粉碎定义和基本理论

粉碎理论

一、粉碎的定义

用外力克服固体物料各质点间的内聚力使其破裂的过程。粉碎是破碎（大块变小块）与粉磨（小块变粉状）的统称。

破碎分粗碎（产品粒度mm以上）

中碎（产品粒度20～mm）

细碎（产品粒度20mm以下）

磨作业分

粗磨（产品粒度0.1mm以下）

细磨（0.06mm左右）

超细磨（产品粒度0.～0.02mm及以下）

二、粉碎比

粉碎前后物料粒径的比值。

破碎作业：破碎比

名义破碎比：i=0.85B/b

B－破碎机入料口宽度，mm

b－破碎机排料口宽度，mm

三、粉碎理论

1.物料粉碎过程机理

在粉碎过程中，如果施加的力超过了物料强度极限，则物料就破裂；如果施加的力没有超过物料强度极限，则物料被压缩作弹性形变，撤去施加力后物料将保持原有形状而未被粉碎。但这时大块物料内部生成了若干裂缝或原有裂缝扩展，产生许多强度薄弱面；或在局部应力集中，这时继续施加的力的大小即使没有增加也会使原来未被粉碎的大块颗粒破裂成较小的颗粒。

继续施加外力，小颗粒数目增加，但其粒度减小很少。这是因为粒度较小时内部的强度薄弱面逐渐减少，受力后往往不破裂。

由此可见，大颗粒的粒度与粉碎过程有密切的关系，而小颗粒的粒度主要与物料性质有关。

2.粉碎功耗假说

物料粉碎时，粉碎机消耗的能量包括：

粉碎发生前颗粒本身产生的弹性变形

颗粒产生非弹性变形而导致粉碎

克服颗粒之间和颗粒与机件之间的摩擦阻力

产生粉碎中的噪音、发热和机械振动

使破碎机本身发生弹性扭变

粉碎机本身运动部分的摩擦损失

粉碎机消耗的能量大约只有10％有效的消耗在物料的粉碎上。

a表面积假说

粉碎物料所需要的功耗与物料新生成的表面积成正比。

根据表面积假说，对于m千克物料，物料粉碎过程所消耗的功为：

W=K(1/dp-1/Dp)m

式中W－粉碎物料所消耗的功（焦耳）

K－系数，与物料的性质、形状、密度等有关

dp－粉碎前物料平均粒径（米）

Dp－粉碎后物料平均粒径（米）

表面积假说只考虑了新生成表面的能量消耗，只能近似的用于细磨作业粉碎功耗计算。

b体积假说

在相同的技术条件下，将几何形状相似的物料粉碎成几何形状也相似的产品时，所消耗的功与其体积或质量成正比。

W=Kvlg(D/d)·m

Kv为与粉碎物料和粉碎方法有关的功耗常数

体积假说的基本出发点：外力作用下物料内部产生应力及变形，粉碎物料所作的功是用于物料的应变能。体积假说仅考虑粉碎时能量消耗在被碎物料的应变上，因此只能近似的用来计算块状物料粉碎比较小时的能量消耗。

c裂纹理论

粉碎物料所需要的有效功与生成碎粒的直径的平方根成反比。

出发点：物料破碎是由于能量在裂纹附近集中，能耗与形成裂纹的长度成正比，而对于形状相似的颗粒单位体积内裂纹长度与颗粒的直径平方根成反比。

W－粉碎单位质量物料消耗功，千瓦·时/吨

P－成品粒径，以80％通过的筛孔孔径表示，微米

F－粉碎前物料粒径，以80％通过的筛孔孔径表示，微米

K－系数

水泥粉磨技术经济数据：1、生产1t水泥需粉碎各种原、燃材料4t左右；

2、粉碎电耗占水泥生产总电耗的65％一75％；

3、研磨体、衬板消耗占全厂钢材消耗的50％左右；

4、粉碎占水泥生产总成本的35％左右；

5、设备投资40％左右；

粉碎方法

粉碎分非机械和机械方法两类．

机械粉碎五大方法：

压碎、击碎、磨碎、劈碎、折断

非机械方法：

电热效应法、水电效应法、热力法、超声波。

粉碎机械：颚破、锤破、反击破、辊压机等；

粉磨机械：球磨、立磨等。

机械:重复简单动作，适应大批量生产。

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