1、不仅节省投资和能耗，更能提高产量和效益中外合资北京凯特破碎机有限公司 1破碎领域的新一代革命惯性圆锥破碎机中外合资北京凯特破碎机有限公司地址：北京南四环西路 188 号总部基地 18 区 23 号楼 邮编：100160联系人：张建军 手机：13911076091电话：01063299080 传真：01063299082邮箱： 破碎是粉体加工过程中不可缺少的工序，经过五十多年的实践和总结，粉碎领域正大力提倡“多碎少磨”的新工艺流程， 即降低破碎产品最终粒度，增加细粒级在破碎产品中的含量，从而提高磨机的处理能力，达到降低电耗和金属消耗量、减少成本、增加经济效益的目的。具有大破碎比而又节能的破碎设备
2、一直是破碎领域追求的目标之一。俄罗斯圣彼得堡“米哈诺布尔”科技股份公司经过四十多年努力研究，通过不断的改进和完善，在大量的理论和试验工作的基础上，终于开发研制成功在破碎领域具有革命性突破的新型节能超细碎设备惯性圆锥破碎机，以其先进的破碎理论、独特的设计思路、合理的机械结构和优良的性能代表了当前世界圆锥破碎机的最高水平，具有破碎比大、节能、技术指标稳定、操作安装方便等优点，能够很好地满足“多碎少磨”新工艺的要求。1. 破磨的效益和成本1.1 破碎和磨碎物料破碎主要靠碎矿设备的挤压、冲击等力作用使物料从大变小；而磨碎则是使小块矿石不断受到冲击、挤压、剪切和研磨而变成小颗粒。常规破碎范围内能量随粒度
3、减小的变化率是很小的，而磨矿范围随粒度减小磨碎作业所需单位能耗急剧增加。磨矿过程能耗高的原因是在研磨过程中破碎力的无选择性，破碎比远大于碎矿作业、磨机本身及磨矿介质的电耗，特别是磨矿过程过磨现象严重。研究表明，磨矿过程的功耗只有 10 % 的功用于矿石的磨矿，而大部分功都消耗在发热、发声和磨机筒体动能消耗上。相对磨矿，碎矿耗能很少，钢耗更低，因此入磨粒度是影响磨矿效率的主不仅节省投资和能耗，更能提高产量和效益中外合资北京凯特破碎机有限公司 2要原因，也就是说最终破碎产品的粒度直接影响磨机的处理能力、电耗、产量和粉碎作业的综合成本。从经验校正系数分析，入磨粒度 20mm 降 10mm，磨矿效率提
4、高 20%。从破碎与磨碎的能源消耗与利用、基建成本的差异和不同入磨粒度的磨矿成本与效益等不同方面进行的破碎与磨碎分析比较中可以看出，只有“多碎少磨”才是破磨工业提高效益、节能降耗和提高市场竞争能力的根本途径，而实现这一目标的最有效、最经济的方法就是选用性能优越的破碎设备及选择合理的破碎工艺流程，最大限度地降低磨矿作业的给料粒度，以提高磨机处理能力和碎磨总体效率，同时降低碎磨产品的单位能耗和钢耗。1.2 惯性圆锥破碎机对投资、效益和成本的影响1.2.1 效果将该 GYP-900 应用的结果和某进口圆锥破碎机相似规格的类似应用数据比较，以正方形筛网尺寸为横坐标，以通过筛网的产品所占的百分比(%pa
5、ssing through a square mesh depending on the setting)为纵坐标，得到粒级曲线（Gradation Curves）见图 1。图1 中黑线为惯性圆锥破碎机的产品粒度曲线，红线为进口圆锥破碎机的产品粒度曲线。从图中可看出惯性圆锥破碎机产品的最大粒度为 12mm，进口圆锥破碎机产品的最大粒度为 16mm 以上；前者-10mm 产品的百分含量为 96.5%，后者-10mm 产品的百分含量仅为 78%左右；前者-8mm 产品的百分含量为 91.4%，后者-8mm 产品的百分含量仅为 74%；前者 -5mm 产品的百分含量约为 75%，后者 50%；前者-
6、2mm 产品的百分含量25.6%，后者-2mm 产品的百分含量为 23%，这证明了在产品粒度方面惯性圆锥破碎机的性能比国外进口圆锥破碎机性能优秀。不仅节省投资和能耗，更能提高产量和效益中外合资北京凯特破碎机有限公司 302468101214162040608010 Y Pasing rate(%) X Square msh ize(m) GYPasing Hi图 1 我公司 GYP 惯性圆锥破碎机和某进口圆锥破碎机的产品粒度曲线上述两种设备在鞍山某钢铁集团公司都有应用，都用于处理鞍山超硬难碎难磨赤铁矿。据该公司知情上层人士比较，使用国外设备的生产线投资是使用 GYP 投资的 6倍以上，而且国外
