无机非金属材料工业机械与设备第一章 ppt (张忠松) (2)

1、无机非金属材料 工业机械与设备 主讲：张忠松 单位：吉林建筑大学 第一篇 粉碎机械 第一章 概 述 第一节 物料粉碎的基本概念 一 粉碎过程 固体物料在外力作用下，克服内聚力，使之粉碎 的过程，称为粉碎过程。 同种物质内部相邻各部分之间 的相互吸引力，是同种物质分 分子间存在分子力的表现，只 有在10e-6厘米时才表现 人力，机械力， 电力或爆破 增加表面积 提高物理作用、 化学反应的效果 细粉状态更有助于混合均匀 固体物料经粉碎后，为烘干、混合、运输和储存等操作准备有 利条件。 粉碎 破碎 粉磨 粗碎-将物料破碎到100mm左右 中碎-将物料破碎到30mm左右 细碎-将物料破碎到3mm左右

2、超细磨-将物料粉磨到5微米或更小 细磨-将物料粉磨到60微米左右 粗磨-将物料粉磨到0.1mm左右 物料粉碎前尺寸 物料粉碎后尺寸 平均粉碎度 公称粉碎度（公称破碎比）：最大进料口宽度与最大出料口宽度之比 破碎机的平均粉碎度一般较公称粉碎度低。 破碎 机 每种粉碎机的粉碎度是有限度的 破碎机330 粉磨机可达1000以上 多级破碎：接连使用几台破碎机的破碎过程。 超出单台破碎机粉碎度范围 破碎级数：破碎机串联的台数 总粉碎度：原料尺寸与最后破碎产品尺寸之比 粉碎机的基本技术经济指标 单位耗电：单位质量粉碎产品的能量消耗 判别粉碎机相对动力消耗 粉碎度： 用来说明粉碎过程特征及鉴定粉碎质量 质量

3、系数：粉碎度与产量的乘积 综合考虑各指标 二 粉碎方法 按施加外力 挤压法：静压力 冲击法：冲击力 磨剥法：摩擦时的剪切力 劈裂法：拉应力 其他方法 一台粉碎机通常是两种或两种以上方法结合起来粉碎。 粉碎方法的选用：根据物料性质、尺寸及需要粉碎的速度 坚硬物料的粗、中破碎挤压法 脆性和柔软物料的破碎冲击法或劈裂法 粉磨 磨剥法和冲击法 粘湿物料 如韧性物料那样，采用磨剥法或配以挤压法 三 粉碎系统 力求减少级数，在单一工序同时进行破碎、烘干等多种作业。1. 粉碎级数 2. 粉碎流程 开路（开 流），简 单，但不 能充分发 挥破碎机 能力 开路，细粒 含量越多越 有利 闭路（圈流），复 杂，投资

4、大，极少 采用 闭路，必须工艺 要求采用，用于 最后一级 2.1破碎流程 取决于物料要求的粉 碎度和破碎机类型 优点：比较简单，设备少，扬尘少 缺点：要求破碎产品粒度较小时，破碎效率低；用一级或二级破 碎 时 ，产品有时会含有少数粒度大于合格产品的料块。 圈流流程 优点：可以将大颗物料筛去，保证粒度合格，破碎效率较开流高 缺点：设备较多，流程较复杂。 开流流程 2.2 粉磨流程 若产品全部符合粒 度，出现过粉碎现 象，并构成弹性衬 垫 消除了过粉碎和衬垫 作用，设备较复杂， 不好管理 粉碎流程的选择：（依据具体的生产情况） 开流流程： 圈流流程： 一般，细度要求不太严格，生产规模小的粗、中碎过

5、程。 细度要求比较严格，生产规模较大，消耗电力较多的细磨过程。 3. 分别粉磨与混合粉磨：（混合物的粉磨） (i)分别粉磨：单独粉磨，再混合搅拌。 (ii)混合粉磨或共同粉磨：一起粉磨。 助磨：使其他物料加速粉磨。 滞磨：使其他物料延缓粉磨。 混合粉磨的速度随混合物料各组分的配 比及颗粒尺寸大小而异。 彼此易磨性不受影响 均起助磨作用 均起滞磨作用 B助磨，A滞磨 比表面积：单位质量物料所具有的总面积。 水泥熟料掺入少量矿渣，功耗增大，比表面积增大。 比表面积增大由于混合料难磨，从而使粉磨时间延长，熟料颗粒变得更细， 提供更大比表面积。 难磨物料A配比增多时，组分A更加集中于粗粒级 粉磨水泥时

6、，石膏等易磨性好的物料有富集于细粒级的倾向。 第二节 物料的易碎性与易磨性 易碎性与多因素有关。强度、硬度、密度、结构均匀性、含水量、粘度、裂 痕、表面状况及形状。 破碎易难的决定因素是物料的强度。 粉磨中硬度比强度影响大。 易碎性物料粉碎的难易程度。 易碎性指标-相对易碎系数 EEKbM/ 同一台粉碎机，同一物 料尺寸变化条件下，粉 碎标准物料 单位电耗（J/t） 粉碎风干状态下，该 物料的单位电耗 易碎系数越大，越容易粉碎易碎系数越大，越容易粉碎 利用易碎系数求生产能力？利用易碎系数求生产能力？ MMKKQQ/11 易磨性-物料粉磨的难易程度 一般的，随着细度的提高，物料变的越来越难磨 易

