粉體機(jī)械設(shè)備

粉體機(jī)械設(shè)備第一頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日

二、粉碎功耗理論

三、粉碎方法和粉碎設(shè)備分類(lèi)一、基本概念第二頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日6.1基本概念6.1.1粉碎與粉碎比6.1.2粉碎級(jí)數(shù)和粉碎流程6.1.3強(qiáng)度6.1.4硬度6.1.5易碎性第三頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日6.1.1.1粉碎

固體物料在外力作用下，克服內(nèi)聚力，從而使顆粒的尺寸減小、表面積增加的過(guò)程稱(chēng)為粉碎。物料經(jīng)破碎后特別是粉磨后，其粒度減小，表面積增大，有利于提高物理作用的效果和化學(xué)反應(yīng)速度，提高固體物料混合的均化效果，為烘干、運(yùn)輸、混合、儲(chǔ)存等操作創(chuàng)造條件。第四頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日因處理物料的尺寸大小不同，可大致上將粉碎分為破碎和粉磨兩類(lèi)處理過(guò)程

第五頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日6.1.1.3粉碎比若物料破碎前的平均粒度為D，粉碎后的平均粒度為d，則D/d被稱(chēng)為平均粉碎比，或稱(chēng)為破碎比、粉碎度。用i表示平均粉碎比，則有數(shù)學(xué)表達(dá)式

i=D/d第六頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日破碎機(jī)的平均粉碎比一般都小于公稱(chēng)粉碎比，前者約為后者的70%～90%。粉碎比是衡量物料粉碎前后粒度變化程度的一個(gè)指標(biāo)，也是粉碎設(shè)備性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。一般破碎機(jī)的粉碎比為3～30;粉磨機(jī)的粉碎比為500～1000或更大。第七頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日6.1.2.1粉碎級(jí)數(shù)幾臺(tái)粉碎機(jī)串聯(lián)起來(lái)的粉碎過(guò)程稱(chēng)為多級(jí)粉碎，串聯(lián)的粉碎機(jī)臺(tái)數(shù)稱(chēng)為粉碎級(jí)數(shù)。在此情形下，原料粒度與最終粉碎產(chǎn)品的粒度之比稱(chēng)為總粉碎比。i0=i1*i2*….in=D/d(n)即多級(jí)粉碎的總粉碎比為各級(jí)粉碎機(jī)的粉碎比之乘積

第八頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日例6.1在水泥生產(chǎn)中，石灰石的二級(jí)破碎，常用、一級(jí)PEF600×900，最大進(jìn)料粒度

480mm，出料粒度75～200mm，二級(jí)直徑1250×1000反擊式破碎機(jī)，最大進(jìn)料粒度100mm，出料粒度小于20mm，求i1、i2、i總。解：i總一480/20=24il=480/100=4.8i2=100/20=5第九頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日6.1.2.2粉碎流程第十頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日凡是從破碎機(jī)卸出的物料全部作為產(chǎn)品，不帶分級(jí)設(shè)備的粉碎流程稱(chēng)為開(kāi)路（或開(kāi)流）流程(圖6.1(a)及(b))，其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、設(shè)備少、揚(yáng)塵點(diǎn)也少，缺點(diǎn)是要求粉碎產(chǎn)品粒度較小時(shí)，粉碎效率較低,產(chǎn)品中會(huì)存在部分粒度不合格的粗顆粒物料。第十一頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日帶有分級(jí)設(shè)備的（如檢查篩分、選粉機(jī)等）流程稱(chēng)為閉路（或圈流）流程(圖6.1(c)及(d》。該流程的特點(diǎn)是從粉碎機(jī)中卸出的物料須經(jīng)分級(jí)設(shè)備，粒度合格的顆粒作為產(chǎn)品，不合格的粗顆粒作為循環(huán)物料重新返回粉碎機(jī)中再進(jìn)行粉碎。粗顆?；亓腺|(zhì)量與該級(jí)破碎（或粉磨）產(chǎn)品質(zhì)量之比稱(chēng)為循環(huán)負(fù)荷率。檢查篩分（或選粉設(shè)備）分選出的合格物料質(zhì)量與進(jìn)該設(shè)備的合格物料總質(zhì)量之比稱(chēng)為篩分效率（或選粉效率）。第十二頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日6.1.3強(qiáng)度材料的強(qiáng)度是指其對(duì)外力的抵抗能力，通常以材料破壞時(shí)單位面積上所受的力來(lái)表示。按受力破壞的方式不同，可分為壓縮強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、扭曲強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度等。第十三頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日理想強(qiáng)度原子或分子間的引力源于原子或分子間的化學(xué)鍵如共價(jià)鍵、金屬鍵、離子鍵等，原子或分子間的斥力為原子核間的排斥力。引力和斥力的作用使原子或分子處于平衡位置，理想強(qiáng)度就是破壞這一平衡所需要的能量，即第十四頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日材料結(jié)構(gòu)非常均勻、沒(méi)有缺陷時(shí)的強(qiáng)度稱(chēng)為理想強(qiáng)度。此時(shí)原子或分子間的結(jié)合力是相當(dāng)大的。原子或分子間作用力與它們之間距離的關(guān)系見(jiàn)圖6.2。第十五頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)際強(qiáng)度第十六頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日當(dāng)材料有一長(zhǎng)軸長(zhǎng)度為2a的橢圓形缺陷裂