7、设备需要闭路工作才能满足设计要求，而 GYP 开路工作的产品即可直接进入球磨机；另外，GYP 的衬板使用寿命还相对较长。根据试验筛分分析，前者产品-10mm 的含量为 74%，而 GYP 产品-10mm 的含量高达 90%。1.2.3 效益和成本中国金属矿山的选矿厂，无论黑色、有色、还是黄金矿山选矿厂，绝大多数采用破碎加球磨工艺流程 。因此 “多碎少磨”是提高选厂综合效益的重要途径 , 而“多碎”又是这一工艺中的主要环节。如果破碎效果不佳 , 就达不到“少磨”的效果。惯性圆锥破碎机由于工作机理独特、破碎力大 ，能很好地实现“料层选择性破碎”和非常好地达到“多碎小磨”破碎理论要求， “节能多产”
8、的同时提供绝细的粒度。 物料在通过惯性圆锥破碎机破碎腔的过程中受到多次冲击破碎, 使产品 d90 粒度（具体数据见产品介绍中技术参数） 、平均粒度很小，而且产品中细粉含量非常高，故开路破碎即能提供非常优异的入磨粒度。惯性圆锥破碎机的破碎产品不仅粒度很小，而且破碎产品中-5mm 的含量很高，小规格机器破碎产品 -5mm 含量达 100%，大规格机器破碎产品-5mm 含量超过 70 %。有比较试验得出：采用惯性圆锥破碎机破碎产品直接入不仅节省投资和能耗，更能提高产量和效益中外合资北京凯特破碎机有限公司 4磨，磨机产量能提高 32.84 %，吨矿磨矿钢耗从 1.56kg 降到 1.09kg，选厂综合
9、产量提高 47 %， 综合吨矿电耗从降低 34% 。根据该选厂的应用比较：采用惯性圆锥破碎机破碎产品直接入磨的新工艺每年提高产量6w t，节能106.50w kW.h，减少钢耗10.50w kg，能增加收入573w 元（增加6w20%=1.2w t精矿，价值480w元；增加约3.1w t中矿，价值93w 元） ，节省电费约47.9w 元，钢球购费约减少42w 元，所以采用新工艺每年能增加收益662.9w 元。磨机产量能提高42.50%，吨矿磨矿钢耗降低0.35kg，选厂综合产量提高25%，吨矿电耗降低13%，每年增加收益662.9w 元。2. 惯性圆锥破碎机的结构特点和工作原理2.1 惯性圆锥
10、破碎机的结构特点惯性圆锥破碎机的结构如图 2 所示，惯性圆锥破碎机机体通过隔振元件座落在底架上，工作机构由定锥和动锥组成，锥体上均附有耐磨衬板，衬板之间的空间形成破碎腔。图 2 惯性圆锥破碎机结构原理图1-底架 2-皮带传动装置 3-隔振元件 4-激振器 5-外壳 6-球面瓦 7-衬板 8-定锥 9-动锥 10-动锥支座 11-轴套不仅节省投资和能耗，更能提高产量和效益中外合资北京凯特破碎机有限公司 5动锥轴插入轴套中，电动机的旋转运动通过传动机构传给固定在轴套上的激振器，激振器旋转时产生惯性力，迫使动锥绕球面瓦的球心做旋摆运动。在一个垂直平面内，动锥靠近定锥时，物料受到冲击和挤压被破碎，动锥
11、离开定锥时，破碎产品因自重由排料口排出。而且动锥与传动机构之间无刚性联接，发生过铁等情况时设备不会被损坏。2.2 惯性圆锥破碎机运动分析在惯性圆锥破碎机中，动锥和传动机构之间不是刚性联接，动锥的振幅不受传动系统的限制，是可以变化的，它的大小取决于物料层抗压阻力与破碎力的平衡。破碎机刚启动时，动锥摆动频率小，破碎力较小，动锥的振幅较小，因此启动力矩也较小，带负荷启动不会损坏破碎机，所以，惯性圆锥破碎机可以带负荷启动和停车。同样道理，在惯性圆锥破碎机中，挤满给料只是增大了物料层的抗压阻力，动锥的振幅减小，不会造成破碎机“闷车” ，不需安装给料机。在惯性力的作用下，动锥将尽可能靠近定锥，从而将物料破
