破碎机-中文翻译

中文译文摘要低的破碎比和高的磨损率是与传统的破碎机相联系的很常见的两个特性。因为这点，在矿石处理流程的应用中，很少考虑到它们，并且忽略了很多它们的优点。本文描述了一个已被发展起来的新颖的对辊破碎机，旨在提出这些论点。作为 NCRC,这种新式破碎机结合了两个辊筒，它们由一个交替布置的平面和一个凸的或者凹的表面组成。这种独特的辊筒外形提高了啮合角，使 NCRC 可以达到比传统辊式破碎机更高的破碎比。用一个模型样机做的试验表明：即使对于非常硬的矿石，破碎比任可以超过 10。另外，既然在 NCRC 的破碎处理中结合了辊式和颚式破碎机的作用，那就有一种可能：那种新的轮廓会带来辊子磨损率的降低。关键字：介绍传统的辊筒破碎机因为具有几个缺陷而导致了其在矿石处理应用中的不受欢迎。尤其是当与其它的一些破碎机比起来，诸如圆锥破碎机等，它们的低破碎比（一般局限在 3 以内）和高的磨损率使它们没有吸引力。然而，从矿石处理这一点来说，辊筒破碎机有一些非常可取的特点：辊筒破碎机的相对稳定的操作宽度可以很好控制产物粒度。弹簧承重的辊子的使用使这些机器容许不可破碎的物料（诸如夹杂金属等） 。另外，辊筒破碎机是这样工作的：将物料牵引至辊子之间的挤压区而不是象圆锥和颚式破碎机那样依靠重力。这产生了一个连续的破碎周期，避免了高通过率，同时也使破碎机可处理潮湿的和胶粘的物料。NCRC 是一种新颖的破碎机，发明于澳大利亚西部大学，为得是提出一些与传统辊筒破碎机相联系的一些问题。新的破碎机结合了两个辊子，由间隔布置的平面和凸的或者凹的表面组成。这种独特的辊子轮廓提高了啮合角，使 NCRC可达到比传统辊筒破碎机更高的破碎比。用一个模型样机的初步试验已表明：即使非常硬的物料，超过 10 的破碎比也可以实现。这些初期的发现是通过单一颗粒进给而获得的，在破碎中没有显著的物块间的相互作用。目前的工作在NCRC 中用多物块试验延伸了现存的结果。同时也顾及了各种其他因素：影响NCRC 特性和探索 NCRC 在选矿处理中使用效率。操作原理啮合角是影响辊筒破碎机性能的重要因素之一。小的啮合角是有利的，因为它们增大了物块被辊筒抓住的可能性。对于一个给定的入料粒度和辊隙，传统的辊筒破碎机的啮合角受限于辊筒的尺寸。NCRC 试图通过有特殊轮廓的辊筒克服这种限制，这种轮廓提高了辊筒在一转中变化点的啮合角。至于啮合角，在选择辊面时，很多其他的因素，包括变化的辊隙，破碎的方式都考虑了。最终 NCRC 辊筒形状如图 1 所示。其中一个辊子由间隔布置的平面和凸面组成，而另一个是由间隔布置的平面和凹面组成。NCRC 辊筒的形状导致了几个独特的特点。其中最重要的就是在辊筒转动时，对于一个给定物块粒度和辊隙，NCRC 所产生的啮合角将不再保持稳定。时而啮合角比相同尺寸的圆柱辊筒低很多，时而高很多。辊子转动中啮合角的实际变化量超过 60 度，如图 2 所示，图 2 也表示了相同情况下，可相比尺寸的圆柱辊筒破碎机所产生的啮合角。这些啮合角是对一个直径为 25 毫米的圆形物块放在辊径大约 200 毫米、最小辊隙 1 毫米的辊筒间计算出来的。这个例子可以用来描述使用非圆柱辊筒的潜在优点。为了抓住物块，通常啮合角不超过 25 度。因此，圆柱辊筒破碎机将一直夹不住这个物块，因为其实际啮合角一直稳定在 52度。然而，在辊筒转过 60 度时，NCRC 的啮合角降至 25 度以下。这意味着辊筒每转过一转，非圆柱辊筒破碎机可能有 6 次夹住物块。试验过程NCRC 的实验室模型由两个辊筒部件组成，每一个由发动机、齿轮箱和有形辊筒组成。两个部件都安置在线性轴承上，其有效支持任何垂直部件的力，同时保证其水平运动。一个辊筒部件水平固定，而另一个通过压缩弹簧限制，压缩弹簧使辊筒抵抗一个变化的水平载荷。可动辊筒上的预载荷可被调整直至最大值 20 千牛。