什么是粉磨机械?

[拼音]：fenmo jixie

[外文]：pulverizer and grinding mill

排料中粒度小于 3毫米的含量占总排料量50％以上的粉碎机械。这类机械通常按排料粒度的大小来分类：排料粒度为3～0.1毫米者称为粗粉磨机械；排料粒度在0.1～0.02 毫米之间者称为细粉磨机械；排料粒度小于0.02毫米者称为微粉碎机械或超微粉磨机械。 *** 作方法有干法和湿法两种。干法 *** 作时物料在空气或其他气体中粉碎；湿法 *** 作时物料则在水或其他液体中粉碎。为了控制排料粒度、 减少物料的过度粉碎、 提高粉磨效能和降低能耗，粉磨机械常与筛分或分级机械联合工作。在多种粉磨机械中，物料须靠粉磨机械自身的粉磨机构和外加的传递动能或运载物料的媒介物的综合作用才能粉碎，这种外加的媒介物通常称为研磨介质。

常用的粉磨机械有轮碾机、球磨机、摆式磨机、各种磨煤机、振动磨、砂磨机、胶体磨等。

利用辊轮的重力压碎和碾碎物料的粗粉磨机械。粉碎机构为辊轮和碾盘。它的运动方式有两种：

（1）碾盘固定，辊轮在其上作自转和公转运动；

（2）碾盘转动，辊轮只作自转运动。由碾盘中部送入的物料，在刮板的推力或其自身的离心力作用下进入辊轮下方。承受多次碾压后，合乎粒度要求的颗粒从碾盘周边的筛孔漏下，粗大颗粒则返回辊轮下重受碾压。轮碾机最大给料粒度可达150毫米，但通常多在50毫米以下；排料粒度小于10毫米。它适于粉碎硅石和粘土等中硬以下的物料，或作混合物料之用。

在低速回转的卧式筒体内，以钢球为研磨介质粉磨物料的机械。筒体转动时，装于筒体内的钢球和物料在离心力和摩擦力的作用下被带到一定高度后抛落或滚下，物料受钢球产生的冲击和研磨作用而粉碎(图1)。干法或湿法 *** 作均可。球磨机(图2)的筒体长度与直径之比通常为 1～2。将整个筒体或其一部分做成锥形者称为锥形球磨机。球磨机给料粒度在30毫米以下，排料粒度为0.5～0.043毫米。应用范围很广，能粉磨各种硬度的物料，如矿石、岩石、煤、长石、药物和化工原料等。（见彩图）

在结构形式和工作原理上与球磨机相似的还有砾磨机、管磨机、棒磨机和自磨机等。这类以筒体为主要工作机构的磨机通常统称为筒式磨机。

（1）砾磨机：它以砾石为研磨介质，根据粉碎作业的需要不同，也可采用卵石、瓷球或刚玉作为研磨介质。给料和排料粒度与球磨机相同。它适于粉磨忌铁污染的物料，如稀有金属矿物和电瓷原料等。

（2）管磨机：一种长筒的球磨机。筒体长度与其直径之比为3～6。加长筒体的目的是为了能获得较细的产品。在粉磨过程中，由于筒体内的物料粒度向排料方向逐渐变小，常将筒体分隔成2～4个仓室，以便分别配用与之相适应的不同种类和不同规格的研磨介质，从而获得更好的粉磨效果。前仓装大直径钢球以增加冲击作用，末仓装小钢球以提高研磨效能。给料粒度在30毫米以下，排料粒度小于 0.088毫米。它适于在水泥、硅酸盐工业中细磨物料之用。

（3）棒磨机：它以钢棒为研磨介质。在粉磨过程中，由于一组略短于筒体长度的钢棒在筒内作大致平行于筒体轴线的滚落运动，较大颗粒的物料首先受到钢棒的冲击和研磨而粉碎。这种有选择性的粉碎作用可使产品的粒度均匀和过粉碎物少。给料粒度通常小于25毫米，排料粒度在5～0.3毫米之间。它适于粗磨作业，如选矿时的第一段磨矿和人造砂的制备等。