12、碎得更细，其产品最大粒度只有排料间隙的 1/31/4 左右。由于动锥与传动机构之间无刚性联接，如果物料中混入不可破碎的物体，动锥暂时停止运动，激振器绕动锥轴继续转动，绝对不会破坏传动系统和主机。因为惯性圆锥破碎机是带负荷启动，相对于偏心圆锥破碎机的空载启动，惯性圆锥破碎机的启动力矩较大，所以启动时瞬间电流较大。为了保证破碎机安全平稳的启动，选用了较大功率的电机，实际上，破碎机正常工作时所耗功率只有电机额定功率的 60%左右。惯性圆锥破碎机动锥的旋摆频率根据不同机型从 7502200 转/分钟，远大于偏心圆锥破碎机动锥的摆动频率，因此，在破碎过程中，物料在惯性圆锥破碎机破碎腔中被破碎达几十次，远
13、大于物料在偏心圆锥破碎机破碎腔中被破碎的次数。而且，与偏心圆锥破碎机相比，惯性圆锥破碎机的动锥振幅可变，动锥沿物料层每滚动一周都伴随有 100 多次的振动，由附加的这种强烈脉冲振动加强了破碎作用。因此，惯性圆锥破碎机的破碎比远大于偏心圆锥破碎机的破碎比，而且可在很大范围内调节。2.3 惯性圆锥破碎机破碎力分析偏心圆锥破碎机的破碎力是由被破碎物料的硬度及破碎腔内物料的充填率来决定，破碎力大小是不定的，而且物料主要承受来自工作表面方向的压碎和弯曲作用力，物料之间的相互作用力很弱，因此破碎过程没有选择性，一方面大多数多相物料的相没不仅节省投资和能耗，更能提高产量和效益中外合资北京凯特破碎机有限公司
14、6有解离，而另一方面产生局部过粉碎，导致有用成分的损失。此外，偏心圆锥破碎机的应用范围局限于抗压强度为 200Mpa 以内的物料，更坚硬的物料则很难破碎，或破碎它们需要很高的能耗且需要几段破碎才能实现。惯性圆锥破碎机与偏心圆锥破碎机在破碎力的产生上有本质的不同，惯性圆锥破碎机中破碎力的大小主要是由激振器旋转时产生的惯性力来决定。由于惯性圆锥破碎机是挤满给料，通过向物料层施加严格定量的由惯性力造成的压力，可以使物料层适当地压实，使物料承受全方位的挤压，物料颗粒之间相互作用，从而实现“料层粉碎” 。同时在由惯性力引起的强烈脉动冲击作用下，物料在破碎腔中承受交变的挤压、剪切、弯曲和扭转应力。物料颗粒
15、之间不断改变方位，由于物料颗粒越小，晶格缺陷越少，强度越大，因此强度大的小颗粒可破碎相邻的强度小的大颗粒；在等强度颗粒中，那些晶格缺陷与剪切力方向重合的颗粒被破碎。这样物料主要沿晶格间的区域破碎而不破碎晶体本身，破碎后的物料具有最低过粉碎，从而实现了物料的“选择性破碎” ，可轻松破碎抗压强度高达 360Mpa 的物料。惯性圆锥破碎机与传统的破碎设备相比，具有较高的功率容积比，能合理的利用所供给的能量，这也要求该机的主要零部件具有较高的强度。惯性圆锥破碎机的外壳承受动锥的冲击和挤压，并通过隔振元件来减振，而不是像偏心圆锥破碎机那样通过地脚螺栓传给地基，如果外壳很轻，冲击和挤压的作用很小，物料的破
16、碎就不可能实现，因此惯性圆锥破碎机比同类型偏心圆锥破碎机要重，如一般 600 偏心圆锥破碎机为 5t 左右，而 GYP-600 惯性圆锥破碎机为 9 t，几乎重了一倍，以保证其工作可靠性。2.4 惯性圆锥破碎机的优点由于其独特的工作原理及结构特点，惯性圆锥破碎机与传统的破碎设备相比，在使用及工艺等方面具有许多优点：具有良好的“料层选择性破碎”作用。挤满给料，被破碎物料在破碎 腔中承受全方位的挤压、剪切和强烈的脉动冲击作用，料层内颗粒相互作用，造成颗粒间的强制自粉碎。料层阻止破碎腔的衬板直接接触，防止衬板互相研磨，避免研磨下来的金属污染被破碎的物料，从而使研磨体耗量大大降低，延长了衬板的使用寿命
17、。单位破碎比功耗仅为普通设备的一半左右。破碎比大，产品粒度可调。该机的破碎力与被破碎物料硬度及充填率无关，主要取决于偏心静力矩及转速。调节偏心静力矩、激振器转速和排料间隙，可很方便地调不仅节省投资和能耗，更能提高产量和效益中外合资北京凯特破碎机有限公司 7节所需的破碎比（430） ，根据需要可有效地防止过粉碎，提高某粒级段的产率或相反增加细粉的产量。技术指标稳定，产品粒度几乎与衬板磨损无关。操作安装方便。由于整机采用二次隔振，基础振动小，工作噪音小，安装时不需庞大基础和地脚螺栓。良好的过铁性能。由于动锥与传动机构之间无刚性联接，如果物料中混入不可破碎的物体，动锥暂时停止运动，激振器将绕动锥轴继
