粉碎機(jī)械設(shè)備發(fā)展歷程與未來(lái)方向分析

    粉碎設(shè)備是破碎機(jī)械和粉磨機(jī)械的總稱。經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展對(duì)粉碎設(shè)備也提出了更高的要求，現(xiàn)代工程技術(shù)將需要越來(lái)越多的高純超細(xì)粉體,超細(xì)粉碎技術(shù)在高新技術(shù)研究開發(fā)中將起著越來(lái)越重要的作用。

    粉碎機(jī)械發(fā)展史

    在中國(guó)，公元前兩千多年就出現(xiàn)了最簡(jiǎn)單的粉碎工具——杵臼。杵臼進(jìn)一步演變?yōu)楣?00～前100年的腳踏碓。這些工具運(yùn)用了杠桿原理，初步具備了機(jī)械的雛形，不過(guò)，它們的粉碎動(dòng)作仍是間歇的。

    近代的粉碎機(jī)械是在蒸汽機(jī)和電動(dòng)機(jī)等動(dòng)力機(jī)械逐漸完善和推廣之后相繼創(chuàng)造出來(lái)的。1806年出現(xiàn)了用蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)的輥式破碎機(jī)；1858年，美國(guó)的布萊克發(fā)明了破碎巖石的顎式破碎機(jī)；1878年美國(guó)發(fā)展了具有連續(xù)破碎動(dòng)作的旋回破碎機(jī)，其生產(chǎn)效率高于作間歇破碎動(dòng)作的顎式破碎機(jī)；1895年，美國(guó)的威廉發(fā)明能耗較低的沖擊式破碎機(jī)。

    與此同時(shí)，粉磨機(jī)械也有了相應(yīng)的發(fā)展，19世紀(jì)初期出現(xiàn)了用途廣泛的球磨機(jī)；1870年在球磨機(jī)的基礎(chǔ)上，發(fā)展出排料粒度均勻的棒磨機(jī)；1908年又創(chuàng)制出不用研磨介質(zhì)的自磨機(jī)。二十世紀(jì)30～50年代，美國(guó)和德國(guó)相繼研制出輥碗磨煤機(jī)、輥盤磨煤機(jī)等立軸式中速磨煤機(jī)。

    這些粉碎機(jī)械的出現(xiàn)，大大提高了粉碎作業(yè)的功效。但是，由于各種物料的粉碎特性互有差異，不同行業(yè)對(duì)產(chǎn)品的粒度要求也彼此不同，于是又先后創(chuàng)制出按不同工作原理進(jìn)行粉碎作業(yè)的多種粉碎機(jī)械，如輪碾機(jī)、振動(dòng)磨、渦輪粉碎機(jī)、氣流粉碎機(jī)、風(fēng)扇磨煤機(jī)、砂磨機(jī)、膠體磨等。到了70年代初期，已制造出每小時(shí)產(chǎn)量為5000噸、最大給料直徑達(dá)2000毫米的大型旋回破碎機(jī)，和可將物料磨細(xì)到粒度小于0.01微米的膠體磨。

    粉碎設(shè)備發(fā)展市場(chǎng)

    由于粉碎機(jī)在各行各業(yè)的普遍使用，因此國(guó)內(nèi)外對(duì)粉碎機(jī)的研究與發(fā)展均很重視。日本細(xì)川公司研制的ACM型粉碎機(jī)，是典型的立軸內(nèi)分級(jí)式微粉碎機(jī)，西班牙克拉維約機(jī)械制造公司和埃格斯曼特種飼料公司聯(lián)合設(shè)計(jì)制造的立式粉碎機(jī)系統(tǒng)也大受歐洲各國(guó)普遍歡迎。

    據(jù)了解，目前中國(guó)粉碎機(jī)的市場(chǎng)還有很大潛力，但真正有生命力的拳頭產(chǎn)品還不多，還有待廣大科研人員和制造商們的發(fā)明創(chuàng)造，研制出既能解決實(shí)際難題，又具有高效率的粉碎機(jī)，來(lái)添補(bǔ)中國(guó)乃至世界的技術(shù)空白。

