耐火原料用破碎机的原理及维护注

—、破碎的机理
破碎是利用外力克服原料的内聚力，使之产生新表面的过程。一般情况下， 可将破碎分为如图7-1所示的几种。 由图7-1可知，压碎是利用两工作面逼近产生挤压力，将原料挤碎的破坏方式。劈碎是利用尖齿楔人，使原料破碎的方式。折断是使得原料发生弯曲变形而产生破碎的方式。磨剥是利用两个工作面在原料表面做相对运动，对原料施加剪切力，使原料表面发生剥离的破坏方式。击碎是高速撞击产生的冲击力使原料破碎的方式。破碎机械往往同时采用以上几种破坏方式。
二、原料性质对破碎的影响
硬度是指无机非金属材料抵抗外来侵入的性质。一般情况下，原料硬度越高，越能抵抗外力侵人，因而越难破碎;反之，硬度越低，抵抗外力侵人越差， 也就越容易破碎。因此，硬度可以作为反映原料抵抗破碎能力的一个指标。普氏 硬度系数f是和岩矿类物质耐压o强度有关的一个指标。所以，硬度、强度都反映了将岩矿破坏时材料单位面积所受的外力大小。
对于无机非金属材料，“軔性”是该类材料受到外力作用，发生破坏后表现出的性质。“韧性”的大小可以用断裂功的大小表示.即是断裂面扩展单位面积所需要的能量。当强度一定、韧性不同的材料破坏时，軔性低的材料遭到的破坏是灾难性的。一旦破坏发生，裂纹就急速扩展，材料对外力的作用就完 全丧失了抵抗力;反之，韧性高的材料被破坏后，对外力作用仍有一定抵抗力。
对于无机非金属材料，脆性也是该类材料受到外力作用，发生破坏后表现出的性质。如前所述，脆性的特征是破坏时表现出的变形小、先兆少，以及突然 性、迅速性、灾难性和不可预测性。事实上，脆性可以认为是和靭性相反的一种性质。脆性高则韧性低，脆性低则韧性高。比如，在磨碎过程中，脆性大的物质容易磨成细粉;脆性小的物质即使被破碎也难以将其磨成细粉。一些自然金属矿物具有延展性，进入磨机后容易被打成薄片，但不易被磨成细粉。
解理是结晶矿物特有的一种性质。解理是矿物在外力作用下沿一定方向破裂或光滑平面的性质。比如，一些纤维结晶矿物(如石棉)破碎后，粒子保持纤维状。一些片状结晶矿物(云母)破碎后，粒子保持片状。这些矿物容易被破碎， 但难以磨细，原因就在于其解理结构。
最后，原料的结构缺陷对破碎行为也具有很大的影响。比如，一些原料矿石7常存在这样那样的缺陷。所以，破碎行为首先发生在这些薄弱环节上。但是，随着粉碎过程的继续，原料粒度的减小，原有裂缝逐渐消失，原料的强度增大力学性能提高，细磨就变得越来越困难。
三、颚式破碎机
颚式破碎机具有构造简单、工作可 靠、维修方便、成本低廉、适用范围广的优点。颚式破碎机被广泛用于耐火原材料的粗碎、中碎；有时，细碎颚式破碎机也用于耐火原材料的中碎、细碎。
颚式破碎机的工作 原理是：偏心轮5转动，带动连杆4上下做往复运动，使得两块推力板3做往 复运动，进而推力板又使得悬挂在悬挂轴6上的动颚2—张一合。当动颚张开时，原料落在定颚和动颚组成的颚腔中。当动颚闭合时，落在颚腔中的物料就受颚板的挤压而被挤碎。
颚式破碎机操作的注意事项：
① 为防止破碎机损坏，需要采取多道磁选工序除去金属物体。一旦发现金属物体进人破碎机，要立即停车，将其彻底清除，以防残留金属碎块进人下道破碎工序。
② 注意控制来料粒度，被粉碎物料的最大粒径不能超过进料口宽度的85%。
③ 必须空载启动，开机一段时间后，待运转正常，飞轮贮存足够动能后， 才可缓慢加快喂料速度。
