我国金属矿石资源种类繁多,但大多数矿种品质属贫、杂、细。国内金属矿山企业为了解决自身在矿业开发上存在的经济、技术等方面面临的突出问题,积极引进、消化、吸收国外新型、的矿山生产工艺设备。高压辊磨机就是在这样的市场背景下,首先得到研究、论证，并开始在国内金属矿山企业应用的粉碎设备,也是国内矿业界当下为关注的矿山生产设备。下面，中国矿山机械网为您简述高压辊磨机的内部构造及特点：

1. 1　高压辊磨机结构构造

高压辊磨机主要由机架、辊子、轴承、传动、喂料、液压、润滑和控制等系统组成。电机通过万向联轴器、减速机与安装在机架水平滑轨上的辊子系统(轴承和安装在轴承上的辊子)连接,运转时不能在滑轨上滑动的辊子为定辊,可在滑轨上作小幅滑动的为动辊,动辊两端独立的液压系统将动辊推向定辊,产生破碎所需的压力,动、定辊轴承座间有防止辊子接触的间距块。固定辊和移动辊结构相同,可以互换。

高压辊磨机磨损件为辊子的辊套,以及辊子两端挡矿用的倒三角形颊板。辊套、颊板基体采用耐磨合金钢制造,与矿物接触面均有耐磨保护层。目前辊套普遍采用碳化钨硬质合金柱钉表面,高压辊磨机工作时,物料填充在柱间,形成自生式抗磨料垫,保护辊面。对中等磨蚀性的矿石,这种辊面的使用寿命一般可达1万小时以上。近年,魁珀恩公司(Koeppern)开发出表面经粉末冶金处理的耐磨辊套,辊套基体和耐磨表面天衣无缝地合为一体,克服了柱钉性脆折断难修复、边端效应大等弱点,实现了自我修补功能,改善了耐磨强度、进一步提高了使用寿命。两种形式的辊套达到使用周期后均可拆卸更换。

1. 2　高压辊磨机工作原理

高压辊磨机喂料仓内的待粉碎物料,通过可调节开口大小的给料器进入高压辊磨机的破碎腔(该料流空间上下连续、贯通,可实现3m以上的料柱,确保形成足够的给矿压力),挤满破碎腔的物料,在辊子的相向转动和料柱重的双重作用下,强制进入不断压缩的空间,并被压实(排矿料饼密度达到矿石真密度的0. 85倍),达到一定压力时遭到粉碎或在颗粒内部形成微裂纹。

1. 3　高压辊磨机粉碎矿石机理

高压辊磨技术的理论基础为层压粉碎理论,层压粉碎是指大量颗粒受到高度的空间约束而集聚在一起,在强大外力作用下互相接触、挤压所形成的群体粉碎。克服了传统破碎重点关注物料粒度上限的下降,即外力对大块颗粒的针对性破碎,而忽略或未主动利用全粒级的破碎和大、小块协同破碎。层压粉碎的关键在于:在有限的空间内,压力不断增加使颗粒间间隙越来越小,直至颗粒之间可以互相传递应力,当应力强度达到颗粒压碎强度时,颗

粒即开始粉碎。实验表明,由于层压粉碎在纯压应力作用下进行,其传递效率要高于单纯的压力、冲击力和剪切力,层压粉碎也就比压碎、磨碎、劈碎、折碎和击碎等外力作用造成的粉碎效果好[1]。因此,高压辊磨机工作时,即使两辊间间距明显大于给矿粒度,但辊压过程中各粒级都得到了粉碎,产生大量的细粒、微细粒及颗粒内微裂纹。

1. 4　高压辊磨机的特点

高压辊磨机作为矿石破碎设备,随着应用领域、应用工艺的不断丰富,其突出的特点得到矿业界的公认。

1. 4. 1　高压辊磨机应用特点

(1)设备作业率高。

轴承等转动部件规格大,抗压、抗磨损能力强,使用寿命长;与物料接触件少、易磨损部位耐磨处理技术先进,检修量少;自动控制、自动检测、自动保护与预警预报系统先进,人机对话界面简单、易操作;工作时两辊间距大于给矿粒度,与给矿大粒度相当的金属块的混入不致伤害辊面。因而设备运行安全、平稳、可靠,作业率高。