（4）自磨机：物料靠其自身中的大块下落时产生的冲击作用和料块之间的研磨作用以实现粉磨。筒内通常不另加研磨介质，故又称为无介质磨机。但有时也可加入少量钢球(约为筒体有效容积的2～3％)，以提高粉磨效能。自磨机的结构特点是筒体直径大而长度短，两者之比一般为2～4。直径大，可增强料块下落时的冲击作用；长度短，可使大、小料块混合分布，有利于提高自磨效果。给料粒度最大可达900毫米，但常用的则为250～500毫米，排料粒度为6～0.043毫米。干法 *** 作或湿法 *** 作均可。它适于粉磨中硬以下的物料。

利用摆动磨辊的挤压和研磨作用粉碎物料的细粉磨机械。摆式磨机的粉磨机构为悬挂着的磨辊和固定环形磨盘，故又称悬辊式磨机。图3为摆式磨机的工作原理。在旋转主轴上端的梅花架上悬挂的3～5个磨辊，在离心力的作用下向外摆动，物料在磨辊与环形磨盘之间受碾压而粉碎。这种磨机只能采用干法 *** 作，给料的湿度也不得大于6％。粉碎过的物料被由磨机下方吸入的热气流带入机体上方的分选机进行分离。合乎粒度要求的细粉随气流进入收集装置，粗大颗粒则返回到碾磨区重受碾磨。给料粒度常小于40毫米，排料粒度在0.125～0.035毫米之间。它适于粉磨中硬以下的物料，如煤、石膏、石灰石和农药等。

利用辊轮在碗形磨盘上滚动时产生的挤压和研磨作用粉碎物料的细粉磨机械，通常简称为碗形磨。3个均匀布置的辊轮，各自承受着机械或液压装置加给的36～49千牛顿的力，并与直径为1000～3000毫米的碗形磨盘保持8～12毫米的研磨间隙（图4）。预先破碎到一定粒度的物料进入磨盘后，在旋转磨盘的带动下进入辊轮与磨盘间预留的间隙，受到辊轮的反复挤压和研磨而粉碎。从磨盘边缘甩出的粉碎物料，由通过磨盘与机壳间的环形通道的热气流带进碾磨区上部的分离器。经过分离后，细粉粒由顶部排粉管排出机外，粗大的颗粒则返回磨盘重受碾磨。给料粒度一般在38毫米以下；但当辊轮直径大到1500～2000毫米时则可达56～61毫米。排料粒度为1～300微米。它主要用来为锅炉制备煤粉，但也能粉碎石灰石、重晶石、磷酸盐和石膏等软物料。（见彩图）

利用磨环转动时与钢球间的挤压和研磨作用粉碎物料的细粉磨机械。它的粉碎机构和一个大型推力轴承相似：8～14个直径为250～1000毫米的空心钢球夹在上、下磨环的沟槽跑道内，配合成剖面像英文字母E的结构，故它又称为E形磨（图5）。工作时，下磨环转动，上磨环由机械或液压装置加压（每个钢球受3.8～54千牛顿力）的压环压紧，并受导向滑块限制，使它只能在垂直方向上下移动而不能转动，钢球则在上、下磨环的沟槽跑道中滚动。由磨机中央送入碾磨区的物料，受下磨环旋转时产生的离心力和球与环相对运动的作用被咬入球与环的间隙中，经重复碾磨而粉碎。经下磨环与磨机壳体间的环形通道向上流过的热风，在对物料进行干燥的同时，将粉碎过的物料携带到分离器中。分离后，细粉粒被排出机外，粗大的颗粒则返回到碾磨区再受碾磨。给、排料的粒度和用途均与碗形磨相同。

在粉碎机构和工作原理上与碗形磨和 E形磨相似的还有辊盘磨煤机和辊环磨煤机。前者的碾磨机构为辊轮和平盘，故又称平盘磨；后者的为辊轮和磨环。这些磨煤机的主轴转速（37～120转/分）处于低速的（16～25转／分）筒式钢球磨煤机和高速的(300～1500转/分)风扇磨煤机之间，因而有中速磨煤机之称，又因它们的磨盘或磨环的旋转主轴都是立式的，故又称为立轴式中速磨煤机。它们的共同优点是：结构紧凑，噪声低，能耗小(约为筒式钢球磨煤机的50～75％)、运行控制灵敏。缺点是结构复杂，煤种适应范围较筒式钢球磨煤机窄。它主要用于烟煤的粉碎。