④ 破碎时，务必注意均匀给料，物料不能挤满破碎腔，破碎中，要注意看破碎情况，听机器振动的声音。例如，破碎吃力、飞轮转速降低，就要及时减慢喂料，减少能源消耗，使飞轮转速恢复正常，待机器贮备足够动能后，再按正常 速度给料。
⑤ 当破碎高强度、高韧性的原料(如钢纤维增强耐火制品的废砖)时，要注意降低破碎速度。
 2.颚式破碎机维护的注意事项
随齿板的磨损，排出口逐渐变宽，破碎产品的粒度增大。这时，需要调整排出口。
皮带老化、磨损致使破碎机转速变慢或皮带打滑。这时，需要调整皮带张力或更换皮带。
因润滑不好，导致轴承温度过高或轴承损坏。这时，需要改善润滑，必要时更换轴承。
因弹簧或与弹簧有关的部件损坏，造成飞轮回转，破碎机停止工作，推力板脱出。这时，需要更换弹簧、拉杆，或拧紧松动的拉杆螺帽。
因螺栓松动导致机器振动过大。这时，需要拧紧松动的螺栓。
四、对辊破碎机
对辊破碎机具有结构简单、紧凑轻便、造价低廉、工作可靠、调整破碎比方便等优点。虽然，对辊破碎机的辊面容易磨损，所制产品多带有片状颗粒，也不利于成型，但是，对辊破碎机仍被大量的耐火材料企业采用，作为原料的中碎和细碎。对辊破碎机的示意如图7-3所示。 由图7-3可知，辊子1安装在机架3的固定轴承4上，辊子2则被可动轴承4'所支持。两个辊子分别被电机带动，做相反的转动。原料从上部给人，被旋转的辊子带入两个辊子之间的空隙，在空隙中被压碎。弹簧5起保护作用，如 果难以破碎的杂物进人机器，弹簧自动后退，将杂物排出，防止了机器的损坏。
辊式破碎机的使用和维护要注意以下事项：
加强来料的除铁，防止非破碎物(如金属)掉入后损坏辊面，或造成停车事故。
控制来料粒度，不使之超过上限尺寸。
沿辊子长度方向均匀加料。如果加料不均，不但降低生产能力，而且使辊子不均匀磨损，缩短辊子寿命。
运转时，要经常注意检查弹簧松紧情况，当弹簧松弛或两弹簧松紧不一， 都会加快辊子的磨损，使产品粒度不均。
操作时，注意观察机器的工作状态。如果响声异常、转速变慢，表示机春中贮存的动能降低，就必须迅速停止加料。否则，机器瞬间就可能发生堵塞。
如果发生堵塞，必须停车处理，不可在运转中处理，以免发生人身事故。
运转一定时间后，辊面的磨损较大，出料粒度变大，就需要及时调整排出口的宽度或对设备进行检修。
注意按时加油润滑，保养设备。
五、圆锥破碎机
圆锥破碎机具有生产能力大、破碎比大、单位电耗低的优点。圆锥破碎机也具有构造复杂、投资较大、检修维护困难的缺点。但是，圆锥破碎机所制颗粒的均匀，形状接近圆形而带有棱角，有利于提高耐火材料的成型能力和制品的体积密度，被大量用于耐火材料企业。 圆锥破碎机的结构如图7-4所示。 由图7-4可知，电动机1带动小圆锥齿轮2转动，小圆锥齿轮2带着大圆锥齿轮3转动，大圆锥齿轮带着偏心套 8、主轴9和动锥5做偏心转动。这样， 动锥5和定锥4之间的破碎腔6的形状就会发生周期性变化，由上部喂人的物 料就会掉人空腔中，受到挤压和剪切作用而破碎。
圆锥破碎机的使用和维护要注意以下事项：
1.加强来料的除铁，防止非破碎 物(如金属)掉入后损坏辊面，或造成停车事故。
2.注意控制给料粒度，最大给料粒度不能超过进料口宽度的85%，料块过大可能致使主轴折断或动锥衬板磨损。
