我國金屬礦石資源種類繁多,但大多數(shù)礦種品質(zhì)屬貧、雜、細。國內(nèi)金屬礦山企業(yè)為了解決自身在礦業(yè)開發(fā)上存在的經(jīng)濟、技術(shù)等方面面臨的突出問題,積極引進、消化、吸收國外新型、的礦山生產(chǎn)工藝設(shè)備。高壓輥磨機就是在這樣的市場背景下,首先得到研究、論證，并開始在國內(nèi)金屬礦山企業(yè)應(yīng)用的粉碎設(shè)備,也是國內(nèi)礦業(yè)界當(dāng)下為關(guān)注的礦山生產(chǎn)設(shè)備。下面，中國礦山機械網(wǎng)為您簡述高壓輥磨機的內(nèi)部構(gòu)造及特點：

1. 1　高壓輥磨機結(jié)構(gòu)構(gòu)造

高壓輥磨機主要由機架、輥子、軸承、傳動、喂料、液壓、潤滑和控制等系統(tǒng)組成。電機通過萬向聯(lián)軸器、減速機與安裝在機架水平滑軌上的輥子系統(tǒng)(軸承和安裝在軸承上的輥子)連接,運轉(zhuǎn)時不能在滑軌上滑動的輥子為定輥,可在滑軌上作小幅滑動的為動輥,動輥兩端獨立的液壓系統(tǒng)將動輥推向定輥,產(chǎn)生破碎所需的壓力,動、定輥軸承座間有防止輥子接觸的間距塊。固定輥和移動輥結(jié)構(gòu)相同,可以互換。

高壓輥磨機磨損件為輥子的輥套,以及輥子兩端擋礦用的倒三角形頰板。輥套、頰板基體采用耐磨合金鋼制造,與礦物接觸面均有耐磨保護層。目前輥套普遍采用碳化鎢硬質(zhì)合金柱釘表面,高壓輥磨機工作時,物料填充在柱間,形成自生式抗磨料墊,保護輥面。對中等磨蝕性的礦石,這種輥面的使用壽命一般可達1萬小時以上。近年,魁珀恩公司(Koeppern)開發(fā)出表面經(jīng)粉末冶金處理的耐磨輥套,輥套基體和耐磨表面天衣無縫地合為一體,克服了柱釘性脆折斷難修復(fù)、邊端效應(yīng)大等弱點,實現(xiàn)了自我修補功能,改善了耐磨強度、進一步提高了使用壽命。兩種形式的輥套達到使用周期后均可拆卸更換。

1. 2　高壓輥磨機工作原理

高壓輥磨機喂料倉內(nèi)的待粉碎物料,通過可調(diào)節(jié)開口大小的給料器進入高壓輥磨機的破碎腔(該料流空間上下連續(xù)、貫通,可實現(xiàn)3m以上的料柱,確保形成足夠的給礦壓力),擠滿破碎腔的物料,在輥子的相向轉(zhuǎn)動和料柱重的雙重作用下,強制進入不斷壓縮的空間,并被壓實(排礦料餅密度達到礦石真密度的0. 85倍),達到一定壓力時遭到粉碎或在顆粒內(nèi)部形成微裂紋。

1. 3　高壓輥磨機粉碎礦石機理

高壓輥磨技術(shù)的理論基礎(chǔ)為層壓粉碎理論,層壓粉碎是指大量顆粒受到高度的空間約束而集聚在一起,在強大外力作用下互相接觸、擠壓所形成的群體粉碎?？朔藗鹘y(tǒng)破碎重點關(guān)注物料粒度上限的下降,即外力對大塊顆粒的針對性破碎,而忽略或未主動利用全粒級的破碎和大、小塊協(xié)同破碎。層壓粉碎的關(guān)鍵在于:在有限的空間內(nèi),壓力不斷增加使顆粒間間隙越來越小,直至顆粒之間可以互相傳遞應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力強度達到顆粒壓碎強度時,顆

粒即開始粉碎。實驗表明,由于層壓粉碎在純壓應(yīng)力作用下進行,其傳遞效率要高于單純的壓力、沖擊力和剪切力,層壓粉碎也就比壓碎、磨碎、劈碎、折碎和擊碎等外力作用造成的粉碎效果好[1]。因此,高壓輥磨機工作時,即使兩輥間間距明顯大于給礦粒度,但輥壓過程中各粒級都得到了粉碎,產(chǎn)生大量的細粒、微細粒及顆粒內(nèi)微裂紋。

1. 4　高壓輥磨機的特點

高壓輥磨機作為礦石破碎設(shè)備,隨著應(yīng)用領(lǐng)域、應(yīng)用工藝的不斷豐富,其突出的特點得到礦業(yè)界的公認。

1. 4. 1　高壓輥磨機應(yīng)用特點

(1)設(shè)備作業(yè)率高。

軸承等轉(zhuǎn)動部件規(guī)格大,抗壓、抗磨損能力強,使用壽命長;與物料接觸件少、易磨損部位耐磨處理技術(shù)先進,檢修量少;自動控制、自動檢測、自動保護與預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)先進,人機對話界面簡單、易操作;工作時兩輥間距大于給礦粒度,與給礦大粒度相當(dāng)?shù)慕饘賶K的混入不致傷害輥面。因而設(shè)備運行安全、平穩(wěn)、可靠,作業(yè)率高。