驱动辊筒的两个电动机通过一个变化的速度控制器实现电同步，速度控制器使辊速连续变化直至 14 转每秒（大概 0.14 米每秒的线速度） 。辊筒有一个 188 毫米的中心距，100 毫米宽。两个驱动轴都装有应变规，用以测量辊筒扭矩。附加的传感器用以测量固定辊筒的水平力和辊隙。NCRC 的边上装有透明玻璃以便于在运行是观察破碎区域，同时也使破碎流程得以用数码相机进行纪录。试验进行于几种岩石，包括花岗岩、闪长岩、矿石、采石场弃石和混凝土。花岗岩和混凝土各取自商业性的采石场，前者先破碎、成形，而后者是爆炸的岩石。第一种矿石样品是 SAG 采石场进料，取于诺曼底煤矿的 GGO，采石场弃石取于 KAGMM 煤矿。采石场弃石含有直径直至 18 毫米的金属颗粒，它们来自于经反复磨削和破碎的介质。混凝土由圆柱体样品（直径 25 毫米、高 25 毫米）组成，它们根据澳大利亚的有关标准制备。不受限制的单轴压力测试进行于矿山样本（直径 25 毫米、高 25 毫米） ，取于大量的矿石。结果表明：对于制备混凝土的强范围从 60 兆帕直至 GG 矿石样品的 260 兆帕。起初，所有的样品都通过一个 37.5 毫米的过滤器去处任何粒度过大的物块。低于粒度要求的矿石被取样，并且过滤以决定入料粒度分布。在 NCRC 中每一个试验大约破碎 2500 克样品。这种样品粒度基于统计测试进行选择，那些统计测试表明： 为了估计百分之八十的通过率在正负 0.1 毫米范围内的百分之九十五的可靠度至少需要破碎 2000 克样品。选择并振动产品使其 10 次掉于过滤器下，使用一个标准的干的或湿的过滤方法以决定产品粒度分布。对于每一次试验，子样品中的两个被最先滤掉。如果产品粒度有任何显著的不同，额外的子样品将被滤掉。使用 NCRC 进行大量的破碎试验以决定各种变化的参数的效果，参数包括：辊隙、辊上作用力、入料粒度和单个或多个物料进给。因为前面的试验以得出辊速对产品粒度分布影响很小，所以将辊速设定在最大值且前面两个试验之间不变。应该指出的是：辊隙设置引用提及的最小辊隙。因为辊筒的非圆柱体形，实际辊隙在设置的最小值以上的 1.7 毫米范围内变化（例：一个 1 毫米的辊隙设置值其意味着辊隙为 1-2.7 毫米） 。结果入料所有破碎设备的性能都依赖破碎物料的种类。在这方面，NCRC 没有什么不同。在 NCRC 中破碎较软物料可产生低于较硬物料 p80 的碎强。图 4 所示是在NCRC 中在相似条件下破碎几种不同物料时得到的产物粒度分布。有趣的是，除了备制混凝土样品外，从各种不同的物料中，p80 碎强的获得也相当一致。结果反映：利用 NCRC 可获得对产物粒度分布的控制程度。多入料物块前面在 NCRC 上做的试验仅使用单入料物块，很少或没有物块间的相互作用。虽然很有效，但与这种破碎方式相联系的低的通过率不适合于实际应用。因此，决定连续进给对最终产品粒度分布的影响是有必要的。在这些测试中，连续供应以保持足够的物料以达到辊顶。图 5 显示，连续进给 NCRC 对诺曼底矿石产物粒度分布的影响。这些结果好像表明了使用连续（多物块）进给在 p80 碎强上的一个轻微的增加，然而变化太小以致其没有统计学意义。相似地，对于连续进给试验，产物粒度分布表明了一个较好结果，但实际上区别是微不足道的。如图 6 所示，用花岗岩样品使用不同的两个辊隙进行了相似的试验。又一次，在单个和多个物块测试间无变化。毫不夸张地，更大的辊隙、更小的破碎程度（物料间的相互作用） ，区别将更不明显。所有的这些测试好像表明连续进给对 NCRC 的性能影响极小。然而，意识到在这些试验中用的进给物料在很小的范围内波动是重要的，如图 6（诺曼底试验的进给物块甚至更一致）所示进给物块粒度分布。进给物块粒度的一致性导致了大量的自由空间，允许破碎腔内破碎矿石的增多，因此限制了物块间的相互作用。