(2)设备适应能力强。

高压辊磨机可对细碎产品进行预粉磨(产品粒度<3mm, -0. 074mm占25%以上);也可对中碎产品进行破碎,同时完成常规细碎和超细碎两段破碎作业工作量(产品粒度<6mm)。对传统细碎作业难以通过的含水、含泥偏高的粘性矿石也能轻松处理。因此,高压辊磨机适应能力强。

(3)工艺流程配置简单。

高压辊磨机生产能力大、破碎比正常在8~10倍,所承担的碎、磨工作越多,系统流程的长度、后续工艺配置的宽度越小。

(4)土建投资省。

设备生产能力大,工艺配置简单;结构紧凑、外形尺寸小,占地面积小;破碎作用发生在两个辊子间,产生的挤压力被机架吸收,设备基础基本无需考虑动载荷,基础工程量小,土建投资少。

(5)实现了“多碎少磨”、“能抛早抛”方针。

以预粉磨为代表的破碎作业,不但有较好的选择性破碎效果,而且形成大量的细粒和微细粒产品,大量的矿物完成了初步解离,因此具备了较好的分选条件。充分实现了“多碎少磨”、“能抛早抛”并举。

(6)显著降本扩能。

层压破碎为高效的压应力破碎,效率明显高于以压应力和剪应力为主的球磨破碎(压应力效应是剪应力效应的5倍左右),因此破碎能耗低;高压辊磨料饼中大量的细粒和微细粒,以及粗粒内部丰富的应力裂纹,意味着磨矿功指数

显著降低,后续球磨系统电耗下降,并且产能提高30%以上[2],见表1。提前抛尾和吨矿材料消耗成本低,使系统降本增效成果更显著。

(7)改善选别指标、提高作业效率。

高压辊磨作业使矿石颗粒内、两种矿物界面处应力较为集中,解理面处容易发生分离或形成微裂纹,有利于在较

粗的磨矿细度下形成有用矿物单体,从而减少磨矿作业量、降低磨矿细度、减少过磨带来的金属流失、改善选别指标和过滤作业效率。

(8)设备运转平稳,物料通过静压挤碎,没有激烈碰撞和冲击,因而噪音低。

(9)设备给料、破碎、排料都在相对密闭的系统内完成,而且设备数量少、除尘点少,易于实现除尘,因而扬尘少、生产环境整洁。

1. 4. 2　高压辊磨机结构特点

(1)近年推出的、替代柱钉辊面的粉末冶金耐磨表面(拥有专利),使辊胎基体和耐磨表面天衣无缝地合为一体,克服了柱钉性脆易折、难修复、边端效应大、能承受的工作压力有限等不足,并具备自我修补功能,在改善耐磨强度和使用寿命的同时,在作业率、单位消耗等指标上也有明显优势。

(2)相互独立的液压系统分别对动辊的两端施压,完成对给料的高压挤压破碎。两个系统的压力可以分别设置、在线改变,从而保证整台设备高度的灵活性、适应性以及平衡给料、自我保护的能力,即使短时间内给料不够均匀,也能保证正常生产且不会受到损坏。但在特殊情况下也可合用一个液压系统。

(3)拥有专利的、极短时间内可同时向两侧打开的机架,打开时4根基柱变为滑轨便于置换辊胎,大幅度减少了停机检修时间,进一步提高了辊压机的作业率。

(4)利用闭合结构实现辊压机运行过程变速箱扭矩的缓冲、抵消和吸收,不但大大减少了传动轴的长度和振动,而且省去了变速箱的底座和地基,在节省基建费用和时间的同时,为维修工作带来方便。

(5)双列向心自动调心滚子轴承,保证了辊轴可以在很小的范围内瞬时偏离平行位置。在给矿不均匀或给矿中混有金属部件等情况下,这种设计能够保证设备不受损害