选煤厂破碎及破碎机械的性能分析

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摘要：本文主要阐述了选煤厂物料进行破碎的作用、破碎的基本形式、破碎效果及破碎机的类型。分析了齿辊式破碎机、额式破碎机、冲击式破碎机和滚筒式破碎机的性能状况。

Abstract: The paper mainly discussed the function of materials crushing at coal separation plant, the basic form of crushing, crushing effect and the types of crusher. The performance of teeth roll crusher, forehead type crusher, impact cruher and roller type crusher is analyzed.

关键词：选煤厂；破碎；破碎机械；性能

Key words: coal separation plant; fragmentation; crusher; performance

中图分类号：TD94 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）12-0023-01

0 引言

在选煤厂中，为满足分选过程中对物料粒度的要求、夹矸煤中的煤与矸石解离的需要及用户对产品粒度等要求，需对物料进行破碎。破碎是在外力作用下使大块物料分裂成更小颗粒的过程。用外力施加于被破碎的物料上，克服物料分子间的内聚力，使大块物料分裂成小块的过程。其中外力就包括机械力。破碎使用破碎机，产物的粒度较大，通常大于3mm；磨碎使用球磨机，产物粒度较小，通常小于3mm。

1 破碎的作用

1.1 选煤机械对入料上限的要求。破碎作业应满足选煤机械对入选物料最大入选粒度的要求。入选原煤粒度通常在50mm以下，从煤矿运进的原煤粒度可达300mm左右，因此，必须对原煤进行破碎。

1.2 夹秆煤的解离。破碎要满足夹矸煤中的煤与矸解离的要求。对煤与矸石共生的夹矸煤，先行解离，这样就可达到入选目的。

1.3 用户对产品粒度的要求。破碎应满足用户对选后产品粒度的要求。如，炼焦用煤需破碎到3mm以下。

2 破碎的基本形式

破碎作业根据在破碎工艺中的作业不同分为：准备破碎和最终破碎。破碎作业还可按产品粒度不同分为：粗碎大于50mm、中碎在25mm-6mm、细碎在6mm-1mm和粉碎先于1mm。

破碎作业可按消耗的能量形式不同分为：机械能破碎，就是用机械的方法产生破碎力，施加于物料使之破碎；非机械能破碎，不适合采用。选煤厂应用的机械能破碎。

2.1 挤压破碎。挤压破碎即压碎。物料在两个工作面之间受到缓慢增大的压力作用而破碎。此方法一般用于脆性、坚硬物料的粗碎。

2.2 劈裂破碎。劈裂破碎，即劈碎。用尖棱或平面和带有尖棱的工作面挤压矿石时，矿石将沿压力作用线的方向劈裂。其原因是由于劈裂平面上的拉应力的值超过了物料的抗拉强度极限。在同等条件下，劈裂破碎比挤压破碎需要的压力小。

2.3 折断破碎，即折碎。矿物受弯曲作用而破碎。被破碎的物料被视为承受集中载荷的两支点梁或多支点梁。当物料的弯曲应力达到物料的弯曲强度时，即被折断。

2.4 研磨破碎，即磨碎。工作面与物料表面之间存在相对运动，物料受压力和剪切力而变形，当物料受到的剪切应力达到剪切强度极限时，物料就被粉碎。研磨破碎多产生细粒，效率较低、能量消耗较大。

2.5 冲击破碎。冲击破碎，即击碎。物料受到很大的爆发式冲击力而破碎。其破碎效率较高、破碎比大、能量消耗较少。此方法可适合脆性物料的破碎。

在生产实际中，使用一种破碎机完成作业是不可能的。应该由两种以上的方法联合起来进行破碎，如压碎和折碎联合、击碎和磨碎联合等。然而每种破碎机，都有主要破碎方式。如：齿辊破碎机以劈碎为主，而在连续破碎时，因物料在破碎空间排列的随机性，物料受力是复杂的，一般由几种破碎方式共存进行作业。

3 破碎效果

选煤厂破碎作业要满足以下要求：

破碎物料达到规定粒度，排料中大于规定粒度的煤块要少；尽量避免过粉碎，就是在排料中过细的煤粒含量要少。

对破碎产品达到规定粒度的要求，不然就不用破碎过程了。尽量防止过粉碎的要求：进行准备破碎，过粉碎产品的含量过多，必须给分选作业造成困难，降低精煤产率，如果增加了煤泥量，加大煤泥回收和洗水澄清设备的负荷；进行最终粉碎，过多的粉煤也会降低商品煤的售价，还将加快设备的磨损和功耗，因此要尽可能防止。选煤厂破碎设备工艺效果的评定方法，应采用破碎效率为主要指标，细粒增量为辅助指标，综合评定破碎机的效果。

4 破碎机的类型

选煤厂的破碎机种类繁多，破碎机按其结构特征可分为齿辊式破碎机、额式破碎机、冲击式破碎机和滚筒碎选机。

4.1 齿辊式破碎机。齿辊式破碎机的工作部分是两个相对回转的辊子，其表面带齿牙。它以劈裂破碎为主，兼有压碎和折碎。这样按齿辊数目分为单齿辊破碎机、双齿辊破碎机与多齿辊破碎机。辊子要是光面的就是光辊式破碎机，它是以挤压破碎为主。

4.2 额式破碎机。它的作业是靠动额板周期地压向固定颗板，将夹在两额板之间的物料压碎。一般动颗和固定额上的破碎板带有波纹状齿形，所以，领式破碎机以挤压破碎为主，兼有劈碎、折碎。根据动额的运动轨迹，额式破碎机分为简单摆动额式破碎机与复杂摆动额式破碎机。额式破碎机产生较早，始终是破碎硬物料的可行效设备。在选煤厂，如果原煤混有较多砰石，或者把煤矸石破碎作为沸腾炉的燃料，使用额式破碎机效果较好。

4.3 冲击式破碎机。它包括锤式破碎机和反击式破碎机。此类破碎机有一个高速旋转的转子，上面装有冲击锤，当物料进入破碎机后，被高速旋转的锤子击碎或受到碰撞后飞速抛向壁板而被击碎。冲击式破碎机具有高频冲击的特点，适合于脆性物料的中碎和细碎，在选煤厂，中煤和选矸的破碎应用此种机械比较有效。

4.4 滚筒式碎选机。即选择性破碎机，它是利用煤和矸石的可跌碎性的不同，靠圆柱形筒筛内侧的提升板将煤提升到相当的高度后，然后使其落下受冲击而跌碎，同时经过筛分获得所需粒度。

煤是脆性物料，适合使用劈碎或冲击作用为主的破碎机，选煤厂对大块原煤的破碎一般使用齿辊式破碎机；再选中煤和夹砰煤的解离多采用冲击式破碎机，因冲击作用产生较细的粒度，有利于解离煤和矸石的共生体；颗式破碎机一般适合于处理含矸石较多的硬煤；选择性破碎机一般适合处理净煤和矸石的可跌碎性差别较大的的原煤。