齿辊破碎机在湿黏物料处理的选型及应用

　　0　引言

　　硅铝质原料是干法水泥生产工艺中必不可少的校正料，自矿山开采后，需经过破碎输送、储存均化，按照适当比例输送至生料磨进行粉磨。但是硅铝质原料的蓄水能力强，塑性指数较高，尤其是非洲多雨地区的铝矾土和泥灰岩等矿物，含水量都大于17%，塑性指数一般都在15以上，物料的易粘黏性导致在破碎、输送和储存过程中易堵塞、结拱，影响系统的正常运行，甚至导致系统无法达标达产。

　　针对湿黏物料在破碎阶段的粘黏、堵塞问题，一般有两种处理方式：一是采用烘干破碎，在破碎机内通入热风进行，将物料在一定程度上烘干同时进行破碎，这种系统破碎量不大，成本较高;二是湿、干物料混合破碎，将湿黏物料与其他水分较低的石灰石等物料按照适当比例掺入破碎机一起破碎，这种方式使用较多[1]。本文所讲案例为第二种处理方式，采用齿辊式破碎机来破碎石灰石和泥灰岩的混合料。

　　1　齿辊破碎机工作原理

　　双齿辊破碎机体积相对较小，由两个平行安装、旋转方向相反的齿辊组成，根据破碎能力和出料粒度的不同，在两个破碎辊上均匀布满破碎齿，两齿辊采用非等圆、非啮合、非等速运转，可以增强辊齿的咬合度，避免物料打滑，提高破碎效率。它采用体积压缩原理，利用剪切和张力的共同作用来破碎物料，齿辊转动时，辊面上的齿牙可将物料咬住并加以劈裂、咬碎，因为不做其他无用功，所以破碎机功耗较小，出料均匀。该破碎系统每个齿辊由单独的电动机驱动，齿辊破碎机一般采用带式传动，与两个不同减速比的减速机构成破碎机的减速系统。破碎工作由破碎辊上的破碎齿完成，物料由齿辊上方冲击进入破碎系统进行**次破碎，碎裂的大块物料被鹰喙型破碎齿咬住进行剪切，完成第二次破碎，然后物料再进入齿辊之间时进行挤压，完成第三次破碎，破碎后的物料伴随着齿辊转动从下部带出。湿黏物料在生产中物料会粘黏在齿辊上，在箱体两侧增加梳齿，可及时清理粘黏的物料，避免在齿辊上板结，影响设备正常工作。

　　2　项目应用

　　我公司承接的NOCIBE水泥公司工程总承包(EPC)项目，地处非洲中部的贝宁共和国，当地常年高温多雨，年降水量超过1　300mm。该项目日产水泥4　000t，原料使用泥灰岩作为该项目硅质校正料，因为石灰石和泥灰岩都是地下矿，所以水分较大

　　混合物料平均水分为17.8%，业主要求考虑一定极端情况，合同规定混合物料水分按照21%设计选型，并且要求破碎机台时产量为1　400t/h(考虑作为本项目水泥磨辅材高品位石灰石的初级破碎)。对于如此大能力破碎机，采用烘干破碎，设备成本较高，同时烘干效果并不一定好。尽管物料抗压强度较低，属于易破物料，但是方石英含量较高，对于高速转子的破碎磨损较大，同时物料水分和塑性指数较高，本项目决定采用低转速的双齿辊破碎机。

　　因为齿辊破的破碎比较低，一般按照破碎比3来选型，所以对于矿山来的大块石灰石无法一次性破碎到立磨要求的粒度，本项目采用两级破碎，综合破碎比为9，具体流程见图3。泥灰岩自卸车坑进入变频驱动的板喂机，通过调控驱动电动机的转速来控制泥灰岩的掺入量。泥灰岩经主板喂机和石灰石混合，喂入一级破碎机，经初破的物料通过中间皮带进入二级破碎机，进行二次破碎，生产出适应立磨操作的粒度混合料，二者的混合比例通过在线分析仪的检测数据反馈后调控板喂机转速，以达到合适的混合比例，具体设备能力见表2。

　　设备生产能力是EPC合同中的重要保证指标，因此确定双齿辊破碎机的选型，直接关系到生产线的达标达产和合同的交付状况。尤其是大型齿辊破碎机，在没有相应使用经验的情况下，确定破碎机的相关尺寸显得尤为重要。其中意大利的破碎机厂家BED公司提供的设备较能满足项目需要。

　　对于齿辊破碎机能力计算，一般采用面积通过法，计算物料通过面积时考虑两种极限情况：两齿辊上的辊齿完全啮合时为物料通过的*小面积，反之，辊齿完全错开间隙时为物料*大通过面积

　　本文根据大型齿辊破碎机的选型和使用经验，得出以下结论：

　　1)双齿辊破碎机对于湿黏物料破碎效果良好，使用中未发生粘黏、堵塞现象，同时齿辊破碎机齿辊转速较低，破碎噪音小，无用功较少，电耗远低于其他类

　　型破碎机。

　　2)破碎机辊齿采用15°错角布置，使用效果良好，

　　避免了大块物料在齿辊上弹跳难以咬合的现象。

　　3)采用面积通过法计算齿辊破碎机能力时，对*大通过面积应根据齿辊的排列方式乘以系数，不能按照*大、*小面积50%的概率核算;本项目考虑*大通过面积时k值为0.45，经实际验证为可行实用的。

　　4)齿辊破碎机采用两级破碎时，如果两台破碎机之间设置输送设备的，该输送设备的正常能力应按照

　　破碎机能力的1.25倍左右选型。

　　5)两齿辊间距离大小决定了成品的出料粒度，设备选型时应予以注意，本项目二级破碎机的齿间隙为

　　50mm，略微偏大。