一、引言
    我國是一個水泥生產大國，5000多水泥企業年產量12億多噸。水泥企業每生產一噸水泥需要粉磨各種物料就有3~4噸之多，粉磨電耗占企業總電耗的65%-70%，粉磨成本占水泥生產總成本的35%左右，而粉磨系統的維修量占全企業設備維修量的60%。因此，粉磨系統在水泥企業中有著非常重要的地位。
    入磨粒度的大小是影響磨機產量、能耗的主要因素之一。有資料顯示：磨機的粉磨有效功率約1—3%，最高不超過g%，而破碎機的有效功率為30%左右，兩者相差約10-30倍。“多破少磨”，即將原來在磨內進行較粗物料的粉碎移到磨外由破碎機完成。人磨粒度小，以鋼球作為研磨體的磨機可以減小鋼球直徑，在鋼球裝載量相同時，鋼球個數增多，鋼球總表面積增加，因而增強了鋼球對物料的粉磨效果，從而提高產量、降低單位產品電耗。如φ2.4x13m生料磨，入磨粒度從20mm降到l0mm以下，產量提高30%左右；φ2.2x7m磨機，粒度從25mm降到15mm以下，產量提高23%。熟料從25-30mm降到了15mm時，水泥磨機產量提高15%。如果能夠通過研究磨前預破碎，實現粉磨系統的優質高產低消耗，然后推廣應用，則每噸水泥的粉磨成本平均下降2元人民幣是完全可能的，全國水泥行業可增加效益24億多，同時節電約48億度，為緩解國家電力緊張，支持其它行業發展，為我國的可持續發展戰略做出重要貢獻。
    目前，水泥行業常用的破碎機有許多種，但從工作原理上分類，一般可以分成打擊式破碎機與擠壓式破碎機兩類。打擊式破碎機主要包括錘式破碎機、反擊式破碎機、沖擊式破碎機等。它們的主要破碎機理是對物料實施高速打擊。它們的優點是：(1)對物料的適應性強，且破碎比大；(2)產生部分粉狀物料，成品物料顆粒形狀不規則。同時還存在三個方面的缺點：(1)單位成品磨耗大，功耗大，使用成本高。一般在0.6元／噸熟料左右；(2)易損件更換頻繁，檢修麻煩，不利于生產管理；(3)出料粒度不均勻、不穩定，與錘頭、篦板磨損程度關系大，不能給管磨機提供穩定的進料粒度。
    擠壓式破碎機主要包括顎式破碎機、對輥式破碎機、輥壓機等。它們的主要破碎機理是對物料擠壓、剪切。顎式破碎機由于其不能實現完全強制破碎、破碎比小的同時出料粒度不均勻、不穩定，市場占有率較六、七十年代有所下降，但仍然有不少中小水泥企業將它作為石灰石一級破碎設備，主要是看重r它適應性強與高的遠轉率。對輥式破碎機缺點是對物料的適應性差、破碎比小，輥壓力小，無法處理硬物料。輥壓機的缺點是一次性投資巨大，裝機容量大電耗高。除鐵器目前尚無法剔除非鐵磁性金屬，在運行過程中，非鐵磁性金屬難免會喂人輥壓機。在兩個輥子間較大的擠壓力作用下，金屬雜物就有可能直接破壞輥面，使輥面產生凹坑或將硬質耐磨層崩落。加上粉碎物料帶來的正常磨損，輥壓機的輥面有時會發生嚴重脫落，直接影響輥壓機的擠壓效果，需及時進行堆焊修復，邊護板的過量磨損也會使進入輥壓機的熟料未經擠壓，從側隙流出而影響輥壓機擠壓效果。打散分級機的襯板等經受沖擊磨損，磨損量較大。
    降低入磨粒度，采用“多破少磨”工藝，來提高磨機產量，已成為水泥界的共識。但目前水泥行業所使用的預破碎設備都不盡如人意，水泥企業迫切希望有一種好的預破碎設備，來解決生產巾的這一難題。北京合鼎動力技術有限公司與清華人學材料系粉體工程技術研究窒，歷經十多年的刻苦攻關，終于攻克多年來一直困擾水泥企業的難關，研制出水泥熟料預破碎專用設備——第二代振動磨。
二、振動磨簡介
    振動磨足德、美、日等發達國家在上世紀60年代研制生產的新型粉碎設備，由于其粉碎機理先進，能量利用率高，粉碎效率高，迅速在世界各國得以推廣應用。我國于上世紀80年代開始研制生產，現已廣泛用于非金屬礦、冶金、建材、化工、耐火材料等行業，使用效果分理想。
    1、振動磨原理：
    電動機通過聯軸器，帶動偏心塊旋轉，產生激振力，使彈簧上的機體產生同頻率的振動。磨介在磨筒內也以相同頻率振動，沖擊被磨物料，把被磨物料粉碎。由于被磨物料的料壓，被磨物料邊被粉碎邊向出料口移動，直至移出磨筒。
    2、振動磨結構：（如圖1所示）
