眾所周知，磨礦的效率遠(yuǎn)低于破碎的效率，而磨礦的單位能耗又遠(yuǎn)高于破碎的單位能耗。在實際生產(chǎn)中磨礦的成本是破碎成本的數(shù)倍之多，因此降低礦物加工作業(yè)的費用，降低能耗與鋼耗，首先要降低磨礦費用。降低磨礦費用的途徑可通過降低磨礦的給料粒度，即降低破碎產(chǎn)品最終粒度的辦法來實現(xiàn)。從而使總的粉碎（包括碎礦和磨礦）費用大幅度下降，最終實現(xiàn)“多破少磨”，提高選礦效益。“多破少磨”主要指降低入磨粒度，可節(jié)約粉碎工藝的綜合能耗。

破碎和粉磨粒度與單位產(chǎn)品的能耗在圖1中曲線表示。曲線1為破碎機單位產(chǎn)品電耗，它隨排料粒度減小而增加；曲線2表示為磨礦單位電耗，它隨喂料粒度減小而降低；而曲線3表示為綜合電耗近似于拋物線。由此可見，在一定的工況條件下，一定有最佳的入磨粒度，此時綜合能耗最低。

在相當(dāng)長時期，各行業(yè)都把入磨粒度界定在25mm，即破碎機排料小于或等于25mm進入磨機。這是鑒于當(dāng)時的破碎機技術(shù)而言。在沒有引入新的技術(shù)、新的材料等情況下，如果刻意地把入磨粒度降為最小，如10mm，特別對難破碎物料，將會造成破碎機增加的能耗大于磨機的節(jié)能而得不償失。自從層壓破碎理論在破碎機械上運用之后，入磨粒度的界定值變小成為現(xiàn)實，據(jù)國外文獻(xiàn)報道，按目前破碎機械可以達(dá)到的先進水平，入磨粒度可以控制在6～8mm之間，如若再進一步降低入磨粒度就有一定難度或要在設(shè)備設(shè)計理念上有所創(chuàng)新。

層壓破碎的試驗方式示意見圖2所示，從試驗中可以得出單顆粒靜壓試驗和集合體料層靜壓試驗的載荷--位移曲線，見圖3。當(dāng)高度為25mm的砂巖單顆粒靜壓試驗時，極限載荷約2t，位移約5mm，受壓顆粒沿施載方向龜裂而壓碎。

當(dāng)顆粒在5～20mm的砂巖約300g中，在試驗裝置中形成50mm高的料層。試驗時，開始載荷緩緩上升，位移增加到一定值后，曲線變陡，極限載荷達(dá)9.6t，位移接近20mm。

百分比為縱坐標(biāo)，單位產(chǎn)品的輸入功為橫

坐標(biāo)，得出粒度--功耗曲線如圖4所示，

單位功耗與細(xì)顆粒的產(chǎn)品的重量百分比率

在對數(shù)表上呈正比的線性關(guān)系。這種現(xiàn)象

表明，一旦輸入功和位移足夠大，在單位

功耗相當(dāng)?shù)臈l件下，層壓破碎時可以得到 單位功耗/（kw.h.t^-1）

比單顆粒破碎更多的細(xì)顆粒產(chǎn)品。 圖4 粒度-功耗曲線

1—1×2.4t；2—2×2.4t；3—1×4.8t；4—1×7.2t；

5—1×9.6t；6—2×4.8t；7—2×9.6t

層壓破碎不僅可以得到更多的細(xì)顆粒產(chǎn)品，而且在層壓過程中，扁平、細(xì)長的針片狀顆粒易被折斷，故產(chǎn)品的立方體形將比單顆粒破碎更好。按照損傷破碎機理的分析，沒有完全破碎的顆粒，在相當(dāng)大的輸入載荷擠壓下，其內(nèi)部將生成不少微小裂紋，即受到損傷或稱為壓酥。這種層壓破碎的產(chǎn)品，對顆粒狀使用的場合，例如作混凝土的骨料是不利的；而對后續(xù)進入磨機制粉的場合，例如水泥廠、選礦廠是十分有利的，帶有眾多微小裂紋的細(xì)顆粒容易被粉磨。