    粉碎機(jī)械設(shè)備發(fā)展方向

    未來(lái)非金屬礦物原料或材料總的發(fā)展趨勢(shì)是高純、超細(xì)和功能化。以高純超細(xì)非金屬礦物深加工原料為龍頭,綜合開發(fā)利用各種非金屬礦產(chǎn)。雖然可以通過(guò)化學(xué)合成法制備高純超細(xì)粉體,但成本過(guò)高,至今未能用于工業(yè)化生產(chǎn)。獲得超細(xì)粉體的主要手段仍然是機(jī)械粉碎方式,用機(jī)械方式制取超細(xì)粉體所依賴的超細(xì)粉碎與分級(jí)技術(shù)的難度不斷增大,其研究深度永無(wú)止境。超細(xì)粉碎技術(shù)是多方面技術(shù)的綜合,其發(fā)展也有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步,如高硬高韌耐磨構(gòu)件的加工、高速軸承、亞微米級(jí)顆粒粒度分布測(cè)定等。因此,超細(xì)粉碎技術(shù)的發(fā)展應(yīng)集中在以下幾個(gè)方面。

    (1)開發(fā)與超細(xì)粉碎設(shè)備相配套的精細(xì)分級(jí)設(shè)備及其它配套設(shè)備。超細(xì)粉碎與分級(jí)設(shè)備相結(jié)合的閉路工藝,可以提高生產(chǎn)效率,降低能耗,保證合格產(chǎn)品粒度。可以說(shuō),大處理量、高精度分級(jí)設(shè)備是超細(xì)粉碎技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。要更多地從整個(gè)工藝系統(tǒng)的角度來(lái)進(jìn)行研究與開發(fā),在現(xiàn)有粉碎設(shè)備的基礎(chǔ)上改進(jìn)、配套和完善分級(jí)設(shè)備、產(chǎn)品輸送設(shè)備等其它輔助工藝設(shè)備。

    (2)提高效率,降低能耗,不斷提高和改進(jìn)超細(xì)粉碎設(shè)備。超細(xì)粉碎技術(shù)的關(guān)鍵是設(shè)備,因此,首先要開發(fā)新型超細(xì)粉碎設(shè)備及其相應(yīng)的分級(jí)設(shè)備,后者似乎更為迫切。助磨劑和表面活性分散劑將應(yīng)用于超細(xì)粉碎工藝中。

    (3)設(shè)備與工藝研究開發(fā)一體化。超細(xì)粉碎與分級(jí)設(shè)備必須適應(yīng)具體物料特性和產(chǎn)品指標(biāo),規(guī)格型號(hào)多樣化,而不存在對(duì)任何物料都是高效萬(wàn)能的超細(xì)粉碎與分級(jí)設(shè)備。

    (4)開發(fā)多功能超細(xì)粉碎和表面改性設(shè)備。如將超細(xì)粉碎和干燥等工序結(jié)合、超細(xì)粉碎與表面改性相結(jié)合、機(jī)械力化學(xué)原理與超細(xì)粉碎技術(shù)相結(jié)合,可以擴(kuò)大超細(xì)粉碎技術(shù)的應(yīng)用范圍。借助于表面包覆、固態(tài)互溶現(xiàn)象,可制備一些具有獨(dú)特性能的新材料。

    (5)開發(fā)研究與超細(xì)粉碎技術(shù)相關(guān)粒度檢測(cè)和控制技術(shù)。超細(xì)粉碎的粒度檢測(cè)和控制技術(shù),是實(shí)現(xiàn)超細(xì)粉體工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)的重要條件之一。粒度測(cè)試儀器與測(cè)定的控制技術(shù),是與超細(xì)粉碎技術(shù)密切相關(guān)的,必須與這些領(lǐng)域的專家聯(lián)合攻關(guān)。

    超細(xì)粉碎在朝著納米級(jí)方向進(jìn)軍,與此相關(guān)的低污染耐磨材料和納米級(jí)粉體的分散及評(píng)價(jià)將成為巨大的技術(shù)障礙,在這方面的研究將會(huì)受到重視。