3.给料必须均匀，物料应从分料盘上均匀撒入破碎腔，否则将导致破碎机超负荷和定锥衬板过早磨损。
4. 注意检查机器振动的声响。例如，有剧烈的撞击和振动声可能是金属物体进入破碎腔。
5. 经常检查润滑系统的油压、油流量是否正常，油质是否纯正，管路是否 漏油。例如，油温过高可能是轴承损坏或被润滑的工作面有问题。
6. 检查机器主电机电流是否正常。如电流超过正常，应停机查找原因，排 除故障后再重新启动。电流过大可能是来料过大，或润滑不良，或轴承损坏，或 其他机器部件损坏。
六、球磨机
一般情况下，球磨机指以钢球、钢锻为主要研磨介质的旋转式磨矿机械。如 果筒体长度达到直径的3〜4倍时，又叫做管磨机。如以钢棒为研磨介质，叫做 棒磨机。以砾石作研磨介质的，叫做砾磨机。以矿石本身作为研磨介质，叫做自磨机。影响球磨机产量的因素有原料入磨粒度、出料物料粒度、研磨介质的类型、研磨介质的加入量、粉磨时间、磨机的转速和助磨剂的加入等。
人磨物料粒度对粉磨效率有很大影响。一般情况下，钢球直径为给料粒度的 4〜5倍。对于很硬的原料取高值，对于中等的原料取低值。如果减少入磨粒度就可减少钢球平均直径，提高钢球的总表面积，从而提高球磨机的粉磨效率。同理，增大出料粒度就降低了磨细物料需要的时间，可以显著提高磨机产量，见式 (7-2)和图7-5。 由图7-5可知，一定范围内，随粉磨时间的增加，被磨物料的粒度较快下降。但是，粉磨至一定程度后，继续增加粉磨时间，效果则不明显。特别是当粒度接近3^m时，进一步细磨就变得越来越困难，这被称为“3μm极限”。因为被磨物料的粒径已经很小，可以钻进钢球与钢球接触面之间的微小间隙，又容易团聚，进一步延长粉磨时间已于事无补。
采用高密度的研磨介质，可以明显地提高粉磨效率。这是因为高密度介质受 更大重力的作用，介质与介质接触时，产生更大的冲击力和摩擦力。从而能够更加有效地破碎或磨细处于两介质之中的物料。图7-6显示，钢球的研磨效率大大高于陶瓷球。如果不能采用钢球，使用陶瓷圆柱也要比使用陶瓷球好。
一般情况下，装球量为磨机容量的40%〜50%，对多仓磨机而言，为磨仓容积的25%〜33%。磨机的转速率为76%〜88%。
转速过高，磨内物料、介质均随磨体运动，几乎没有破碎 无研磨作用;(b)的转速较低，但磨内物料仍被适度拋起，研磨介质几乎没有 «碎作用，但有一定的研磨作用;(c)的转速较高，磨内物料被抛起很高，下落生很强的破碎力，但能耗较大，而且在磨内物料随磨体运转和飞行下落中，相互之间的作用力不大，研磨作用不强。
加入助磨剂也可以提高粉磨效率，常用的助磨剂有三乙醇胺、乙二醇。但是，对于不同的原料，需要使用不同的助磨剂。助磨剂具有两个作用：其一，分散作用，助磨剂通过提高粉料的f电位，减少团聚而提高粉磨效率;其二，应力腐蚀作用。分散剂吸附在粉体上，钻人粉体表面的裂隙，通过腐蚀降低粉体的表面能，有利于产生新的界面和提高粉磨效率。图7-8显示了助磨剂的效果。
球磨机的使用和维护要注意以下事项：
1. 经常检查主轴承的冷却水是 否畅通，润滑滴油杯是否有油及滴油量是否正常，主轴承温度是否过高 (以不烫手为限)。
2.注意观察主电机电流是否异 常。例如，长时间停机后，磨内残留
潮湿物料可能糊磨，导致启动电流增大或不能启动。
