摘要：惯性圆锥破碎机是具有良好过铁性能和选择性破碎性能的超细破碎节能设备，该机不存在 “闷车”问题，产品中“钢”和“渣”能充分解离，是钢渣细碎的首选设备。使用惯性圆锥破碎机的新钢渣破碎工艺流程简洁高效，技术性能优异，运营成本低。通过实例证明该机在钢渣破碎领域推具有广泛应用前景。关键词：钢渣破碎 惯性圆锥破碎机。

1  前言

    要变废为宝，实现钢渣的“零排放”，破碎是不必可少的工序之一。目前我国已经有了适合钢渣初碎的液压式颚式破碎机，但一直没有理想的钢渣细碎设备，传统的钢渣细碎设备存在的主要问题是：一、由于钢渣中含有钢块，传统的破碎设备存在“卡钢”的问题，造成破碎机“闷车”，严重时会导致主轴断裂；二、传统的破碎设备很难将钢渣破碎到需要的粒度，将“钢”和“渣”充分解离。 

    北京矿冶研究总院引进俄罗斯先进技术生产出在破碎领域具有革命性突破的新型节能细碎设备——惯性圆锥破碎机，在过铁和选择性破碎方面与传统破碎设备相比具有明显的优势，特别适合于钢渣的细碎。 

2  惯性圆锥破碎机特点简介

惯性圆锥破碎机的结构如图1所示。

图1  惯性圆锥破碎机结构原理图 

1-底架  2-皮带传动装置  3-隔振元件  4-激振器  5-外壳 

6-球面瓦  7-衬板  8-定锥  9-动锥  10-动锥支座  11-轴套 

    惯性圆锥破碎机机体通过隔振元件座落在底架上，工作机构由定锥和动锥组成，锥体上均附有耐磨衬板，衬板之间的空间形成破碎腔。动锥轴插入轴套中，电动机的旋转运动通过传动机构传给固定在轴套上的激振器，激振器旋转时产生惯性力，迫使动锥绕球面瓦的球心做旋摆运动。在一个垂直平面内，动锥靠近定锥时，物料受到冲击和挤压被破碎，动锥离开定锥时，破碎产品因自重由排料口排出。动锥与传动机构之间无刚性联接。 

    在惯性圆锥破碎机中，动锥和传动机构之间不是刚性联接，动锥的运动轨迹（振幅）不受传动系统的限制，是可以变化的，它的大小取决于物料层抗压阻力与破碎力的平衡。破碎机刚启动时，动锥摆动频率小，破碎力较小，动锥的振幅较小，因此启动力矩也较小，带负荷启动不会损坏破碎机。当破碎腔内无物料时，动锥将和定锥发生碰撞，时间过长将损坏衬板和机器。所以，惯性圆锥破碎机要求带负荷启动和停车，运转过程中要求挤满给料，从工作原理上保证不存在破碎机“闷车”的问题。

    破碎钢渣时，钢渣中的小钢块被轧扁从破碎腔排出，一般的钢块如螺栓也会被轧扁从破碎腔排出。如果物料中混入了不可破碎的物体如铲齿，由于动锥与传动机构之间无刚性联接，动锥被卡住不动，激振器将绕动锥轴继续转动，绝对不会破坏传动机构和主机。此时只要停机，从破碎机四周的观察孔中找到此物体，用气割割掉即可继续开机运行了，不需要清空破碎腔，因为惯性圆锥破碎机是可以挤满给料带负荷启动的。 

    由于惯性圆锥破碎机是挤满给料，通过向物料层施加严格定量的由惯性力造成的压力，可以使物料层适当地压实，使物料承受全方位的挤压，全部颗粒都受力，物料颗粒之间相互作用，出现微裂纹和产生粉碎，从而实现“料层粉碎”。同时在由惯性力引起的强烈脉动冲击作用下，物料在破碎腔中承受交变的挤压、剪切、弯曲和扭转应力。物料颗粒之间不断改变方位，物料颗粒相互作用，强度大的颗粒破碎强度小的颗粒，从而实现了物料的“选择性破碎”。施加适当的惯性力可轻松破碎抗压强度高达1500MPa的物料。 

    钢渣抗压强度为169～306MPa，莫氏硬度为5～7，相对于惯性圆锥破碎机来说只是中等硬度物料，很容易破碎。由于钢渣中“钢”和“渣”的颗粒强度不同，在选择性破碎时钢渣中的“渣”被破碎，而“钢”由于具有压延性，在破碎力的作用下被轧扁，随同破碎的“渣”一同排出，充分的解离了钢渣中的“钢”和“渣”。 