縫，由Griffth理論可得實(shí)際斷裂的強(qiáng)度為

由上式可知顆粒強(qiáng)度與顆粒內(nèi)原生裂紋長(zhǎng)度的平方根成反比。每次破碎總是較長(zhǎng)的原生裂紋擴(kuò)展，而剩下是短的。所以隨著破碎次數(shù)增多，即顆粒粒度減小，顆粒內(nèi)的原生裂緞長(zhǎng)度減小，隨著粒度的減小，顆粒實(shí)際強(qiáng)度就會(huì)增加。第十七頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日6.1.4硬度硬度表示材料抵抗其他物體刻劃或壓人其表面的能力，也可理解為固體表面產(chǎn)生局部變形所需的能量，這一能量與材料內(nèi)部化學(xué)鍵強(qiáng)度以及配位數(shù)等有關(guān)。第十八頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日硬度的測(cè)定方法有刻劃法、壓入法、彈子回跳法及磨蝕法等，相應(yīng)有莫氏硬度（刻劃法）、布氏硬度、韋氏硬度和史氏硬度（壓入法）及肖氏硬度（彈子回跳法）等。第十九頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日一般的無(wú)機(jī)非金屬材料的硬度常用莫氏硬度來(lái)表示，材

料的莫氏硬度分為10個(gè)級(jí)別，硬度值越大意味著其硬度越高

第二十頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日6.1.5易碎性物料粉碎的難易程度，稱(chēng)為易碎性。易碎性與物料的強(qiáng)度、硬度、密度、結(jié)構(gòu)、水分、表面情況及形狀等有關(guān)。易碎性通常用易碎性系數(shù)表示，又稱(chēng)相對(duì)易碎性系數(shù)。相對(duì)易碎性系數(shù)Km是指采用同一臺(tái)粉碎機(jī)械在同一物料尺寸變化條件下，粉碎標(biāo)準(zhǔn)物料的單位電耗Eb(J/t)與粉碎風(fēng)干狀態(tài)下該物料的單位電耗E(J/t)之比。第二十一頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日水泥工業(yè)中，一般選用中等易碎性的回轉(zhuǎn)窯水泥熟料作為標(biāo)準(zhǔn)物料，取易碎性系數(shù)為1。物料的易碎性系數(shù)越大，越易粉碎。同一臺(tái)粉碎機(jī)械的在粉碎不同物料時(shí)的生產(chǎn)能力與物料的易碎性系數(shù)有如下關(guān)系：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB9964-88《水泥原料易磨性試驗(yàn)方法》規(guī)定了球磨機(jī)易磨性的試驗(yàn)方法。該法原理：物料經(jīng)規(guī)定的球磨機(jī)研磨至平衡狀態(tài)后，以磨機(jī)每轉(zhuǎn)生成的成品量計(jì)算粉磨功指數(shù)Wi(Bond粉碎功指數(shù))。所得的W．值越小，則物料的易碎性越好；反之亦然第二十二頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日6.2粉碎功耗理論6.2.1經(jīng)典粉碎功耗理論新近粉碎功耗理論第二十三頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日經(jīng)典粉碎功耗理論

Lewis公式

Ritttinger定律——表面積學(xué)說(shuō)Kick定律——體積學(xué)說(shuō)

Bond定律——裂紋學(xué)說(shuō)