7、磨性指标-易磨性系数、粉磨功指数 100 1610.1 82.0 P G Wi G-物料的易磨特性，越大越易粉磨 Wi-粉磨功指数，越大越难粉磨 第三节 粉碎物料的粒度特性 一 粒径表示方法 粒径：表示颗粒大小的尺寸。 注：球形颗粒-直径；大小不同颗粒群-平均粒径 （一）单颗颗粒粒径 平均径 等效径（表1-1公式） 注：料块三个、两个、一个方向可度量的粒径确定公式 （二）粒群平均粒径 大小不同，形状不规则的颗粒群 工业上多用筛析法确定物料尺寸 什么是筛 析法？ 粒径有多种表示方法，测定方法和计算方法，根据问题自身来确定。表1-2， 表1-3. 二 粉碎产品的粒度组成 习惯上： 粒度-块粒状物料

8、 细度-粉状物料 粒度组成（粒度特性）：一批物料中，各粒级 颗粒的相对质量数值。 粒度累积分布曲线：横轴表示粒径；纵轴表示 大于或小于某粒径的累积百分数。 相对百分频度分布曲线（微分曲线）： 横轴表示相应的粒径，纵轴一定的粒 径等差间隔范围内的颗粒百分含量。 图1-9表示以某粒径X为中心的颗粒在 dX范围内所占无量总量百分数。 粉磨产品颗粒分布具有规律性-RRB公式 特征粒径Xe和均匀性系数n： n越大，颗粒越均匀； Xe越小，粉磨产品越细； 可以计算比表面积(换算桥梁）： n=0.85-1.2 n=0.7-1.3 第四节 粉碎理论 一 能耗理论 粉碎过程是一种外力做功的过程。 1.表面理论表

9、面理论 1867年，年，P.R.Rittinger提出。提出。 核心思想：粉碎物料所需的功与粉碎过程中核心思想：粉碎物料所需的功与粉碎过程中新增加的表面积新增加的表面积成正比成正比。 适用于较细物料的粉碎过程适用于较细物料的粉碎过程 尤其是细磨作业尤其是细磨作业 粒度范围在粒度范围在0.01-1mm时时 第四节 粉碎理论 一 能耗理论 粉碎过程是一种外力做功的过程。 1.表面理论表面理论 1867年，年，P.R.Rittinger提出。提出。 核心思想：粉碎物料所需的功与粉碎过程中核心思想：粉碎物料所需的功与粉碎过程中新增加的表面积新增加的表面积成正比成正比。 适用于较细物料的粉碎过程适用于较

10、细物料的粉碎过程 尤其是细磨作业尤其是细磨作业 粒度范围在粒度范围在0.01-1mm时时 2. 体积理论 1874年和1885年，基尔比切夫和基克先后提出。 核心思想：物料粉碎所做的功与物料的核心思想：物料粉碎所做的功与物料的体积（或质量）体积（或质量）成正比。成正比。 符合粗大物料粉碎过程符合粗大物料粉碎过程 尤其是粗碎作业尤其是粗碎作业 产品粒径范围大于产品粒径范围大于10mm时时 3. 3. 裂纹理论裂纹理论 1952 1952年邦德（年邦德（F.C.BondF.C.Bond）提出。）提出。 核心思想：粉碎功与物料在粉碎期间所生产的核心思想：粉碎功与物料在粉碎期间所生产的裂纹总长度裂纹总

11、长度成正比。成正比。 普遍适用于各个粉碎阶段普遍适用于各个粉碎阶段 对于同一种物料在不同粉碎阶段要使用不同对于同一种物料在不同粉碎阶段要使用不同Kc值值 与裂纹理论有背离，存在缺陷与裂纹理论有背离，存在缺陷 1957年，查尔斯提出粉碎功 的综合公式，式1-20. 4. 综合理论 列宾捷尔：物料变形、产生新表面 1957年，查尔斯提出粉碎功综合公式。物料粉碎功与尺寸变化和绝对尺寸有 关。 核心思想：粉碎物料所做的功消耗在使核心思想：粉碎物料所做的功消耗在使物料变形物料变形、产生新表面（裂纹和新表面）产生新表面（裂纹和新表面）。 可以推导出以上三个理论。可以推导出以上三个理论。 5. 5. 极限比

12、表面积理论极限比表面积理论 观点：粉碎的进行受观点：粉碎的进行受某一极限值（极限比表面积）某一极限值（极限比表面积）的限制。的限制。 当颗粒表面积远未达到极限比表面积时，据式当颗粒表面积远未达到极限比表面积时，据式(1-22),为为Rittinger公式公式 当极限比表面积远大于当极限比表面积远大于S1，据式（，据式（1-23），物料表面积可以表示为所），物料表面积可以表示为所 消耗的消耗的能量能量的指数函数。式（的指数函数。式（1-25）。）。 S趋近于极限比表面积时，达到粉碎平衡趋近于极限比表面积时，达到粉碎平衡。 二 粉碎机械力化学理论 固体物料在施加各种形式的机械能量之后，所诱发产生的物理、化学固体物料在施加各种形式的机械能量之后，所诱发产生的物理、化学 性质的变化。性质的变化。 第五节 粉碎机械的分类 根据处理根据处理物料尺寸物料尺寸不同：不同： 破碎机 粉磨机 粗碎机 中碎机 细碎机 粗磨机 细磨机 超细磨机 大型锤式破碎机，反击式破碎机 辊压机 按照结构及工作原理分： 破碎机 粉磨机 颚式破碎机、圆锥破碎机、辊式破碎机、锤 式破碎机、反击式破碎机 颚旋式破碎机、颚辊式破碎机、反击-锤式破碎 机、双转子破碎