18、续转动，绝对不会破坏传动系统和主机。简化碎磨流程，减少辅助设备台数。该机充满给料，无需专门的给料机，可满负荷启动和停车，操作、监测和控制十分方便；由于产品粒度细，无需振动筛构成闭路，大大节省设备和基建投资。应用范围广。调节破碎机工作参数，可破碎任何硬度下的脆性物料。3 惯性圆锥破碎机生产应用3.1 惯性圆锥破碎机的技术参数及部分生产应用分析惯性圆锥破碎机目前已形成动锥底部直径从 60mm 到 2200mm 十种规格的产品，技术参数见表 3，其破碎产品粒度分布见图 3。表 3 惯性圆锥破碎机技术参数（参数皆为开路工作得到）型 号 GYP -300 GYP -450 GYP -600 GYP -9
19、00 GYP -1200 GYP -1750 GYP -2200产量 * t/h 0.91.5 2.44 1215 2440 6075 120150 210270产量 m3/h 0.61 1.62.7 810 1525 4050 80100 140180给料尺寸 mm 25 35 50 70 80 90 120d90 产品粒度 mm 2.0 3.0 5.0 8.0 10.0 12.0 14.0装机功率 kW 11 37 55 110 160 500 630主机重量 t 2 4 9 20 34 90 140外形尺寸 长 1395 1835 2470 3210 3620 6500 6600mm 宽
20、 800 1020 1475 1890 2500 4000 4000高 1025 1440 2070 2210 3060 5400 6400不仅节省投资和能耗，更能提高产量和效益中外合资北京凯特破碎机有限公司 8*：含水量不大于 3%的中硬矿石如石灰石的产量dmax最大粒度 di检测粒度图 3 各型号惯性圆锥破碎机破碎产品粒度分布俄罗斯开发研制成功惯性圆锥破碎机以来，其专利已卖给德国、日本、法国和意大利等国公司，已经有数百台惯性圆锥破碎机在世界各地的生产中应用。北京矿冶研究总院和俄罗斯圣彼得堡“米哈诺布尔”科技股份有限公司合资成立的北京凯特破碎机有限公司是俄罗斯在中国唯一授权生产惯性圆锥破碎机
21、的企业。作为“八五” 、“九五”国家重点科技攻关项目，惯性圆锥破碎机的研制应用荣获 1996 年部级科学技术进步二等奖。中央电视台的“科技之光”节目对惯性圆锥破碎机作过专题报道，以便在全国范围内推广应用。北京凯特破碎机有限公司已生产出数十台不同规格的惯性圆锥破碎机并已广泛用于金属及非金属矿山、冶金、电子、陶瓷、涂料、耐火材料、化工、磨料磨具、建材、医药、食品等行业的物料破碎领域，均取得了显著的经济效益和社会效益。表 4 列举了部分应用实例。 表 4 惯性圆锥破碎机的部分应用实例产量 粒级 (mm) 含量 %机型 应用领域t/h 01 13 35 5有色金属矿 1.01.2 67.8 32.2
22、0 0碳化硅 0.81.0 88.2 11.8 0 0棕刚玉 0.70.9 67.2 32.8 0 0高铝钒土烧结矿 1.01.3 70.3 29.7 0 0GYP-300镁砂 1.21.4 75.5 24.5 0 0不仅节省投资和能耗，更能提高产量和效益中外合资北京凯特破碎机有限公司 9钢渣 1.21.5 70.1 29.9 0 0摩来石 1.01.3 75.6 24.4 0 0橄榄石 0.61.0 90.6 9.4 0 0石英 1.01.3 72.8 27.2 0 0煤干石 34 75.4 23.3 1.3 0摩来石 34 61.1 31.8 7.1 0GYP-450石英 34 69.1