利用冲击轮的冲击和研磨作用粉碎煤炭的细粉磨机械。这种高速磨煤机同时具有粉碎、干燥和输粉3种功能。其粉碎机构为蜗形壳体和由8～12片冲击板构成的直径为1～4米的冲击轮。当冲击轮高速旋转时，在磨机入口处产生负压，将400～900℃高温干燥剂（热风或炉烟）吸入给煤管道，对原煤进行初次干燥，以提高粉碎效能。煤块经冲击板初次打碎后，高速甩向蜗形壳体内壁，实现再次粉碎，并同时受到干燥剂的继续干燥。粉碎后的煤粉随气流进入磨机出口处的分离器。分离后，粒级合格的煤粉随输送气体被直接吹入锅炉的燃烧室内燃烧，粗大颗粒则经回粉管落入粉碎区重新粉碎。但当原煤中石英砂含量过多时，在磨机中的多次循环会使磨机产生严重的磨损。为此，当对煤粉的粒度要求不甚严格时可不用分离器，而在冲击轮之前加装一个前置锤碎机构，也可获得满意的粉碎效果。风扇磨煤机的主轴转速通常为420～1500转/分（使冲击轮的圆周速度保持在80～90米／秒之间），送入的原煤粒度常在40毫米以下，排料中粒度大于90微米的含量为15～50％。这种磨机的一个优点是能粉碎含水分较高的(可达35～70％)褐煤和烟煤。

利用研磨介质在高频振动时产生的冲击和研磨作用粉碎物料的超微粉碎机械(图6)。装有研磨介质和物料的容器安装在d簧支架上，并与振动器相连。振动器的振动频率通常为25～50赫。当给料粒度小于2毫米时，干法粉磨的排料粒度为85～5微米，湿法粉磨的可达 0.1微米。它适于微粉碎除粘性之外的各种硬度的物料。

以砂粒状物质作为研磨介质的超微粉碎机械。砂磨机有卧式和立式两种。图7是一种常用的卧式砂磨机。筒体内的旋转主轴上装有多层圆盘。当主轴转动时，研磨介质在旋转圆盘的带动下研磨压入筒内的浆料，使其中的固体物料细化。合格的浆料穿过小于研磨介质粒度的过滤间隙或筛孔流出。筒体部分备有冷却或加热装置，以防筒内因物料、研磨介质和圆盘等相互摩擦所产生的大量的热影响产品质量，或因送入的浆料冷凝以致流动性降低而影响研磨效能。研磨介质可用适当的天然砂，也可用粒度为0.1～2毫米的人造玻璃珠。当给料粒度小于450微米时，排料粒度可达1微米以下。这种磨机在细化物料的同时，还有分散和混合作用，适于磨制染料、颜料、油漆涂料、药物和其他悬浮液或胶悬剂等。

利用相对速度很高的研磨面带动浆料，使其中的固体颗粒相互冲击和摩擦以达到粉碎目的的超微粉碎机械。 粉碎机构由转子和定子组成， 两者可以是单层圆盘或多层圆盘，也可以是同心套装的圆柱和壳体。图8是单层盘式胶体磨的工作原理图。研磨腔由两个磨盘形成，两者之间的研磨间隙可在 0.02～1毫米的范围内微调。由钢、刚玉或石料制成的平面或锥形磨盘的盘面可以是光滑的，也可以做出沟槽。由粒度小于200微米的物料配制成浆料，从底部送入研磨腔内。产品粒度随磨盘的圆周速度变化:当圆周速度为10～50米/秒时，产品的相应粒度为1～0.01微米；速度再高时，则产品粒度可达0.01微米以下。它适于制备各种悬浮液和乳化液。

利用两个相对旋转的笼子上的钢棒产生的冲击作用粉碎物料的机械(图9)。粉碎机构是两个同心套装的笼子，每个笼子各由固装于圆盘上的2～3圈钢棒构成，两个笼子上的各圈钢棒相互隔层穿插。由笼子中部给入的物料，首先受到最内圈钢棒的冲击而粉碎，继而进入相邻第二圈承受反向冲击，如此逐层向外通过各圈钢棒承受多次冲击后，由笼子下方排出。给料粒度可达200毫米，通常则小于30毫米；排料粒度为 0.54～0.043毫米。它适用于粉碎脆性的干燥软物料，如煤、盐和白垩等，也可用来松解石棉。如将钢棒换为钢刀，则可粉碎沥青。

