破碎的目的，有兩個：

其一，為制磚料或澆注料具有合適的粒度組成，必須制備各個粒度級別的耐火原料；

其二，為使制磚料或澆注料燒結(jié)，必須制備出一定數(shù)量的細顆粒。細顆粒有足夠大的比表面積和比表面能，從而可以提供燒結(jié)的推動力。

在分析六大耐火原料破粉碎設(shè)備之前，我們有必要了解下破碎的機理及耐火原材料性質(zhì)對破碎的影響，這對于我們理解破粉碎設(shè)備的適用情況非常有幫助。

破碎是利用外力克服原料的內(nèi)聚力，使之產(chǎn)生新表面的過程。一般情況下，可將破碎分為如圖7-1所示的幾種。

由圖7-1可知：

壓碎是利用兩工作面逼近產(chǎn)生擠壓力，將原料擠碎的破壞方式。

劈碎是利用尖齒楔入，使原料破碎的方式。

折斷是使得原料發(fā)生彎曲變形而產(chǎn)生破碎的方式。

磨剝是利用兩個工作面在原料表面做相對運動，對原料施加剪切力，使原料表面發(fā)生剝離的破壞方式。

擊碎是高速撞擊產(chǎn)生的沖擊力使原料破碎的方式。

破碎機械往往同時采用以上幾種破壞方式。

硬度是指無機非金屬材料抵抗外來侵入的性質(zhì)。一般情況下，原料硬度越高，越能抵抗外力侵入，因而越難破碎；反之，硬度越低，抵抗外力侵入越差，也就越容易破碎。因此，硬度可以作為反映原料抵抗破碎能力的一個指標。普氏硬度系數(shù)f是和巖礦類物質(zhì)耐壓強度有關(guān)的一個指標。所以，硬度、強度都反映了將巖礦破壞時材料單位面積所受的外力大小。

一般情況下，教科書上沒有對無機非金屬材料的韌性和脆性的定義。因為，人們對此的認識還不統(tǒng)一,還存在爭議，給出準確的定義還具有難度。不過，本文作者還是嘗試給出這兩個概念的一個說法。

對于無機非金屬材料，“韌性”是該類材料受到外力作用，發(fā)生破壞后表現(xiàn)出的性質(zhì)?！绊g性”的大小可以用斷裂功的大小表示.即是斷裂面擴展單位面積所需要的能量。當強度一定、韌性不同的材料破壞時，軔性低的材料遭到的破壞是災難性的。一旦破壞發(fā)生，裂紋就急速擴展，材料對外力的作用就完全喪失了抵抗力；反之，韌性高的材料被破壞后，對外力作用仍有一定抵抗力。

對于無機非金屬材料，脆性也是該類材料受到外力作用，發(fā)生破壞后表現(xiàn)出的性質(zhì)。如前所述，脆性的特征是破壞時表現(xiàn)出的變形小、先兆少，以及突然性、迅速性、災難性和不可預測性。事實上，脆性可以認為是和靭性相反的一種性質(zhì)。脆性高則韌性低，脆性低則韌性高。比如，在磨碎過程中，脆性大的物質(zhì)容易磨成細粉；脆性小的物質(zhì)即使被破碎也難以將其磨成細粉。一些自然金屬礦物具有延展性，進入磨機后容易被打成薄片，但不易被磨成細粉。

解理是結(jié)晶礦物特有的一種性質(zhì)。解理是礦物在外力作用下沿一定方向破裂成光滑平面的性質(zhì)。比如，一些纖維結(jié)晶礦物（如石棉）破碎后，粒子保持纖維狀。一些片狀結(jié)晶礦物（云母）破碎后，粒子保持片狀。這些礦物容易被破碎，但難以磨細，原因就在于其解理結(jié)構(gòu)。

最后，原料的結(jié)構(gòu)缺陷對破碎行為也具有很大的影響。比如，一些原料礦石中常存在這樣那樣的缺陷。所以，破碎行為首先發(fā)生在這些薄弱環(huán)節(jié)上。但是，隨著粉碎過程的繼續(xù)，原料粒度的減小，原有裂縫逐漸消失，原料的強度增大，力學性能提高，細磨就變得越來越困難。

