摘要：慣性圓錐破碎機(jī)是具有良好過鐵性能和選擇性破碎性能的超細(xì)破碎節(jié)能設(shè)備，該機(jī)不存在 “悶車”問題，產(chǎn)品中“鋼”和“渣”能充分解離，是鋼渣細(xì)碎的首選設(shè)備。使用慣性圓錐破碎機(jī)的新鋼渣破碎工藝流程簡潔高效，技術(shù)性能優(yōu)異，運營成本低。通過實例證明該機(jī)在鋼渣破碎領(lǐng)域推具有廣泛應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：鋼渣破碎 慣性圓錐破碎機(jī)。
1 前言
要變廢為寶，實現(xiàn)鋼渣的“零排放”，破碎是不必可少的工序之一。目前我國已經(jīng)有了適合鋼渣初碎的液壓式顎式破碎機(jī)，但一直沒有理想的鋼渣細(xì)碎設(shè)備，傳統(tǒng)的鋼渣細(xì)碎設(shè)備存在的主要問題是：一、由于鋼渣中含有鋼塊，傳統(tǒng)的破碎設(shè)備存在“卡鋼”的問題，造成破碎機(jī)“悶車”，嚴(yán)重時會導(dǎo)致主軸斷裂；二、傳統(tǒng)的破碎設(shè)備很難將鋼渣破碎到需要的粒度，將“鋼”和“渣”充分解離。
北京礦冶研究總院引進(jìn)俄羅斯先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)出在破碎領(lǐng)域具有革命性突破的新型節(jié)能細(xì)碎設(shè)備——慣性圓錐破碎機(jī)，在過鐵和選擇性破碎方面與傳統(tǒng)破碎設(shè)備相比具有明顯的優(yōu)勢，特別適合于鋼渣的細(xì)碎。
2 慣性圓錐破碎機(jī)特點簡介
慣性圓錐破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 慣性圓錐破碎機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖
1-底架 2-皮帶傳動裝置 3-隔振元件 4-激振器 5-外殼
6-球面瓦 7-襯板 8-定錐 9-動錐 10-動錐支座 11-軸套
慣性圓錐破碎機(jī)機(jī)體通過隔振元件座落在底架上，工作機(jī)構(gòu)由定錐和動錐組成，錐體上均附有耐磨襯板，襯板之間的空間形成破碎腔。動錐軸插入軸套中，電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運動通過傳動機(jī)構(gòu)傳給固定在軸套上的激振器，激振器旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生慣性力，迫使動錐繞球面瓦的球心做旋擺運動。在一個垂直平面內(nèi)，動錐靠近定錐時，物料受到?jīng)_擊和擠壓被破碎，動錐離開定錐時，破碎產(chǎn)品因自重由排料口排出。動錐與傳動機(jī)構(gòu)之間無剛性聯(lián)接。
在慣性圓錐破碎機(jī)中，動錐和傳動機(jī)構(gòu)之間不是剛性聯(lián)接，動錐的運動軌跡（振幅）不受傳動系統(tǒng)的限制，是可以變化的，它的大小取決于物料層抗壓阻力與破碎力的平衡。破碎機(jī)剛啟動時，動錐擺動頻率小，破碎力較小，動錐的振幅較小，因此啟動力矩也較小，帶負(fù)荷啟動不會損壞破碎機(jī)。當(dāng)破碎腔內(nèi)無物料時，動錐將和定錐發(fā)生碰撞，時間過長將損壞襯板和機(jī)器。所以，慣性圓錐破碎機(jī)要求帶負(fù)荷啟動和停車，運轉(zhuǎn)過程中要求擠滿給料，從工作原理上保證不存在破碎機(jī)“悶車”的問題。