    除此之外，惯性圆锥破碎机还具有破碎比大、单位破碎比功耗低、安装时不需庞大基础和地脚螺栓、工作噪音小等优点。 

    惯性圆锥破碎机目前已形成动锥底部直径从100mm到1200mm六种规格的产品，技术参数见表1。 

表1  惯性圆锥破碎机技术参数 

3  高效钢渣破碎工艺流程

    相对于传统的钢渣破碎工艺流程，使用惯性圆锥破碎机的新钢渣破碎工艺流程十分高效、简洁。

    钢渣经颚式破碎机初碎后，通过磁滚筒Ⅰ选出强磁性钢块，初碎产品由振动筛分级，筛上产品进入惯性圆锥破碎机细碎，筛下产品和惯性圆锥破碎机细碎产品合并进行磁选和分级。 

    磁选可根据产品的要求选择一段磁选或两段磁选甚至是多段磁选，磁选的钢和分离出的尾渣可根据需要筛分分级，以满足不同应用的要求。 

    与传统钢渣破碎工艺流程相比，新高效钢渣破碎工艺流程具有如下特点： 

        ⑴流程配置简单：开路细碎，流程简洁，辅助设备少，基建投资低。 

        ⑵技术性能优异：对GYP-600、GYP-900、GYP-1200不同系统破碎工艺流程，产品粒度90%以上分别小于5mm、8mm、10mm，“钢”和“渣”充分解离，详细参数见表2。 

表2  不同系统破碎工艺流程技术参数 

    ⑶系统稳定性高：惯性圆锥破碎机的独特结构及工作原理特点决定它细碎钢渣时不存在 “闷车”问题，过铁时不会损坏机器。 

    ⑷运营成本低：能实现24小时连续工作，易损件吨耗低，有效处理量大，运营成本仅为使用其他设备细碎时的三分之一。 

    ⑸尾渣便于利用：尾渣粒度细、均匀，满足冶金、建材、农业等的使用要求，附加值高。 

4      应用情况 

    惯性圆锥破碎机已广泛应用于钢渣细碎，在唐山地区就有十几条钢渣处理生产线采用了使用惯性圆锥破碎机的新钢渣破碎工艺流程，传统的钢渣细碎设备如液压圆锥破碎机、锤式破碎机、立式冲击破碎机已基本上被淘汰。因惯性圆锥破碎机的大量应用，运营成本降低，利润大幅度提高，钢渣已变废为宝成为唐山地区的紧俏商品。目前已有二十几条钢渣处理生产线使用惯性圆锥破碎机，年细碎钢渣超过240万t。 

4.1唐山市开平区某钢渣精选厂 

    唐山市开平区某钢渣精选厂于2007年5月使用了一台GYP-600惯性圆锥破碎机细碎钢渣，成品产率高，成本费用大大降低，使用效果良好，经济效益突出，于2007年10月又购买一台GYP-600惯性圆锥破碎机。2009年3月，该厂扩大生产规模，又购买了两台GYP-600惯性圆锥破碎机，目前该厂已经有四条采用新钢渣破碎工艺流程的钢渣处理生产线同时运转。该厂钢渣破碎工艺流程取样筛分结果见表3，产量为20t/h，一条钢渣处理生产线一天产量将近500 t。 

表3  取样筛分结果 

   4.2 宣化某钢铁公司废钢处

    宣化某钢铁公司废钢处用GYP－300小型惯性圆锥破碎机进行了破碎钢渣的适应性试验，试验用的钢渣原料组成为：－25～＋10 mm占76.3%，－10～＋5mm占 10.4%，－5～0 mm占13.3%。试验取样筛分结果见表4。 

表4  试验结果取样筛分结果 

    在工业生产中，宣化某钢铁公司废钢处采用GYP-600惯性圆锥破碎机作为钢渣破碎工艺流程中的关键设备，工业应用取样筛分结果见表5，整条钢渣处理生产线产量为18t/h。 

表5  工业应用取样筛分结果 

4.3 潍坊某钢铁厂钢渣车间

    潍坊某钢铁厂钢渣车间采用一台GYP-900惯性圆锥破碎机细碎热闷钢渣，在排料间隙为30mm时，测试GYP-900惯性圆锥破碎机的破碎产品，两次取样，筛分结果见表6，产量为28～30t/h。 

表6  取样筛分结果 

5         结语 

    惯性圆锥破碎机具有良好的过铁性能和选择性破碎性能，从工作原理上保证了不存在破碎机“闷车”的问题，能轻松细碎钢渣，产品中“钢”和“渣”能充分解离，必将成为钢渣细碎的首选设备。使用惯性圆锥破碎机的新钢渣破碎工艺流程简洁高效，技术性能优异，运营成本低。推广应用后，将推动钢铁工业的技术进步，提高企业的竞争力，为实现钢渣的“零排放”、促进二次资源高效利用和保护环境作出重大贡献，为企业取得巨大的经济效益和社会效益。 

参考文献

[1]  唐威，夏晓鸥，罗秀建，等．惯性圆锥破碎机破碎钢渣的应用研究 [A]．2000年全国矿产资源和二次资源综合利用学术研讨与经验交流会论文集[C]．2000．383～385． 

[2]  罗秀建，王健，唐威，等．利用惯性圆锥破碎机加工钢渣粉的研究[J]．有色金属（选矿部分），2002（6）23～25． 

原载2010年第二期《中国废钢铁》