好了，進入正題，接下來為大家揭秘這六種破粉碎設(shè)備的一些知識，看完這些，相信你會知道一種耐火原料該采用何種設(shè)備進行破粉碎，這種設(shè)備如何合理操作使得效用最大化，有哪些優(yōu)缺點，是否適合使用。

   顎式破碎機  

顎式破碎機具有構(gòu)造簡單、工作可靠、維修方便、成本低廉、適用范圍廣的優(yōu)點。顎式破碎機被廣泛用于耐火原材料的粗碎、中碎；有時，細碎顎式破碎機也用于耐火原材料的中碎、細碎。顎式破碎機的工作原理如圖7-2所示。

由圖7-2可知，顎式破碎機的工作原理是：偏心輪5轉(zhuǎn)動，帶動連桿4上下做往復運動，使得兩塊推力板3做往復運動，進而推力板又使得懸掛在懸掛軸6上的動顎2—張一合。當動顎張開時，原料落在定顎和動顎組成的顎腔中。當動顎閉合時，落在顎腔中的物料就受顎板的擠壓而被擠碎。

我們用動圖來更形象的表示其工作原理：

1.顎式破碎機操作的注意事項

①為防止破碎機損壞，需要采取多道磁選工序除去金屬物體。一旦發(fā)現(xiàn)金屬物體進入破碎機，要立即停車，將其徹底清除，以防殘留金屬碎塊進人下道破碎工序。

②注意控制來料粒度，被粉碎物料的最大粒徑不能超過進料口寬度的85%。

③必須空載啟動，開機一段時間后，待運轉(zhuǎn)正常，飛輪貯存足夠動能后，才可緩慢加快喂料速度。

④破碎時，務(wù)必注意均勻給料，物料不能擠滿破碎腔，破碎中，要注意看破碎情況，聽機器振動的聲音。例如，破碎吃力、飛輪轉(zhuǎn)速降低，就要及時減慢喂料，減少能源消耗，使飛輪轉(zhuǎn)速恢復正常，待機器貯備足夠動能后，再按正常速度給料。

⑤當破碎高強度、高韌性的原料（如鋼纖維增強耐火制品的廢磚）時，要注意降低破碎速度。

2.顎式破碎機維護的注意事項

①隨齒板的磨損，排出口逐漸變寬，破碎產(chǎn)品的粒度增大。這時，需要調(diào)整排出口。

②皮帶老化、磨損致使破碎機轉(zhuǎn)速變慢或皮帶打滑。這時，需要調(diào)整皮帶張力或更換皮帶。

③因潤滑不好，導致軸承溫度過高或軸承損壞。這時，需要改善潤滑，必要時更換軸承。

④因彈簧或與彈簧有關(guān)的部件損壞，造成飛輪回轉(zhuǎn)，破碎機停止工作，推力板脫出。這時，需要更換彈簧、拉桿，或擰緊松動的拉桿螺帽。

⑤因螺栓松動導致機器振動過大。這時，需要擰緊松動的螺栓。

   對輥破碎機  

對輥破碎機具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊輕便、造價低廉、工作可靠、調(diào)整破碎比方便等優(yōu)點。雖然，對輥破碎機的輥面容易磨損，所制產(chǎn)品多帶有片狀顆粒，也不利于成型，但是，對輥破碎機仍被大量的耐火材料企業(yè)采用，作為原料的中碎和細碎。對輥破碎機的示意如圖7-3所示。

由圖7-3可知，輥子1安裝在機架3的固定軸承4上，輥子2則被可動軸承4'所支持。兩個輥子分別被電機帶動，做相反的轉(zhuǎn)動。原料從上部給入，被旋轉(zhuǎn)的輥子帶入兩個輥子之間的空隙，在空隙中被壓碎。彈簧5起保護作用，如果難以破碎的雜物進人機器，彈簧自動后退，將雜物排出，防止了機器的損壞。