3.注意磨体、齿轮的振动声响。例如，齿轮正常的撞击声，可能是齿轮啮 合间隙不当，或齿间进入异物。再如，磨体均匀地发出剧烈撞击声时，可能是加料过少;磨体发出沉闷振动声时，可能是加料过多。但是，如果磨体发出不均匀 的剧烈撞击声或出现周期性振动，说明磨机某部件已损坏。如果给料不多，磨体 仍旧发出低沉的声音，说明较多的原料已变成“鹅卵石”状物体。这些鹅卵石既难被破碎，又缺乏粉磨能力，需要停机清除。
4.注意控制人料水分，进料、出料、磨体部分是否漏料。
5.注意检查衬板的磨损情况。如果螺栓松动，要及时拧紧。
6.注意及时补充研磨体，保证磨机的粉磨能力。
七、辊式磨
辊式磨分传统的雷蒙磨和各种新式的辊式磨机。
雷蒙磨的优点是自带风力旋风机，产品粒度可调整，能用来粉磨中等硬度以 下物料，能生产0.045mm细粉的要求。雷蒙磨由喂料装置、主机传动装置、机架、梅花架、悬辊、磨环、风箱、分析器、大小旋风收尘器及风机组成。其工作 原理是，磨机的底盘不动，中心旋转运动的梅花架铰接着悬辊，主轴旋转时悬辊在离心力作用下，与外磨环紧贴运动，入磨料由此被磨细。被磨细的物料在负压的作用下被吸入磨机上部的旋风分离器，分选成合格的细粉。
对雷蒙磨进行改进就可以研制出新式辊磨机。改进的方式：其一，对辊子加压，如采用高压弹簧或施加液压加大辊子的碾压力;其二，在辊子表面堆焊硬质合金，增强辊子楔入原料的能力。由此，新式辊式磨可以提高10%〜20%的产 量，还能粉磨莫氏硬度小于9.3 (碳化硅以下)的耐火材料。
八、超细粉碎设备
常用的超细粉碎设备有振动磨和气流粉碎机。振动磨的结构如图7-9所示。 由图7-9可知，振动磨的工作原理是：电动机1通过联轴节2带动主轴3旋转。旋转时，主轴上的不平衡体5产生离心力，引起筒体4在弹簧6上发生高频蚕动。由此，引起筒体4内的研磨介质与物料发生相对运动，使筒体内部的物料被磨细。
振动磨的主要工作参数为频率、振幅、充填系数、入磨物料粒度。
1.频率
频率越高，粉磨能力越强。但频率过髙，弹簧等部件又易于损坏，需要采用优质零部件。所以，对大容积磨，采用较低频率;对小容积磨，采用较高频率。我国2001000L振动磨的频率为1500次/min。国外，也有采用3000次/min的。
2.振幅
振幅为2〜10mm。如果给料粒度大，振幅也大，以使研磨体具有足够的破碎力。 一般情况下，振幅为给料粒度的1〜2倍。过小不能粉碎人磨物料，过大则耗能过多。
3.研磨体大小、充填系数与入磨物料粒度
研磨体大小为10〜30mm，充填系数为0.65〜0.75,入磨物料粒度约2mm。 气流磨是以喷射气流为动力进行的磨细，其原理是使物料在高速气流的作用 下互相冲击和磨削而被粉碎的机械。
图7-10可知，压缩空气在燃烧室11 预热后，经喷射管10射出，由于突然减压被加速到100〜200m/s的速度，该气流将 来自给料管8落下的被磨物料沿切线吹入磨机仓，利用高速运动的物料产生的冲击、磨剥作用将被磨物料粉碎。已磨细的颗粒在分级设备3的处理下被送入收尘器，经 旋风收尘器2捕集后，进人存贮仓12。不合格的物料进入粗粒返回管，进行再次粉磨。
由此可见，喷射磨是一种解离度高、 选择性粉磨作用强的新型磨机，适合粉磨耐磨性中等以下的物料。喷射磨具有的优点：结构简单、无运动部件、生产能力高、 破碎比大、功率消耗低、产品粒度分布窄、 颗粒表面光滑、颗粒形状规则、分散性好、活性大，尤其是金属磨损少、对耐火 原料污染低。