要實現(xiàn)多碎少磨的目標(biāo)，選用生產(chǎn)效能高和細(xì)碎性好的高效細(xì)碎機是關(guān)鍵所在。在生產(chǎn)實踐中那些傳統(tǒng)的壓縮式細(xì)碎機如顎破機和傳統(tǒng)圓錐破碎機其生產(chǎn)效率和細(xì)碎性能已達(dá)不到現(xiàn)代選廠的要求。而傳統(tǒng)沖擊式破碎機如錘破機和反擊破碎機，由于工作部件的磨損率為壓縮式細(xì)碎機的10倍，而能量利用率僅是壓縮式細(xì)碎機的一半，所以對大量中硬以上物料的破碎一般不會被采用。

為滿足現(xiàn)代選廠對優(yōu)秀細(xì)碎機的需求，國內(nèi)外的破碎機研發(fā)單位也為此投入大量人力物力進行了卓有成效的工作。希望開發(fā)出工作效能更高、細(xì)碎性能更好的高產(chǎn)細(xì)碎機械。在選擇開發(fā)方向時，被所有專家達(dá)成共識的有兩點，第一是采用連續(xù)漸進破碎，使機器達(dá)到最高的工作效率。第二是運用層壓破碎原理，充分發(fā)揮層壓破碎和次生破碎作用獲得極高的破碎效率和極好的細(xì)碎效果。

眾所周知，固體物料受到外界壓力時產(chǎn)生壓力變形，形成內(nèi)部應(yīng)力集中，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到顆粒在某最弱的破壞力極限時，顆粒就會在最弱處首先發(fā)生破裂和粉碎。

層壓理論的基本觀點是物料在每個移動循環(huán)中相對鄰顆粒相對改變其方向，結(jié)果相互作用力和矢量也不斷改變。由此達(dá)到被粉碎物料的負(fù)載改變方向的目的，同時造成強制性自磨的條件，結(jié)果結(jié)構(gòu)缺陷少的最堅硬的顆粒可破碎相鄰那些粒子間鍵力弱的顆粒。在等硬度顆粒中剪切與位錯滑動力相重合的顆粒被破碎。

在破碎機的生產(chǎn)實踐中，層壓破碎的概念是巖石顆粒的破碎不僅發(fā)生在顆粒與襯板之間；同時也大量發(fā)生在顆粒與顆粒之間。其特征是在破碎腔的有效破碎段形成高密度的多個顆粒層，將充分的破碎功作用于巖石顆粒群，充分發(fā)揮層壓破碎和次生破碎作用獲得極高的破碎率。（次生破碎是利用巖石破碎過程中所產(chǎn)生的強大碎片飛濺動能對相鄰巖石進行再破碎）這時即便是比較大的排口間隙也能大量生產(chǎn)細(xì)粒產(chǎn)品。因此，顯現(xiàn)出驚人的高產(chǎn)量和細(xì)產(chǎn)品。除此之外，那些強度低的針、片狀巖石被首先破碎，故能生產(chǎn)出篩分率高和優(yōu)粒形產(chǎn)品。由徐州萬和機械制造有限公司研制的專利產(chǎn)品中卸式柱磨機正是按著上述原理進行設(shè)計，為此該機具有優(yōu)化的破碎結(jié)構(gòu)形式，配以最佳的機械狀態(tài)參數(shù)，真正做到使高能化層壓破碎完全實現(xiàn)，并表現(xiàn)出與眾不同的優(yōu)越性。

 

 

 

 5中卸式柱磨機結(jié)構(gòu)簡圖 圖6中卸式柱磨機原理簡圖