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无机非金属材料工业机械与设备主讲：张忠松单位：吉林建筑大学第一篇粉碎机械第一章概述第一节物料粉碎的基本概念一粉碎过程固体物料在外力作用下，克服内聚力，使之粉碎的过程，称为粉碎过程。同种物质内部相邻各部分之间的相互吸引力，是同种物质分分子间存在分子力的表现，只有在10e-6厘米时才表现人力，机械力，电力或爆破增加表面积提高物理作用、化学反应的效果细粉状态更有助于混合均匀固体物料经粉碎后，为烘干、混合、运输和储存等操作准备有利条件。粉碎破碎粉磨粗碎--将物料破碎到100mm左右中碎--将物料破碎到30mm左右细碎--将物料破碎到3mm左右超细磨--将物料粉磨到5微米或更小细磨--将物料粉磨到60微米左右粗磨--将物料粉磨到0.1mm左右物料粉碎前尺寸物料粉碎后尺寸平均粉碎度公称粉碎度（公称破碎比）：最大进料口宽度与最大出料口宽度之比破碎机的平均粉碎度一般较公称粉碎度低。破碎机每种粉碎机的粉碎度是有限度的破碎机3~30粉磨机可达1000以上多级破碎：接连使用几台破碎机的破碎过程。超出单台破碎机粉碎度范围破碎级数：破碎机串联的台数总粉碎度：原料尺寸与最后破碎产品尺寸之比粉碎机的基本技术经济指标单位耗电：单位质量粉碎产品的能量消耗判别粉碎机相对动力消耗粉碎度：用来说明粉碎过程特征及鉴定粉碎质量质量系数：粉碎度与产量的乘积综合考虑各指标二粉碎方法按施加外力挤压法：静压力冲击法：冲击力磨剥法：摩擦时的剪切力劈裂法：拉应力其他方法一台粉碎机通常是两种或两种以上方法结合起来粉碎。粉碎方法的选用：根据物料性质、尺寸及需要粉碎的速度坚硬物料的粗、中破碎挤压法脆性和柔软物料的破碎冲击法或劈裂法粉磨磨剥法和冲击法粘湿物料如韧性物料那样，采用磨剥法或配以挤压法三粉碎系统力求减少级数，在单一工序同时进行破碎、烘干等多种作业。1.粉碎级数2.粉碎流程开路（开流），简单，但不能充分发挥破碎机能力开路，细粒含量越多越有利闭路（圈流），复杂，投资大，极少采用闭路，必须工艺要求采用，用于最后一级2.1破碎流程取决于物料要求的粉碎度和破碎机类型优点：比较简单，设备少，扬尘少缺点：要求破碎产品粒度较小时，破碎效率低；用一级或二级破碎时，产品有时会含有少数粒度大于合格产品的料块。圈流流程优点：可以将大颗物料筛去，保证粒度合格，破碎效率较开流高缺点：设备较多，流程较复杂。开流流程2.2粉磨流程若产品全部符合粒度，出现过粉碎现象，并构成弹性衬垫消除了过粉碎和衬垫作用，设备较复杂，不好管理粉碎流程的选择：（依据具体的生产情况）开流流程：圈流流程：一般，细度要求不太严格，生产规模小的粗、中碎过程。细度要求比较严格，生产规模较大，消耗电力较多的细磨过程。3.分别粉磨与混合粉磨：（混合物的粉磨）(i)分别粉磨：单独粉磨，再混合搅拌。(ii)混合粉磨或共同粉磨：一起粉磨。助磨：使其他物料加速粉磨。滞磨：使其他物料延缓粉磨。混合粉磨的速度随混合物料各组分的配比及颗粒尺寸大小而异。彼此易磨性不受影响均起助磨作用均起滞磨作用B助磨，A滞磨比表面积：单位质量物料所具有的总面积。水泥熟料掺入少量矿渣，功耗增大，比表面积增大。比表面积增大—由于混合料难磨，从而使粉磨时间延长，熟料颗粒变得更细，提供更大比表面积。难磨物料A配比增多时，组分A更加集中于粗粒级粉磨水泥时，石膏等易磨性好的物料有富集于细粒级的倾向。第二节物料的易碎性与易磨性易碎性与多因素有关。强度、硬度、密度、结构均匀性、含水量、粘度、裂痕、表面状况及形状。破碎易难的决定因素是物料的强度。粉磨中硬度比强度影响大。•易碎性—物料粉碎的难易程度。易碎性指标-相对易碎系数EEKbM/同一台粉碎机，同一物料尺寸变化条件下，粉碎标准物料单位电耗（J/t）粉碎风干状态下，该物料的单位电耗易碎系数越大，越容易粉碎利用易碎系数求生产能力？