對輥破碎機的使用和維護要注意以下事項：

①加強來料的除鐵，防止非破碎物（如金屬）掉入后損壞輥面，或造成停車事故。

②控制來料粒度，不使之超過上限尺寸。

③沿輥子長度方向均勻加料。如果加料不均，不但降低生產(chǎn)能力，而且使輥子不均勻磨損，縮短輥子壽命。

④運轉(zhuǎn)時，要經(jīng)常注意檢查彈簧松緊情況，當彈簧松弛或兩彈簧松緊不一，都會加快輥子的磨損，使產(chǎn)品粒度不均。

⑤操作時，注意觀察機器的工作狀態(tài)。如果響聲異常、轉(zhuǎn)速變慢，表示機器中貯存的動能降低，就必須迅速停止加料。否則，機器瞬間就可能發(fā)生堵塞。

⑥如果發(fā)生堵塞，必須停車處理，不可在運轉(zhuǎn)中處理，以免發(fā)生人身事故。

⑦運轉(zhuǎn)一定時間后，輥面的磨損較大，出料粒度變大，就需要及時調(diào)整排出口的寬度或?qū)υO(shè)備進行檢修。

⑧注意按時加油潤滑，保養(yǎng)設(shè)備。

   圓錐破碎機  

圓錐破碎機具有生產(chǎn)能力大、破碎比大、單位電耗低的優(yōu)點。圓錐破碎機也具有構(gòu)造復雜、投資較大、檢修維護困難的缺點。但是，圓錐破碎機所制顆粒的粒度均勻，形狀接近圓形而帶有棱角，有利于提高耐火材料的成型能力和制品的體積密度，被大量用于耐火材料企業(yè)。圓錐破碎機的結(jié)構(gòu)如圖7-4所示。

由圖7-4可知，電動機1帶動小圓錐齒輪2轉(zhuǎn)動，小圓錐齒輪2帶著大圓錐齒輪3轉(zhuǎn)動，大圓錐齒輪帶著偏心套8、主軸9和動錐5做偏心轉(zhuǎn)動。這樣，動錐5和定錐4之間的破碎腔6的形狀就會發(fā)生周期性變化，由上部喂人的物料就會掉入空腔中，受到擠壓和剪切作用而破碎。

同樣，再上一個圓錐破碎機動態(tài)圖：

圓錐破碎機的使用和維護要注意以下事項：

①加強來料的除鐵，防止非破碎物（如金屬）掉入后損壞輥面，或造成停車事故。

②注意控制給料粒度，最大給料粒度不能超過進料口寬度的85%，料塊過大可能致使主軸折斷或動錐襯板磨損。

③給料必須均勻，物料應從分料盤上均勻撒入破碎腔，否則將導致破碎機超負荷和定錐襯板過早磨損。

④注意檢查機器振動的聲響。例如，有劇烈的撞擊和振動聲可能是金屬物體進入破碎腔。

⑤經(jīng)常檢查潤滑系統(tǒng)的油壓、油流量是否正常，油質(zhì)是否純正，管路是否漏油。例如，油溫過高可能是軸承損壞或被潤滑的工作面有問題。

⑥檢查機器主電機電流是否正常。如電流超過正常，應停機查找原因，排除故障后再重新啟動。電流過大可能是來料過大，或潤滑不良，或軸承損壞，或其他機器部件損壞。

   球磨機  

一般情況下，球磨機指以鋼球、鋼鍛為主要研磨介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)式磨礦機械。如果筒體長度達到直徑的3-4倍時，又叫做管磨機。如以鋼棒為研磨介質(zhì)，叫做棒磨機。以礫石作研磨介質(zhì)的，叫做礫磨機。以礦石本身作為研磨介質(zhì)，叫做自磨機。影響球磨機產(chǎn)量的因素有原料入磨粒度、出料物料粒度、研磨介質(zhì)的類型、研磨介質(zhì)的加入量、粉磨時間、磨機的轉(zhuǎn)速和助磨劑的加入等。

