破碎機械在水泥行業的應用

    固體物料經粉碎后，內部晶體結構發生變化，表面能增大，其單位質量的變面積（比表面積）也增大，可以 提高物理化學反應的速度，容易混合均勻，提高均化效果，為烘干、儲存盒輸送創造有利條件。

    以水泥生產為例，主要原料石灰石從礦山開采出來，小則300~500mm，大則1000~2000mm。這必須經過破碎機 械破碎后。在經過粉磨機械粉磨才能達到。每生產1t水泥，大約需要粉碎各種物料3~4t，粉碎工藝過程的電消耗站全廠電消耗的60%~70% 。因此選擇合理的粉碎機械，簡化全廠粉碎流程，改善傳統粉碎作業，提高粉碎崗位操作水平等，對水泥生產實現高產，優質，低消耗 。安全，具有重要意義。

破碎機械在水泥企業應用實例
    (1)破碎方法。破碎物料可以用如下方法：擠壓、剪切、碾展、沖擊。破碎機是利用一種或多種方法組合而工 作的。按能耗和磨損的高低排列的順序排列如下。
    能耗一一碾磨、剪切、沖擊、擠壓。
    磨損——碾磨、剪切、沖擊、擠壓。
    因此，以擠壓原理工作的破碎機能耗低、磨損小。但是破碎機的選擇還要考慮其他因素，例如進料塊度 和破碎比，適應原料黏附陛的能力，機械的堅固性和使用難易程度以及一次性投資和生產經營費用。
    (2)在水泥廠中常見的破碎機及其主要破碎方法如下。
    以擠壓原理工作的有顎式破碎機、旋回式破碎機和圓錐式破碎機。以沖擊原理工作的有錘式破碎機和反擊式 破碎機。兼有剪切和擠壓原理丁作的有輥式破碎機和輥齒切割破碎。

表2 破碎機械性能

    由表2可見，以沖擊原理工作的錘式和反擊式破碎比高，只需要一級破碎即可滿足水泥生產對原料的破碎要 求，故稱為單段破碎機。采用它們一次建設投資可大為節省。如果原料的磨蝕性不高，不致造成生產經營費的過分增加，這是最為簡單 的破碎系統，至于錘式和反擊式之間的取舍則要看后續生產環節對破碎機出料粒度要求是否嚴格，原料的水分高和黏篦于就應該換用擠 壓型的破碎機（如顎式破碎機或旋式破碎機）作為粗碎機，第二級破碎可以選用圓錐式破碎機也可以選用錘式或反擊式中碎機，應該注 意的是如果原料水分較高、黏附性較大，擠壓型的顎式、旋式、圓錐式破碎機更難適應，在這種情況下，原料強度較低（＜60MPa）時可 以用齒輥式破碎機破碎。或者采用預篩分法清除泥土后再用適當的破碎機破碎。
     (3)錘式和反擊式破碎機。錘式和反擊式破碎機是水泥行業使用最為普遍的機型。兩者都靠沖擊原理破碎物 料，都具有粗、中細碎的機型。兩者的主要區別是打擊件，前者是鉸接在轉子上的錘頭，而后者是鑲嵌在轉子體的板錘。
     單段錘式破碎機是20世紀50年代才出現的新機型。它能將很大的礦石一次破碎成磨機需要的粒度。洛陽大華 重型機械有限公司生產的PCD系列反擊型錘式破碎機，是能直接將最大粒度為600-1800mm的物料破碎至25mm或20mm以下的一段破碎用的破 碎機，本系列的優點是破碎比大，能耗低，占地小等。
     PCWK無篩條可逆錘式破碎機是一種可逆式的無排料篦子的錘式破碎機，可破碎中等脆性物料，無篦條設計， 可克服物料濕度大，易堵塞問題，轉子可正反轉，提高了錘頭利用率，降低更換錘頭的頻繁性，提高了工作效率，腔體可以液壓打開， 易于更換襯板，操作方便，易維護。