破碎鋼渣時，鋼渣中的小鋼塊被軋扁從破碎腔排出，一般的鋼塊如螺栓也會被軋扁從破碎腔排出。如果物料中混入了不可破碎的物體如鏟齒，由于動錐與傳動機(jī)構(gòu)之間無剛性聯(lián)接，動錐被卡住不動，激振器將繞動錐軸繼續(xù)轉(zhuǎn)動，絕對不會破壞傳動機(jī)構(gòu)和主機(jī)。此時只要停機(jī)，從破碎機(jī)四周的觀察孔中找到此物體，用氣割割掉即可繼續(xù)開機(jī)運行了，不需要清空破碎腔，因為慣性圓錐破碎機(jī)是可以擠滿給料帶負(fù)荷啟動的。
由于慣性圓錐破碎機(jī)是擠滿給料，通過向物料層施加嚴(yán)格定量的由慣性力造成的壓力，可以使物料層適當(dāng)?shù)貕簩崳刮锪铣惺苋轿坏臄D壓，全部顆粒都受力，物料顆粒之間相互作用，出現(xiàn)微裂紋和產(chǎn)生粉碎，從而實現(xiàn)“料層粉碎”。同時在由慣性力引起的強(qiáng)烈脈動沖擊作用下，物料在破碎腔中承受交變的擠壓、剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。物料顆粒之間不斷改變方位，物料顆粒相互作用，強(qiáng)度大的顆粒破碎強(qiáng)度小的顆粒，從而實現(xiàn)了物料的“選擇性破碎”。施加適當(dāng)?shù)膽T性力可輕松破碎抗壓強(qiáng)度高達(dá)1500MPa的物料。
鋼渣抗壓強(qiáng)度為169～306MPa，莫氏硬度為5～7，相對于慣性圓錐破碎機(jī)來說只是中等硬度物料，很容易破碎。由于鋼渣中“鋼”和“渣”的顆粒強(qiáng)度不同，在選擇性破碎時鋼渣中的“渣”被破碎，而“鋼”由于具有壓延性，在破碎力的作用下被軋扁，隨同破碎的“渣”一同排出，充分的解離了鋼渣中的“鋼”和“渣”。
除此之外，慣性圓錐破碎機(jī)還具有破碎比大、單位破碎比功耗低、安裝時不需龐大基礎(chǔ)和地腳螺栓、工作噪音小等優(yōu)點。
慣性圓錐破碎機(jī)目前已形成動錐底部直徑從100mm到1200mm六種規(guī)格的產(chǎn)品，技術(shù)參數(shù)見表1。
表1 慣性圓錐破碎機(jī)技術(shù)參數(shù)
|
型 號 |
GYP -100 |
GYP-300 |
GYP-450 |
GYP -600 |
GYP-900 |
GYP-1200 |
|
產(chǎn)量/th－1 |
0.03 |
0.9～1.5 |
2.4～4 |
12～15 |
24～40 |
60～75 |
|
給料尺寸/mm |
<12 |
<25 |
<35 |
<50 |
<70 |
<80 |
|
P90產(chǎn)品粒度/mm |
<0.3 |
<2.0 |
<3.0 |
<5.0 |
<8.0 |
<10.0 |
|
裝機(jī)功率/kW |
1.5 |
11 |
37 |
55 |
110 |
185 |
3 高效鋼渣破碎工藝流程
相對于傳統(tǒng)的鋼渣破碎工藝流程，使用慣性圓錐破碎機(jī)的新鋼渣破碎工藝流程十分高效、簡潔。
鋼渣經(jīng)顎式破碎機(jī)初碎后，通過磁滾筒Ⅰ選出強(qiáng)磁性鋼塊，初碎產(chǎn)品由振動篩分級，篩上產(chǎn)品進(jìn)入慣性圓錐破碎機(jī)細(xì)碎，篩下產(chǎn)品和慣性圓錐破碎機(jī)細(xì)碎產(chǎn)品合并進(jìn)行磁選和分級。
磁選可根據(jù)產(chǎn)品的要求選擇一段磁選或兩段磁選甚至是多段磁選，磁選的鋼和分離出的尾渣可根據(jù)需要篩分分級，以滿足不同應(yīng)用的要求。
與傳統(tǒng)鋼渣破碎工藝流程相比，新高效鋼渣破碎工藝流程具有如下特點：