有一宽广物块粒度分布（尤其是较小的粒度范围）的带矿石的 NCRC 的真的“卡死”进给可能在破碎区域产生大得多的压力。既然 NCRC 不是作为“高压力破碎辊”而设计的，在这些情况下，更多的过大物块将从两辊间通过。辊隙象传统的辊筒破碎机一样，NCRC 的辊隙设置对产品粒度分布和破碎机通过率有直接影响。图 7 展示了以三种不同辊隙破碎 AG 矿石（废弃矿石）时的最终产物粒度分布。针对辊隙从这张图中标出 80 值产生一线性关系，如图 p8 所示。如前解释所述，NCRC 的实际辊隙将随着一转而变化。这一变化补偿了具体的辊隙设置和取于破碎试验中的产物百分之八十通过率间的差别。图 8 显示了辊隙对破碎机通过率的影响并给出了用 NCRC 的试验模型得到的破碎率。辊动力NCRC 是利用煤块间的相互作用实现破碎机而设计的，这种破碎主要是通过直接折断辊间物块。因此，辊动力仅需足够大以克服辊面间物块的复合力。如果辊动力不够大，那么矿石块将分开辊筒，从而过粒度物块将落下。增大辊动力以减小辊筒分离倾向以更好控制产物粒度。然而，一旦达到限制辊动力（决定于被破碎物料的粒度和种类） ，辊动力的任何进一步增加都不能提高辊筒破碎机的性能。这由图 9 可得证，显示了 25-31 毫米的花岗岩入料，大约 16-18 千牛的辊动力去控制产物粒度。如果辊动力降至低于这一水平，虽然 p80 产物有一瞬间的增加，使用更大的辊动力对产物粒度仅有很小影响。入料粒度分布和前面提及的一样，入料粒度分布对破碎腔内产生的压力有明显影响。有更细的入料粒度分布的矿石更趋向于“卡死” NCRC，降低破碎机的效率。然而，只要所产生的压力不超过 NCRC，不考虑入料粒度维持在一个相对稳定的操作间隙。因此，产物粒度分布也将不依赖于入料粒度分布。如图 10 所描述的，显示了使用相同的设备但不同的粒度分布的入料的两个破碎机试验的结果。在这个例子中，NCRC 将较粗糙的矿石从 80 的 34 毫米破碎至 80 的 3.0 毫米（破碎比11：1） ，同时较细的矿石从 80 的 18 毫米破碎至 80 的 3.4 毫米（破碎比 5：1） 。这些结果表明，使用有形辊筒的缺点减少，同时，入料粒度和辊筒尺寸的比例在减小。另一方面，为了达到较高的破碎比，入料块度必须足够大以利用 NCRC产生高的啮合角的优点。废弃矿石一些磨矿流程使用往复或石子破碎机（例如圆锥破碎机）去处理那些取自于选矿厂和发现难于破碎（废弃矿石）的物料。废弃矿石常含有坏的或破碎的磨粒，常见于往复破碎机中。因此，对于一个石子破碎机，不可破碎的公差是一个有意义的特性。NCRC 看上去完美地适合于这一应用，既然其中一个辊筒能产生屈服以让不可破碎的物料通过。图 11 所示的产物粒度分布取自于 NCRC 处理废弃矿石。对两个结果都使用相同的设备和入料粒度，然而，使用去处磨粒的矿石进行其中一个试验。和预料的一样，NCRC 可以处理含有未进经 INCIDENT 的入料矿石。然而，既然一个辊筒为了让磨粒通过而经常移动，大量的未经破碎的过粒度物块可以通过辊隙。结果，这种入料粒度的产物粒度分布显示：对于更大的物块粒度的变化和P80 值从 4 毫米增至 4.7 毫米。尽管如此， NCRC 仍可以达到差不多 4：1 的破碎比。磨损虽然没有对 NCRC 做具体的测试以决定磨损率，但为了试着了解破碎机理用高速录像机纪录了很多破碎试验。通过观察辊筒间被破碎物块，辊筒的部分区域好像受高磨损，并且得出一些主观结论：这种磨损对 NCRC 的性能有影响，这些都是可能的。毫不夸张地，所显示的高磨损的首要区域是平的和凹的过渡表面。令人惊讶的是，这种边缘在产生提高的啮合角方面不起重要作用。NCRC 的性能不应该直接受这边磨损的影响，因为它实际上是平的和凸的表面的过渡区域（在辊筒的对面） ，导致了减小的啮合角。