圖1 洛陽大華重型機械有限公司生產的PCWK無篩條可逆錘式破碎機

    ③反擊式破碎機。反擊式破碎機是20世紀中期才出現的新機型，其形式與錘式破碎機很相似。洛陽大華重 型機械有限公司生產的反擊式粗碎機（如圖2所示）是中法合作開發的大型粗碎反擊式破碎機。其最大型號是BP55。最大進料粒度＜ 1400mm，出料粒度150mm，裝機功率650kW，生產能力為1100t/h。BP系列粗碎反擊式破碎機主要用來加工石灰石、 白云石之類較軟物料 。主要特點是進料大，出料小，粒形好。

圖2 洛陽大華重型機械有限公司生產的BP系列粗碎反擊式破碎機

    我國的反擊式破碎機起步較晚，上世紀50年代才問世，80年代前，國產的反擊式破碎機局限于處理煤和石 灰石之類中硬物料，80年代末我國引進KHD型硬巖反擊式破碎機，填補國內空白，但是落后國外20多年，并在初期所有的核心零件板錘依 賴進口，隨著“八五”期間國產化板錘研制成功，硬巖式反擊破碎機在全國各省市的公路建設中都作為主要破碎設備來制作路面石料。
     洛陽大華重型機械有限公司開發了專門破碎硬物料的PFY系列反擊式粗碎機。這種破碎機的工作件都以耐磨 性很高的高鉻合金制造，其硬度高達HRC60以上，并有一定的沖擊韌性。在結構上也注重工作金屬的充分利用。型號PFY1719的破碎機的 最大進料粒度為400mm，出料粒度40mm的占90%，破碎玄武石的生產能力可達550t/h。

圖3 洛陽大華重型機械有限公司生產的PFY硬巖粗碎反擊式破碎機

     (6)齒輥式破碎機。常見的輥式破碎機是一對圓柱形的輥子相互平行水平地安裝在機架上，兩個輥子級相 向旋轉。物料由頂上的進料口喂入，落在轉輥上面，在輥子表面的摩擦力作用下，被扯進轉輥之間受到輥子的擠壓而破碎。破碎后物料 被輥子推出，向下卸落。由于它是強制卸料，并有刮板裝置清掃輥面，因此破碎黏濕物料也不致堵塞。
     輥式破碎機的輥子工作面有光面、波紋面和齒面三種。光面輥子適于中硬和堅硬物料的破碎。波紋面輥子破 碎物料時，除施加擠壓作用外，還兼施剪切作用，適于強度不大的脆性和黏濕物料的破碎。齒面輥子，以其輥齒提高了鉗人能力，輥子 直徑與人料粒度的比值可以減小到3.5倍左右，它的破碎比可達7，是松軟、低強度（＜60MPa)黏濕物料的最有效破碎機械，在水泥廠中 主要用于黏土、白堊、頁巖、泥灰巖等的破碎。
     洛陽大華重型機械有限公司開發的2PQS系列強力篩分破碎機，是在吸收大量國內外技術的基礎上，設計 開發的一種新型、高效、技術先進的強力篩分破碎機，已達到國際水平，可作為進口同類產品的替代產品，最大進料3000mm，生產 能力10000t/h，特別適合大型露天礦山使用。
     水泥-砂石-混凝土一體化是資源整合提升水泥企業競爭力的必然選擇
     經常可以在各個水泥礦山上，開采礦山的廢石堆積如山，不僅占用大量土地，而且對當地的環境也產生了很 大的影響，如何合理正確的對待這些水泥生產的附屬產物，將其資源化利用，將是一個新的研究課題，洛陽大華重型機械有限公司在這 方面做了重要嘗試，也取得了一定的研究成果，能為水泥企業礦山廢石綜合利用提供200t/h-1200t/h（100-720萬噸/年）成套人工砂石 骨料加工工藝和設備。
     對于礦山廢石二氧化硅含量低于10%的原料加工，可采用強力反擊破為主的生產線加工水泥礦山廢石（見下 工藝圖），該工藝具有投資少、工藝簡單，產品粒形、級配好等特點。