23、28.2 2.7 0高铝钒土烧结矿 1315 31.6 27.6 20.8 20.0钢渣 1214 22.0 36.3 28.7 13.0刚玉 1416 27.4 28.8 23.6 20.2石英 1620 30.3 27.3 23.5 18.9GYP-600有色金属矿 1317 41.5 28.1 24.4 6.0铁矿 3050 21.3 27.0 24.9 26.8白刚玉 3040 20.2 26.5 25.8 27.5花岗岩 3040 26.4 26.5 22.8 24.3GYP-900石英 3040 22.3 27.5 22.8 27.4宁夏某有色金属冶炼厂破碎氮化物附产品，要求产品粒
24、度在 100 目至 325 目之间，使用 GYP-100 惯性圆锥破碎机，一次破碎合格产品占 70%。云南个旧某矿业公司使用 GYP-100 惯性圆锥破碎机破碎陶瓷材料，95% 在 0.3 mm以下，0.15mm 产品占 75%。某公司生产高纯石英粉，要求纯度达到 99.99%，采用 GYP-100 惯性圆锥破碎机破碎后，产品中铁含量只有 60ppm。某厂用 GYP-300 惯性圆锥破碎机加工镁砂，开路产品全部为3mm，衬板耐磨度为辊式破碎机的 914 倍，而单位功耗却下降了 30%。某电化集团公司生产电解二氧化锰，要求40 目100 目的窄粒级产品尽可能多，200 目为过粉碎，用 GYP-3
25、00 惯性圆锥破碎机加工的产品中40 目100 目占 50.8%，过粉碎率为 6.5%。用 GYP-300 惯性圆锥破碎机加工一级棕刚玉，通过调整破碎力大小和破碎腔形状，在给料粒度为25mm 时，产品中1.4mm140 目的粒级占 60%，过粉碎率（140 目的产率）有效地控制在 9%以下，且产品中等积状颗粒占 76.5%，从而使成品率大大增加，显著地降低了生产成本。用 GYP-300 惯性圆锥破碎机代替雷蒙磨和塔式磨机加工碳化硅，全部产品为不仅节省投资和能耗，更能提高产量和效益中外合资北京凯特破碎机有限公司 101.5mm，60 目占 50.5%，而且产品大多呈立方体状。青海化隆县某磨料厂选
26、用一级碳化硅为原料，年产磨料（240 号）1000t 和微粉200t（240 号） 。原设计为三段粉碎工艺流程：颚式破碎机、圆锥破碎机加磨机。使用 GYP-300 惯性圆锥破碎机后发现，通过调节破碎机工作参数，可以直接同时生产出磨料和微粉，且产量完全能满足设计要求，完全可以不用磨机，三段粉碎工艺流程可以简化为两段。俄罗斯用惯性圆锥破碎机和棒磨机做粉碎白电刚玉的对比试验，结果见表 5。表 5 惯性圆锥破碎机和棒磨机对比试验结果指标 惯性圆锥破碎机 棒磨机功指数（kWh/t） 19.53 42.74研磨体耗量（ kg/t） 0.1 1.9 2.50.63mm 24 350.630.16mm 57
27、45产率（%）0.16mm 19 20从表 3 可知，用惯性圆锥破碎机粉碎白电刚玉的单位功耗不到棒磨机的一半，而研磨体的耗量只有棒磨机的 1/19。清华大学粉体工程室为江苏连云港某石英制品公司设计的高纯石英粉生产线，其中破碎流程采用的是颚式破碎机加 GYP-450 惯性圆锥破碎机，实现两段开路破碎，在GYP-450 惯性圆锥破碎机的给料粒度35mm 时，处理能力为 2.5t/h，破碎产品粒度取样筛析结果见表 6。表 6 GYP-450 惯性圆锥破碎机产品粒度筛析结果粒级，目 7 720 2040 4080 80100 100200 200产率，% 2.3 21.4 12.9 31.4 7.9 10.7 13.4不同的时期对石英颗粒和高纯石英粉的需求量不同，根据市场的需要，可以方便地调节破碎机的工作参数，既可使3mm0.5mm 或0.5mm 0.2mm 的粒级范围内的石英颗粒产率提高，也可使破碎产品尽可能的细，以降低磨矿工序中振动磨的入磨粒度，实现节能降耗增产的目标。淮北朔里某高岭土厂采用 GYP-450 惯性圆锥破碎机破碎莫来石，莫来石物理性质和石英相似，莫氏硬度为 78 级，密度为 2.7g/cm3，很脆，破碎时很容易过粉碎。在不同工作参数下，取了 4 组样，取样筛分结果见表 7。表 7 试验结果
