我國金屬礦石資源種類繁多,但大多數礦種品質屬貧、雜、細。國內金屬礦山企業為了解決自身在礦業開發上存在的經濟、技術等方面面臨的突出問題,積極引進、消化、吸收國外新型、的礦山生產工藝設備。高壓輥磨機就是在這樣的市場背景下,首先得到研究、論證，并開始在國內金屬礦山企業應用的粉碎設備,也是國內礦業界當下為關注的礦山生產設備。下面，中國礦山機械網為您簡述高壓輥磨機的內部構造及特點：

1. 1　高壓輥磨機結構構造

高壓輥磨機主要由機架、輥子、軸承、傳動、喂料、液壓、潤滑和控制等系統組成。電機通過萬向聯軸器、減速機與安裝在機架水平滑軌上的輥子系統(軸承和安裝在軸承上的輥子)連接,運轉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將動輥推向定輥,產生破碎所需的壓力,動、定輥軸承座間有防止輥子接觸的間距塊。固定輥和移動輥結構相同,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)開發出表面經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、邊端效應大等弱點,實現了自我修補功能,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的待粉碎物料,通過可調節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、貫通,可實現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

高壓輥磨技術的理論基礎為層壓粉碎理論,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。克服了傳統破碎重點關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、小塊協同破碎。層壓粉碎的關鍵在于:在有限的空間內,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力,當應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,產生大量的細粒、微細粒及顆粒內微裂紋。

1. 4　高壓輥磨機的特點

高壓輥磨機作為礦石破碎設備,隨著應用領域、應用工藝的不斷豐富,其突出的特點得到礦業界的公認。

1. 4. 1　高壓輥磨機應用特點

(1)設備作業率高。

軸承等轉動部件規格大,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先進,檢修量少;自動控制、自動檢測、自動保護與預警預報系統先進,人機對話界面簡單、易操作;工作時兩輥間距大于給礦粒度,與給礦大粒度相當的金屬塊的混入不致傷害輥面。因而設備運行安全、平穩、可靠,作業率高。

(2)設備適應能力強。

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

(3)工藝流程配置簡單。

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

(4)土建投資省。

設備生產能力大,工藝配置簡單;結構緊湊、外形尺寸小,占地面積小;破碎作用發生在兩個輥子間,產生的擠壓力被機架吸收,設備基礎基本無需考慮動載荷,基礎工程量小,土建投資少。

(5)實現了“多碎少磨”、“能拋早拋”方針。

以預粉磨為代表的破碎作業,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力破碎,效率明顯高于以壓應力和剪應力為主的球磨破碎(壓應力效應是剪應力效應的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,以及粗粒內部豐富的應力裂紋,意味著磨礦功指數

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

(7)改善選別指標、提高作業效率。

高壓輥磨作業使礦石顆粒內、兩種礦物界面處應力較為集中,解理面處容易發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,從而減少磨礦作業量、降低磨礦細度、減少過磨帶來的金屬流失、改善選別指標和過濾作業效率。

(8)設備運轉平穩,物料通過靜壓擠碎,沒有激烈碰撞和沖擊,因而噪音低。

(9)設備給料、破碎、排料都在相對密閉的系統內完成,而且設備數量少、除塵點少,易于實現除塵,因而揚塵少、生產環境整潔。

1. 4. 2　高壓輥磨機結構特點

(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、邊端效應大、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,在作業率、單位消耗等指標上也有明顯優勢。

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

(3)擁有專利的、極短時間內可同時向兩側打開的機架,打開時4根基柱變為滑軌便于置換輥胎,大幅度減少了停機檢修時間,進一步提高了輥壓機的作業率。

(4)利用閉合結構實現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)雙列向心自動調心滾子軸承,保證了輥軸可以在很小的范圍內瞬時偏離平行位置。在給礦不均勻或給礦中混有金屬部件等情況下,這種設計能夠保證設備不受損害