第二十四頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日新近粉碎功耗理論田中達(dá)夫粉碎定律比表面積增量對(duì)功耗增量的比與極限比表面積和瞬時(shí)比表面積的差成正比。Hiorns公式英國(guó)的Hiorns在假定粉碎過(guò)程符Ritttinger定律及粉碎產(chǎn)品粒度符合RRB分布的基礎(chǔ)上，設(shè)固體顆粒間的摩擦力為k第二十五頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日超細(xì)粉通常指顆粒直徑1微米以下的微粉，它介于宏觀物體和微觀粒子之間，除了兼有宏觀物體和微觀粒子的一些固有性質(zhì)外，還具有自身的特殊性，如表面效應(yīng)和體積效應(yīng)。主要表現(xiàn)在吸附、催化、擴(kuò)散、燒結(jié)等性質(zhì)及一系列光、電、磁、熱等特性與宏觀物體顯著不同，粉碎極限第二十六頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日物料越細(xì)時(shí)，單位能量所能產(chǎn)生的新表面積越小，即越難粉碎由微觀機(jī)械力化學(xué)基本理論可知：粉碎特別是超細(xì)粉碎已并非一簡(jiǎn)單的粗粒變細(xì)粒的過(guò)程，而是一個(gè)粉碎與團(tuán)聚的復(fù)雜過(guò)程。一方面，機(jī)械作用導(dǎo)致物料顆粒的粒度減小，比表面積增大；另一方面，機(jī)械作用也促進(jìn)物料顆粒的聚結(jié)，從而增大表觀粒度，減小比表面積。因此，可以認(rèn)為超細(xì)粉碎過(guò)程是一個(gè)粉碎與團(tuán)聚的可逆過(guò)程；當(dāng)這種正反兩個(gè)過(guò)程的速度相等時(shí)，便達(dá)到粉碎平衡，顆粒尺寸達(dá)到極限值。進(jìn)一步延長(zhǎng)粉碎時(shí)間時(shí)，由于這時(shí)的機(jī)械力已不足以抗衡物料更高的斷裂強(qiáng)度，只能用于維持粉碎平衡，并促進(jìn)小顆粒的“重聚”，于是，“逆粉碎”現(xiàn)象出現(xiàn)，如下圖所示第二十七頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日第二十八頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日6.3粉碎方法和粉碎分類(lèi)機(jī)械粉碎按施加外力的方法不同，可以歸納為左圖的幾種方法第二十九頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日6.3.1.1擠壓法(圖6.6(a))擠壓粉碎是粉碎設(shè)備的兩個(gè)工作面對(duì)物料施加擠壓作用，物料在相對(duì)緩慢的壓力作用下發(fā)生粉碎。因?yàn)閴毫ψ饔幂^緩慢和均勻、故物料粉碎過(guò)程較均勻。這種方法適用于破碎大塊硬質(zhì)物料，通常多用于物料的粗碎。擠壓磨、顎式破碎機(jī)等均屬此類(lèi)粉碎設(shè)備。第三十頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日6.3.1.3研磨、磨削法(圖6.6(c))物料在兩個(gè)相對(duì)滑動(dòng)的工作面之間，或在研磨體間的摩擦作用下被粉碎。研磨和磨削是靠研磨介質(zhì)對(duì)物料顆粒表面的不斷磨蝕而實(shí)現(xiàn)粉碎的，本質(zhì)上屬于剪切摩擦粉碎；多用于小塊物料的粉磨。振動(dòng)磨、攪拌磨以及球磨機(jī)的細(xì)磨倉(cāng)等都是以此為主要原理的。第三十一頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日6.3.1.4劈裂法(圖6.6(d))物料在楔形工作體的作用下受拉應(yīng)力的作用而被粉碎，用于粉碎脆性物料。齒輥破碎機(jī)利用這種方法。第三十二頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日6.3.1.2沖擊法(圖6.6(b))物料在瞬間受到外來(lái)的、足夠大的沖擊力作用而被粉碎。沖擊粉碎包括高速運(yùn)動(dòng)的粉碎體對(duì)被粉碎物料的沖擊和高速運(yùn)動(dòng)的物料向固定壁或靶的沖擊，適用于粉碎大中塊脆性物料。錘式、反擊式、沖擊式破碎機(jī)和管磨機(jī)利用這種方法第三十三頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日破碎機(jī)械的類(lèi)型第三十四頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日粉磨機(jī)械的類(lèi)型第三十五頁(yè)，共三十八頁(yè)，2022年，8月28日6.3.3粉碎技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)設(shè)備日益大型化以簡(jiǎn)化設(shè)備和工藝流程采用預(yù)烘干（或預(yù)破碎）形式組成烘干（破碎）粉磨聯(lián)合機(jī)組。磨機(jī)與新型高效分離設(shè)備和輸送設(shè)備相匹配，組成各種新型的干法閉路粉磨系統(tǒng)，以提高粉磨效率，增加粉磨功的有效利用率。采用電子定量喂料秤-X熒光分析儀-電子計(jì)