入磨物料粒度對粉磨效率有很大影響。一般情況下，鋼球直徑為給料粒度的4-5倍。對于很硬的原料取高值，對于中等的原料取低值。如果減少入磨粒度，就可減少鋼球平均直徑，提高鋼球的總表面積，從而提高球磨機的粉磨效率。同理，增大出料粒度就降低了磨細物料需要的時間，可以顯著提高磨機產(chǎn)量，見式（7-2）和圖7-5。

由圖7-5可知，一定范圍內(nèi)，隨粉磨時間的增加，被磨物料的粒度較快下降。但是，粉磨至一定程度后，繼續(xù)增加粉磨時間，效果則不明顯。特別是當粒度接近3um時，進一步細磨就變得越來越困難，這被稱為“3um極限”。因為被磨物料的粒徑已經(jīng)很小，可以鉆進鋼球與鋼球接觸面之間的微小間隙，又容易團聚，進一步延長粉磨時間已于事無補。

采用高密度的研磨介質(zhì)，可以明顯地提高粉磨效率。這是因為高密度介質(zhì)受更大重力的作用，介質(zhì)與介質(zhì)接觸時，產(chǎn)生更大的沖擊力和摩擦力。從而能夠更加有效地破碎或磨細處于兩介質(zhì)之中的物料。圖7-6顯示，鋼球的研磨效率大大高于陶瓷球。如果不能采用鋼球，使用陶瓷圓柱也要比使用陶瓷球好。

一般情況下，裝球量為磨機容量的40%-50%，對多倉磨機而言，為磨倉容積的25%-33%。磨機的轉(zhuǎn)速率為76%-88%。

圖7-7中，（a）的轉(zhuǎn)速過高，磨內(nèi)物料、介質(zhì)均隨磨體運動，幾乎沒有破碎和研磨作用；（b）的轉(zhuǎn)速較低，但磨內(nèi)物料仍被適度拋起，研磨介質(zhì)幾乎沒有破碎作用，但有一定的研磨作用；（c）的轉(zhuǎn)速較高，磨內(nèi)物料被拋起很高，下落時產(chǎn)生很強的破碎力，但能耗較大，而且在磨內(nèi)物料隨磨體運轉(zhuǎn)和飛行下落中，相互之間的作用力不大，研磨作用不強。

加入助磨劑也可以提高粉磨效率，常用的助磨劑有三乙醇胺、乙二醇。但是，對于不同的原料，需要使用不同的助磨劑。助磨劑具有兩個作用：其一，分散作用，助磨劑通過提高粉料的電位，減少團聚而提高粉磨效率；其二，應力腐蝕作用。分散劑吸附在粉體上，鉆入粉體表面的裂隙，通過腐蝕降低粉體的表面能，有利于產(chǎn)生新的界面和提高粉磨效率。圖7-8顯示了助磨劑的效果。

球磨機的使用和維護要注意以下事項：

①經(jīng)常檢查主軸承的冷卻水是否暢通，潤滑滴油杯是否有油及滴油量是否正常，主軸承溫度是否過高（以不燙手為限）。

②注意觀察主電機電流是否異常。例如，長時間停機后，磨內(nèi)殘留潮濕物料可能糊磨，導致啟動電流增大或不能啟動。

③注意磨體、齒輪的振動聲響。例如，齒輪正常的撞擊聲，可能是齒輪嚙合間隙不當，或齒間進入異物。再如，磨體均勻地發(fā)出劇烈撞擊聲時，可能是加料過少；磨體發(fā)出沉悶振動聲時，可能是加料過多。但是，如果磨體發(fā)出不均勻的劇烈撞擊聲或出現(xiàn)周期性振動，說明磨機某部件已損壞。如果給料不多，磨體仍舊發(fā)出低沉的聲音，說明較多的原料已變成“鵝卵石”狀物體。這些鵝卵石既難被破碎，又缺乏粉磨能力，需要停機清除。