(2)設(shè)備適應(yīng)能力強。

高壓輥磨機可對細碎產(chǎn)品進行預(yù)粉磨(產(chǎn)品粒度<3mm, -0. 074mm占25%以上);也可對中碎產(chǎn)品進行破碎,同時完成常規(guī)細碎和超細碎兩段破碎作業(yè)工作量(產(chǎn)品粒度<6mm)。對傳統(tǒng)細碎作業(yè)難以通過的含水、含泥偏高的粘性礦石也能輕松處理。因此,高壓輥磨機適應(yīng)能力強。

(3)工藝流程配置簡單。

高壓輥磨機生產(chǎn)能力大、破碎比正常在8~10倍,所承擔(dān)的碎、磨工作越多,系統(tǒng)流程的長度、后續(xù)工藝配置的寬度越小。

(4)土建投資省。

設(shè)備生產(chǎn)能力大,工藝配置簡單;結(jié)構(gòu)緊湊、外形尺寸小,占地面積小;破碎作用發(fā)生在兩個輥子間,產(chǎn)生的擠壓力被機架吸收,設(shè)備基礎(chǔ)基本無需考慮動載荷,基礎(chǔ)工程量小,土建投資少。

(5)實現(xiàn)了“多碎少磨”、“能拋早拋”方針。

以預(yù)粉磨為代表的破碎作業(yè),不但有較好的選擇性破碎效果,而且形成大量的細粒和微細粒產(chǎn)品,大量的礦物完成了初步解離,因此具備了較好的分選條件。充分實現(xiàn)了“多碎少磨”、“能拋早拋”并舉。

(6)顯著降本擴能。

層壓破碎為高效的壓應(yīng)力破碎,效率明顯高于以壓應(yīng)力和剪應(yīng)力為主的球磨破碎(壓應(yīng)力效應(yīng)是剪應(yīng)力效應(yīng)的5倍左右),因此破碎能耗低;高壓輥磨料餅中大量的細粒和微細粒,以及粗粒內(nèi)部豐富的應(yīng)力裂紋,意味著磨礦功指數(shù)

顯著降低,后續(xù)球磨系統(tǒng)電耗下降,并且產(chǎn)能提高30%以上[2],見表1。提前拋尾和噸礦材料消耗成本低,使系統(tǒng)降本增效成果更顯著。

(7)改善選別指標(biāo)、提高作業(yè)效率。

高壓輥磨作業(yè)使礦石顆粒內(nèi)、兩種礦物界面處應(yīng)力較為集中,解理面處容易發(fā)生分離或形成微裂紋,有利于在較

粗的磨礦細度下形成有用礦物單體,從而減少磨礦作業(yè)量、降低磨礦細度、減少過磨帶來的金屬流失、改善選別指標(biāo)和過濾作業(yè)效率。

(8)設(shè)備運轉(zhuǎn)平穩(wěn),物料通過靜壓擠碎,沒有激烈碰撞和沖擊,因而噪音低。

(9)設(shè)備給料、破碎、排料都在相對密閉的系統(tǒng)內(nèi)完成,而且設(shè)備數(shù)量少、除塵點少,易于實現(xiàn)除塵,因而揚塵少、生產(chǎn)環(huán)境整潔。

1. 4. 2　高壓輥磨機結(jié)構(gòu)特點

(1)近年推出的、替代柱釘輥面的粉末冶金耐磨表面(擁有專利),使輥胎基體和耐磨表面天衣無縫地合為一體,克服了柱釘性脆易折、難修復(fù)、邊端效應(yīng)大、能承受的工作壓力有限等不足,并具備自我修補功能,在改善耐磨強度和使用壽命的同時,在作業(yè)率、單位消耗等指標(biāo)上也有明顯優(yōu)勢。

(2)相互獨立的液壓系統(tǒng)分別對動輥的兩端施壓,完成對給料的高壓擠壓破碎。兩個系統(tǒng)的壓力可以分別設(shè)置、在線改變,從而保證整臺設(shè)備高度的靈活性、適應(yīng)性以及平衡給料、自我保護的能力,即使短時間內(nèi)給料不夠均勻,也能保證正常生產(chǎn)且不會受到損壞。但在特殊情況下也可合用一個液壓系統(tǒng)。

(3)擁有專利的、極短時間內(nèi)可同時向兩側(cè)打開的機架,打開時4根基柱變?yōu)榛壉阌谥脫Q輥胎,大幅度減少了停機檢修時間,進一步提高了輥壓機的作業(yè)率。

(4)利用閉合結(jié)構(gòu)實現(xiàn)輥壓機運行過程變速箱扭矩的緩沖、抵消和吸收,不但大大減少了傳動軸的長度和振動,而且省去了變速箱的底座和地基,在節(jié)省基建費用和時間的同時,為維修工作帶來方便。

(5)雙列向心自動調(diào)心滾子軸承,保證了輥軸可以在很小的范圍內(nèi)瞬時偏離平行位置。在給礦不均勻或給礦中混有金屬部件等情況下,這種設(shè)計能夠保證設(shè)備不受損害