強力反擊破為主加工水泥礦山廢石生產工藝流程圖

     當水泥礦山廢石二氧化硅含量高于10%或原料抗壓強度過高時，應采用圓錐破碎機、立式整形制砂機為主 的生產工藝，生產效率高，使用成本低，但工藝流程長，設備投資較大。

圓錐破碎機為主加工水泥礦山廢石生產工藝流程圖

     洛陽同力水泥廠年產水泥300萬噸，年剝離礦山廢石50萬噸，原來廢石堆高約20米，達100多萬噸，占用 大量耕地。為貫徹落實《國務院加快循環經濟的若干意見》，切實推進資源節約型社會建設，加快循環經濟發展，充分利用礦山剝離廢 石，節約寶貴的土地資源，減少次生災害發生，當地政府決定采取招標形式上馬一條年產60萬噸的砂石料生產線以滿足洛盧高速公路建 設砂石料需求，洛陽大華重型機械有限公司以最優設計方案和高性價比設備成功中標。
     由于礦山剝離廢石粒度大，粗碎必須滿足最大進料700mm的原料，因此，在為其設計配套的方案采用ZSW490 ×110振動喂料機、DHKS4236顎式破碎機、PFQ1315強力反擊破碎機、4YK2460振動篩等主要設備，每小時可將250噸700mm以下的礦山剝離 廢石加工為0～5mm、5～10mm、10～20mm、20～30mm的四種砂石料，符合高速公路建設用砂石規格標準。采用噴霧除塵代替袋式除塵器， 不僅投資少，運行費用低，而且除塵效果好，產品重量零耗損。
     “每噸利潤15元左右，僅需半年多就可收回投資，還可以恢復農田200多畝，同力水泥廠能減少運費和耕地 占用費40多萬元，真是一舉多得！”石料廠負責人高興的說。
     全球第一的水泥巨頭拉法基，水泥位居世界第一，混凝土與骨料位居世界第二。豪西蒙(Holcim)公司是世界 上最大的水泥生產企業，共有180座水泥廠。245家集料生產廠，639座混凝土攪拌站。豪西蒙曾雄踞世界水泥第一產商10余年，上下游資 源方面具有較深厚的基礎。在中國水泥行業中，日益激烈的市場競爭使水泥生產企業陷入“競爭漩渦”。因此水泥行業通過上下游整合 對砂石骨料、混凝土、水泥制品等產品的縱向發展已成行業發展的必然趨勢。在“資源化利用”將水泥礦山廢棄物料生產成水泥尾礦砂 石骨料的過程中，合理組建生產線，充分利用各階段破碎產料，實現成品高品質，污染零排放，是水泥企業利用水泥為核心，以砂石、 混凝土為杠桿做大建材產業鏈必有選擇。
     洛陽大華重型機械有限公司具有成套破碎機械設計制造能力，在水泥行業能根據客戶工況條件設計人工砂石 骨料生產線，利用水泥礦山開采產生的廢石，選用專業的人工砂石成套破碎設備，生產砂石骨料和人工砂，使水泥產品和砂石骨料直接 同步合成為建筑用混凝土產品，以高品質的產品、先進的技術工藝，實現水泥礦山廢棄物料的高效綜合利用，為用戶創造財富，促進循 環節約型經濟的發展。

結束語
     國外水泥行業破碎設備發展大體朝著大型化、高產量、高效率、低能耗、高破碎比、自動控制的方向發展。 而國內破碎機械在水泥行業大型化不是很明顯，新產品投入不多，企業對發展理念和機械設備之間的融合不是很充分，同時對市場變化 的適應度不夠。國內水泥行業目前中小礦山居多，對國內而言應著重對小型高效破碎機械進行研究，增加科研投入，最大限度的降低能 耗、材料消耗，增加設備穩定性及其它方面。在水泥行業走節能增效的發展之路時，利用產生過程的廢石，建設人工砂石骨料生產線， 發展混凝土產品也是必然選擇。

參考文獻
     [1] 陳紹龍，張朝發，李福州.水泥生產破碎與粉磨工藝技術及設備[M]:北京:化學工業出版社,2007:1- 2
     [2]孫成林,連欽明,王清發. 破碎機械的回顧與展望[J]. 有色礦冶,2005,S1:134-135+137.