紀90 年代末,德國蒂森克虜伯Fördertechnik 公司制造了出H-BRN20220型雙輥破碎機,輥子直徑為2 m,輥寬為2.2 m,使用2 臺400 kW電動機,是目前世界上最大規格的輥式破碎機。該機用于黑山北部的RudnicPljevla 露天煤礦,排料粒度為0~350 mm。
顎式破碎機
顎式破碎機既可以用于粗碎,也可以用于中細碎,因此其規格差別很大。20 世紀80 年代以前,大中型選礦廠的第一段破碎采用顎式破碎機時只能選用簡擺顎式破碎機。國外對于先進簡擺顎式破碎機的最后報道是20 世紀80 年代末。美國Kue-Ken 公司開發了1 676×2 134 mm 簡擺顎式破碎機,1991 年用于密蘇里州的一個采石場,是當時美國25 年來最大規格的顎式破碎機。其特點是動顎外部鉸接高懸掛、采用一個小規格飛輪兼皮帶輪、安裝于飛輪與偏心軸之間的機械過載保護裝置、肘板系統油浴潤滑、獨特的液壓破碎腔清掃裝置和遠控裝置等。
近年來,隨著設計與制造技術的發展,國外大型復擺顎式破碎機已能夠完全取代簡擺顎式破碎機。國內采用顎式破碎機的大中型選礦廠仍然大多使用簡擺顎式破碎機,最大規格為1 500×2 100 mm。國內最大規格的復擺顎式破碎機是上海建設路橋機械設備有限公司2006 年制造的PEY 1 500×1 800 mm 液壓復擺顎式破碎機,用于破碎鋼渣。該機主要特點是在傳統復擺顎式破碎機肘板后并列設置了兩個液壓缸作為保險裝置。破碎機正常工作期間,液壓缸提供足夠破碎力,保持預設的排料口。破碎腔內落入不可破碎物時,液壓缸的活塞后退,排料口打開,使不可破碎物排出。
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