利用钢爪高速运动时产生的冲击作用粉碎物料的机械，俗称万能粉碎机，有卧式和立式两种。粉碎机构为同心扣合在一起的固定爪盘和旋转爪盘，其上各有1～3圈钢爪（图10）。旋转爪盘的线速度为80～130米/秒，给料粒度通常小于12毫米，排料粒度一般小于0.2毫米;细粉碎时可达0.02毫米。它适于粉碎化工原料、药材、农药和粮谷等软物料。

利用涡轮叶片的冲击和物料之间的剧烈碰撞作用粉碎物料的超微粉碎机械（图11），有立式和卧式两种。涡轮装于筒体内的旋转主轴上，调整叶片可使叶片所组成的外圆与筒体之间的环形缝隙保持在2～15毫米之间。当蜗轮以80～120米／秒的圆周速度高速旋转时，装在主轴出料端的风扇从筒体的进料端吸入空气和物料。高速气流携卷着物料在筒体与涡轮的缝隙间以紊乱的涡流状态沿着螺旋形路线向前行进，在行进过程中，物料受涡轮叶片的冲击及其自身颗粒之间的相互剧烈碰撞和摩擦而粉碎。当物料通过排料端的分级装置时，粒级合格的细粉被排入收集装置，粗大的颗粒则返回到进料端重新经受粉碎。给料粒度对排料粒度的影响很大，例如，当给料粒度为10毫米时排料粒度约为44微米;但当给料粒度为0.6毫米时排料粒度则可小到 3微米。它适于粉碎橡胶、动物胶、树脂、颜料、盐、糖和谷物等。

利用高速气流吹搅物料，使之相互撞击和摩擦而粉碎的超微粉碎机械（图12）。常见的有闭路循环式和扁平式两种。由粉碎室周边喷入的高压气体（压缩空气、过热蒸汽或其他气体）与送进的固体物料颗粒混合成的高速气流，不断受到从不同角度喷入的气流的切向冲击，使混合气流中的固体颗粒相互的撞击和摩擦而细化。这种粉碎机的磨损极小，可使产品免受污染；又因粉碎过程中温升甚微，有利于粉碎低熔点的物料。当粉碎有毒、易燃或放射性物料时，为防止向外扩散常使用过热蒸汽。这是因为，蒸汽冷凝时可使物料全部析出。给料粒度通常小于150微米，排料粒度为1～3微米，有时可达0.25微米。它适于粉碎石墨、冰晶石、硫磺、石灰石和滑石等。

主要是用来将小麦磨成面粉的粉磨机械，也可用于以大麦、 大豆、 玉米和饲料等为原料的制粉作业。常用磨粉机的粉磨机构是成对的相向转动的磨辊，故又称辊式磨粉机。由于磨辊的表面上刻有尖齿的螺旋齿纹，而且在工作时两磨辊的圆周速度不同（快辊为5～6米／秒，慢辊为2～2.4米／秒），当麦粒等由喂料机构送入由两磨辊形成的间隙时，就受到挤压、剪切和研磨等作用而将皮层剥开，并从皮层上刮下胚乳，研磨成粗粉（图13）。粗粉再通过装有不同齿数和齿形角的或辊面不刻齿纹的磨辊的磨粉机，逐步磨成各种等级的面粉，如次粉、副标粉、标粉、上白粉、副精粉和精粉等。磨粉机的喂料和磨辊离合机构有手动控制的和自动控制的两种。传统的自动控制大多是液压的。80年代初，中国粮食机械部门创制出电子自动控制的气压磨粉机，其中设有喂料和离合磨辊的电子自动控制气压装置，使其在有料时合闸，无料时离闸，从而能有效地防止无料空磨现象，并可避免因迸出火花而酿成火灾。它还加装有磨膛风力吸料和快慢辊水冷系统，显著地提高了生产效率和产品质量。这种新型磨粉机为食品卫生和制粉工业自动化提供了有利条件。