MMKKQQ//11易磨性-物料粉磨的难易程度一般的，随着细度的提高，物料变的越来越难磨易磨性指标-易磨性系数、粉磨功指数1001610.182.0PGWiG-物料的易磨特性，越大越易粉磨Wi-粉磨功指数，越大越难粉磨第三节粉碎物料的粒度特性一粒径表示方法粒径：表示颗粒大小的尺寸。注：球形颗粒-直径；大小不同颗粒群-平均粒径（一）单颗颗粒粒径•平均径•等效径（表1-1公式）注：料块三个、两个、一个方向可度量的粒径确定公式（二）粒群平均粒径大小不同，形状不规则的颗粒群工业上多用筛析法确定物料尺寸什么是筛析法？粒径有多种表示方法，测定方法和计算方法，根据问题自身来确定。表1-2，表1-3.二粉碎产品的粒度组成习惯上：粒度-块粒状物料细度-粉状物料粒度组成（粒度特性）：一批物料中，各粒级颗粒的相对质量数值。粒度累积分布曲线：横轴表示粒径；纵轴表示大于或小于某粒径的累积百分数。直线-大小均匀凹线-含较多细小粒级凸线-大颗粒多相对百分频度分布曲线（微分曲线）：横轴表示相应的粒径，纵轴一定的粒径等差间隔范围内的颗粒百分含量。图1-9表示以某粒径X为中心的颗粒在dX范围内所占无量总量百分数。粉磨产品颗粒分布具有规律性-RRB公式特征粒径Xe和均匀性系数n：•n越大，颗粒越均匀；•Xe越小，粉磨产品越细；•可以计算比表面积(换算桥梁）：n=0.85-1.2n=0.7-1.3第四节粉碎理论一能耗理论粉碎过程是一种外力做功的过程。1.表面理论1867年，P.R.Rittinger提出。核心思想：粉碎物料所需的功与粉碎过程中新增加的表面积成正比。•适用于较细物料的粉碎过程•尤其是细磨作业•粒度范围在0.01-1mm时第四节粉碎理论一能耗理论粉碎过程是一种外力做功的过程。1.表面理论1867年，P.R.Rittinger提出。核心思想：粉碎物料所需的功与粉碎过程中新增加的表面积成正比。•适用于较细物料的粉碎过程•尤其是细磨作业•粒度范围在0.01-1mm时2.体积理论1874年和1885年，基尔比切夫和基克先后提出。核心思想：物料粉碎所做的功与物料的体积（或质量）成正比。•符合粗大物料粉碎过程•尤其是粗碎作业•产品粒径范围大于10mm时3.裂纹理论1952年邦德（F.C.Bond）提出。核心思想：粉碎功与物料在粉碎期间所生产的裂纹总长度成正比。•普遍适用于各个粉碎阶段•对于同一种物料在不同粉碎阶段要使用不同Kc值•与裂纹理论有背离，存在缺陷1957年，查尔斯提出粉碎功的综合公式，式1-20.4.综合理论列宾捷尔：物料变形、产生新表面1957年，查尔斯提出粉碎功综合公式。物料粉碎功与尺寸变化和绝对尺寸有关。核心思想：粉碎物料所做的功消耗在使物料变形、产生新表面（裂纹和新表面）。•可以推导出以上三个理论。5.极限比表面积理论观点：粉碎的进行受某一极限值（极限比表面积）的限制。•当颗粒表面积远未达到极限比表面积时，据式(1-22),为Rittinger公式•当极限比表面积远大于S1，据式（1-23），物料表面积可以表示为所消耗的能量的指数函数。式（1-25）。•S趋近于极限比表面积时，达到粉碎平衡。二粉碎机械力化学理论固体物料在施加各种形式的机械能量之后，所诱发产生的物理、化学性质的变化。第五节粉碎机械的分类根据处理物料尺寸不同：破碎机粉磨机粗碎机中碎机细碎机粗磨机细磨机超细磨机大型锤式破碎机，反击式破碎机辊压机按照结构及工作原理分：破碎机粉磨机颚式破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机、锤式破碎机、反击式破碎机颚旋式破碎机、颚辊式破碎机、反击-锤式破碎机、双转子破碎机、双转子反击式破碎机轮碾机、笼式粉碎机、球磨机、辊式磨机、辊压机、辊筒磨机、搅拌磨、振动磨机、自磨机根据粉碎方法挤压粉碎：颚式破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机冲击粉碎：锤式破碎机、反击式破碎机、笼式粉碎机挤压兼施磨剥：轮碾机、辊式磨机、辊压机、辊筒磨机冲击兼施磨剥：球磨机、振动磨机、搅拌磨、自磨机粉碎机械发展方向：规格大型化多功能复合工作部件材质优化环保自动化