⑴流程配置簡單：開路細(xì)碎，流程簡潔，輔助設(shè)備少，基建投資低。
⑵技術(shù)性能優(yōu)異：對GYP-600、GYP-900、GYP-1200不同系統(tǒng)破碎工藝流程，產(chǎn)品粒度90%以上分別小于5mm、8mm、10mm，“鋼”和“渣”充分解離，詳細(xì)參數(shù)見表2。
表2 不同系統(tǒng)破碎工藝流程技術(shù)參數(shù)
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系統(tǒng)類型 |
Ⅰ |
Ⅱ |
Ⅲ | |
|
配 置 |
顎式破碎機(jī) |
250×1000 |
400×750 |
600×900 |
|
慣性圓錐破碎機(jī) |
GYP-600 |
GYP-900 |
GYP-1200 | |
|
其他設(shè)備 |
振動篩、磁滾筒、皮帶、電葫蘆 | |||
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技 術(shù) 參 數(shù) |
系統(tǒng)處理量/th－1 |
15～20 |
35～50 |
65～80 |
|
最大給料尺寸/mm |
210 |
350 |
480 | |
|
P90產(chǎn)品粒度/mm |
－5 |
－8 |
－10 | |
|
額定總功率/kW |
90 |
140 |
240 | |
|
實際總功率/kW |
60 |
100 |
170 | |
⑶系統(tǒng)穩(wěn)定性高：慣性圓錐破碎機(jī)的獨特結(jié)構(gòu)及工作原理特點決定它細(xì)碎鋼渣時不存在 “悶車”問題，過鐵時不會損壞機(jī)器。
⑷運營成本低：能實現(xiàn)24小時連續(xù)工作，易損件噸耗低，有效處理量大，運營成本僅為使用其他設(shè)備細(xì)碎時的三分之一。
⑸尾渣便于利用：尾渣粒度細(xì)、均勻，滿足冶金、建材、農(nóng)業(yè)等的使用要求，附加值高。
4 應(yīng)用情況
慣性圓錐破碎機(jī)已廣泛應(yīng)用于鋼渣細(xì)碎，在唐山地區(qū)就有十幾條鋼渣處理生產(chǎn)線采用了使用慣性圓錐破碎機(jī)的新鋼渣破碎工藝流程，傳統(tǒng)的鋼渣細(xì)碎設(shè)備如液壓圓錐破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、立式?jīng)_擊破碎機(jī)已基本上被淘汰。因慣性圓錐破碎機(jī)的大量應(yīng)用，運營成本降低，利潤大幅度提高，鋼渣已變廢為寶成為唐山地區(qū)的緊俏商品。目前已有二十幾條鋼渣處理生產(chǎn)線使用慣性圓錐破碎機(jī)，年細(xì)碎鋼渣超過240萬t。
4.1唐山市開平區(qū)某鋼渣精選廠
唐山市開平區(qū)某鋼渣精選廠于2007年5月使用了一臺GYP-600慣性圓錐破碎機(jī)細(xì)碎鋼渣，成品產(chǎn)率高，成本費用大大降低，使用效果良好，經(jīng)濟(jì)效益突出，于2007年10月又購買一臺GYP-600慣性圓錐破碎機(jī)。2009年3月，該廠擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，又購買了兩臺GYP-600慣性圓錐破碎機(jī)，目前該廠已經(jīng)有四條采用新鋼渣破碎工藝流程的鋼渣處理生產(chǎn)線同時運轉(zhuǎn)。該廠鋼渣破碎工藝流程取樣篩分結(jié)果見表3，產(chǎn)量為20t/h，一條鋼渣處理生產(chǎn)線一天產(chǎn)量將近500 t。
表3 取樣篩分結(jié)果