④注意控制人料水分，進料、出料、磨體部分是否漏料。

⑤注意檢查襯板的磨損情況。如果螺栓松動，要及時擰緊。

⑥注意及時補充研磨體，保證磨機的粉磨能力。

   輥式磨  

輥式磨分傳統(tǒng)的雷蒙磨和各種新式的輥式磨機。

雷蒙磨的優(yōu)點是自帶風力旋風機，產(chǎn)品粒度可調(diào)整，能用來粉磨中等硬度以下物料，能生產(chǎn)0.045mm細粉的要求。雷蒙磨由喂料裝置、主機傳動裝置、機架、梅花架、懸輥、磨環(huán)、風箱、分析器、大小旋風收塵器及風機組成。其工作原理是，磨機的底盤不動，中心旋轉(zhuǎn)運動的梅花架鉸接著懸輥，主軸旋轉(zhuǎn)時懸輥在離心力作用下，與外磨環(huán)緊貼運動，入磨料由此被磨細。被磨細的物料在負壓的作用下被吸入磨機上部的旋風分離器，分選成合格的細粉。

對雷蒙磨進行改進就可以研制出新式輥磨機。改進的方式：其一，對輥子加壓，如采用高壓彈簧或施加液壓加大輥子的碾壓力；其二，在輥子表面堆焊硬質(zhì)合金，增強輥子楔入原料的能力。由此，新式輥式磨可以提高10%-20%的產(chǎn)量，還能粉磨莫氏硬度小于9.3（碳化硅以下）的耐火材料。

   超細粉碎設(shè)備  

常用的超細粉碎設(shè)備有振動磨和氣流粉碎機。振動磨的結(jié)構(gòu)如圖7-9所示。

由圖7-9可知，振動磨的工作原理是：電動機1通過聯(lián)軸節(jié)2帶動主軸3旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)時，主軸上的不平衡體5產(chǎn)生離心力，引起筒體4在彈簧6上發(fā)生高頻振動。由此，引起筒體4內(nèi)的研磨介質(zhì)與物料發(fā)生相對運動，使筒體內(nèi)部的物料被磨細。

振動磨的主要工作參數(shù)為頻率、振幅、充填系數(shù)、入磨物料粒度。

（1）頻率

頻率越高，粉磨能力越強。但頻率過髙，彈簧等部件又易于損壞，需要采用優(yōu)質(zhì)零部件。所以，對大容積磨，采用較低頻率；對小容積磨，采用較高頻率。我國200-1000L振動磨的頻率為1500次/min。國外，也有采用3000次/min的。

（2）振幅

振幅為2-10mm。如果給料粒度大，振幅也大，以使研磨體具有足夠的破碎力。一般情況下，振幅為給料粒度的1-2倍。過小不能粉碎入磨物料，過大則耗能過多。

（3）研磨體大小、充填系數(shù)與入磨物料粒度

研磨體大小為10-30mm，充填系數(shù)為0.65-0.75,入磨物料粒度約2mm。氣流磨是以噴射氣流為動力進行的磨細，其原理是使物料在高速氣流的作用下互相沖擊和磨削而被粉碎的機械。噴射磨的結(jié)構(gòu)如圖7-10所示。

由圖7-10可知，壓縮空氣在燃燒室11預熱后，經(jīng)噴射管10射出，由于突然減壓被加速到100-200m/s的速度，該氣流將來自給料管8落下的被磨物料沿切線吹入磨機倉，利用高速運動的物料產(chǎn)生的沖擊、磨剝作用將被磨物料粉碎。已磨細的顆粒在分級設(shè)備3的處理下被送入收塵器，經(jīng)旋風收塵器2捕集后，進入存貯倉12。不合格的物料進入粗粒返回管，進行再次粉磨。

由此可見，噴射磨是一種解離度高、選擇性粉磨作用強的新型磨機，適合粉磨耐磨性中等以下的物料。噴射磨具有的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、無運動部件、生產(chǎn)能力高、破碎比大、功率消耗低、產(chǎn)品粒度分布窄、顆粒表面光滑、顆粒形狀規(guī)則、分散性好、活性大，尤其是金屬磨損少、對耐火原料污染低。