    (1)磨體與襯筒：振動磨機磨體內有襯筒，襯筒一般由ZGMn13等合金材料制造，采用焊接固定，選用不銹鋼或高錳鋼焊條，鑄造襯筒的外圓要加工，比磨體的內徑小2~3毫米，以保證方便的裝入磨體內。
    (2)激振系統：激振系統由主偏心塊和副偏心塊組成，主副偏心塊可以相對轉動，用以調整激振力。
    (3)隔振系統：隔振彈簧用優質橡膠制造。由于振動磨機的振動部分振動時自定中心，彈簧與機體及機座的彈簧柱都足大間隙配合，裝入取下十分方便。橡膠彈簧的工作環境溫度不高于40℃。
    (4)傳動裝置：傳動部分為萬向節或高強皮帶軟連接。
  3、振動磨優點：
  (1)單位成品相對磨耗小，功耗低；
  (2)打擊力度大，是球磨機的10倍，沖擊．頻率高，是球磨機的50倍，粉碎效率非常高；
    (3)結構簡單，維護方便，基本無易損件，有利于生產管理與系統運轉率的提高；
    (4)出料粒度相對穩定，粉狀物料含量高，易形成穩定的管磨機工況條件，方便于研磨體的級配設計，有利于提高管磨機的粉磨效率。
    4、第三代振動磨（如圖2所示）的特點：
    (1)高可靠性：
    第一代振動磨為金屬彈簧，第二代振動磨為空氣彈簧，由于彈簧的故障率高，很大程度地影響了振動磨的可靠性。第三代振動磨采用實體橡膠彈簧，運行過程沒有任何故障發生，使用壽命可達兩年以上，且更換十分方便，極大地提高了振動磨的可靠性。第三代振動磨的可靠性與球磨機相當。
    (2)激振系統功耗低，壽命長：
    激振系統是振動磨的心臟，第三代振動磨設計獨特，用較小的激振力就能產生較大的振幅，激振系統的功耗僅占磨機系統的3~5%，是國外同類設備的15%，軸承采用空氣冷卻，正常使用壽命可達三年以上。
    (3)產量大：
    第三代振動磨采用實體橡膠彈簧諧振性好，振幅較大，最大振幅可達l0mm，振動磨的產量與振幅的平方成正比，比原有振動磨可提高產量50%以上。2MZG-2000
5、第二代振動磨在水泥行業的應用：
    傳統振動磨大多用于粉體產品的超細加工。第三代振動磨是針對水泥熟料預破碎設計的專用設備，對磨體結構進行加強設計，研磨體采用f   100- 50mm的鋼棒，長度僅比磨體有效長度短lcm，單根研磨體的重量就達100kg以上，研磨體在磨內高速拋落，沖擊力異常強大，可以打碎任何硬度的物料，特別適合于水泥熟料、鋼渣等高硬度物料的預破碎。以破碎旋窯熟料為例：熟料平均入料粒度30mm，出料粒度小于8mm，60-70%為粉狀物料，臺時產量可達90t，每噸物料電耗僅3kwh左右，每噸物料介質消耗不超過l0g，破碎成本十分低廉。
    三、使用第三代振動磨作為管磨機的預破碎必須注意的問題
    使用第三代振動磨作為管磨機的預破碎，則管磨機進料粒度降低且顆粒相對均勻，各倉的長度和研磨體的級配、篦板結構等應作相應調整：(1)相對于原來的各倉長度，一倉長度稍微縮短一些，相應增加尾倉的長度。對于圈流粉磨系統，一倉長度縮短的量小些；對于開流粉磨系統，一倉長度縮短的量稍大些。但最大量不超過750mm。(2)研磨體的最大直徑、平均直徑都要相應下降，具體下降多少則根據具體情況而定，一般至少下降5mm；研磨體的級配數要減少，最多為三級配球。(3)管磨機產量的提高則要求篦板的通風量加大，所以篦孔的密度要適當加大。(4)管磨機尾部除塵器處理能力要加強，對應的風機風量要加大，基本保持風量與產量成正比。
四、結束語
    專門針對水泥行業預破碎設計的第三代振動磨，以其先進的設計理念，卓越的工作性能，克服了傳統設備存在的不足，徹底解決了困擾水泥行業的預破碎難題。相信在破碎行業相關同仁的共同努力下，尤其是將第三代振動磨的結構特點與具體破碎、粉磨工藝有機結合起來，全面科學地進行管磨機研磨體級配設計、襯板與篦板選擇、通風量選定等方面的系統參數優化工作，進一步強化企業管理，必將為管磨機相關行業優質高產低消耗帶來積極而深遠的影響。


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1、顎式破碎機
2、圓錐破碎機
3、雷蒙磨粉機