|
粒度/mm |
＋5 |
－5～＋3 |
－3～＋1 |
－1 |
|
產(chǎn)率/% |
9.8 |
23.9 |
39.9 |
26.4 |
4.2 宣化某鋼鐵公司廢鋼處
宣化某鋼鐵公司廢鋼處用GYP－300小型慣性圓錐破碎機(jī)進(jìn)行了破碎鋼渣的適應(yīng)性試驗，試驗用的鋼渣原料組成為：－25～＋10 mm占76.3%，－10～＋5mm占 10.4%，－5～0 mm占13.3%。試驗取樣篩分結(jié)果見表4。
表4 試驗結(jié)果取樣篩分結(jié)果
|
粒度/mm |
＋2 |
－2~＋0.8 |
－0.8~＋0.18 |
－0.18~＋0.074 |
－0.074 |
|
產(chǎn)率/% |
4.8 |
32.9 |
20.9 |
16.4 |
8.7 |
在工業(yè)生產(chǎn)中，宣化某鋼鐵公司廢鋼處采用GYP-600慣性圓錐破碎機(jī)作為鋼渣破碎工藝流程中的關(guān)鍵設(shè)備，工業(yè)應(yīng)用取樣篩分結(jié)果見表5，整條鋼渣處理生產(chǎn)線產(chǎn)量為18t/h。
表5 工業(yè)應(yīng)用取樣篩分結(jié)果
|
粒度/mm |
＋5 |
－5～＋3 |
－3～＋1 |
－1 |
|
產(chǎn)率/% |
13.0 |
28.7 |
36.3 |
22.0 |
4.3 濰坊某鋼鐵廠鋼渣車間
濰坊某鋼鐵廠鋼渣車間采用一臺GYP-900慣性圓錐破碎機(jī)細(xì)碎熱悶鋼渣，在排料間隙為30mm時，測試GYP-900慣性圓錐破碎機(jī)的破碎產(chǎn)品，兩次取樣，篩分結(jié)果見表6，產(chǎn)量為28～30t/h。
表6 取樣篩分結(jié)果
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粒度/mm |
＋8 |
－8～＋5 |
－5～＋3 |
－3～＋1 |
－1～＋0.15 |
－0.15 | |
|
產(chǎn)率/% |
1 |
5.0 |
2.2 |
25.4 |
23.0 |
31.4 |
13.0 |
|
2 |
9.1 |
10.6 |
32.1 |
24.1 |
15.6 |
8.5 | |
5 結(jié)語
慣性圓錐破碎機(jī)具有良好的過鐵性能和選擇性破碎性能，從工作原理上保證了不存在破碎機(jī)“悶車”的問題，能輕松細(xì)碎鋼渣，產(chǎn)品中“鋼”和“渣”能充分解離，必將成為鋼渣細(xì)碎的首選設(shè)備。使用慣性圓錐破碎機(jī)的新鋼渣破碎工藝流程簡潔高效，技術(shù)性能優(yōu)異，運營成本低。推廣應(yīng)用后，將推動鋼鐵工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，提高企業(yè)的競爭力，為實現(xiàn)鋼渣的“零排放”、促進(jìn)二次資源高效利用和保護(hù)環(huán)境作出重大貢獻(xiàn)，為企業(yè)取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
參考文獻(xiàn)
[1] 唐威，夏曉鷗，羅秀建，等．慣性圓錐破碎機(jī)破碎鋼渣的應(yīng)用研究 [A]．2000年全國礦產(chǎn)資源和二次資源綜合利用學(xué)術(shù)研討與經(jīng)驗交流會論文集[C]．2000．383～385．
[2] 羅秀建，王健，唐威，等．利用慣性圓錐破碎機(jī)加工鋼渣粉的研究[J]．有色金屬（選礦部分），2002（6）23～25．
原載2010年第二期《中國廢鋼鐵》
