粉碎機械設備發(fā)展歷程與未來方向分析

    粉碎設備是破碎機械和粉磨機械的總稱。經(jīng)濟和社會的發(fā)展對粉碎設備也提出了更高的要求，現(xiàn)代工程技術將需要越來越多的高純超細粉體,超細粉碎技術在高新技術研究開發(fā)中將起著越來越重要的作用。

    粉碎機械發(fā)展史

    在中國，公元前兩千多年就出現(xiàn)了最簡單的粉碎工具——杵臼。杵臼進一步演變?yōu)楣?00～前100年的腳踏碓。這些工具運用了杠桿原理，初步具備了機械的雛形，不過，它們的粉碎動作仍是間歇的。

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

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

    這些粉碎機械的出現(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行粉碎作業(yè)的多種粉碎機械，如輪碾機、振動磨、渦輪粉碎機、氣流粉碎機、風扇磨煤機、砂磨機、膠體磨等。到了70年代初期，已制造出每小時產(chǎn)量為5000噸、最大給料直徑達2000毫米的大型旋回破碎機，和可將物料磨細到粒度小于0.01微米的膠體磨。

    粉碎設備發(fā)展市場

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

    據(jù)了解，目前中國粉碎機的市場還有很大潛力，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，研制出既能解決實際難題，又具有高效率的粉碎機，來添補中國乃至世界的技術空白。

    粉碎機械設備發(fā)展方向

    未來非金屬礦物原料或材料總的發(fā)展趨勢是高純、超細和功能化。以高純超細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)。雖然可以通過化學合成法制備高純超細粉體,但成本過高,至今未能用于工業(yè)化生產(chǎn)。獲得超細粉體的主要手段仍然是機械粉碎方式,用機械方式制取超細粉體所依賴的超細粉碎與分級技術的難度不斷增大,其研究深度永無止境。超細粉碎技術是多方面技術的綜合,其發(fā)展也有賴于相關技術的進步,如高硬高韌耐磨構件的加工、高速軸承、亞微米級顆粒粒度分布測定等。因此,超細粉碎技術的發(fā)展應集中在以下幾個方面。

    (1)開發(fā)與超細粉碎設備相配套的精細分級設備及其它配套設備。超細粉碎與分級設備相結(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?？梢哉f,大處理量、高精度分級設備是超細粉碎技術發(fā)展的關鍵。要更多地從整個工藝系統(tǒng)的角度來進行研究與開發(fā),在現(xiàn)有粉碎設備的基礎上改進、配套和完善分級設備、產(chǎn)品輸送設備等其它輔助工藝設備。

    (2)提高效率,降低能耗,不斷提高和改進超細粉碎設備。超細粉碎技術的關鍵是設備,因此,首先要開發(fā)新型超細粉碎設備及其相應的分級設備,后者似乎更為迫切。助磨劑和表面活性分散劑將應用于超細粉碎工藝中。

    (3)設備與工藝研究開發(fā)一體化。超細粉碎與分級設備必須適應具體物料特性和產(chǎn)品指標,規(guī)格型號多樣化,而不存在對任何物料都是高效萬能的超細粉碎與分級設備。

    (4)開發(fā)多功能超細粉碎和表面改性設備。如將超細粉碎和干燥等工序結(jié)合、超細粉碎與表面改性相結(jié)合、機械力化學原理與超細粉碎技術相結(jié)合,可以擴大超細粉碎技術的應用范圍。借助于表面包覆、固態(tài)互溶現(xiàn)象,可制備一些具有獨特性能的新材料。

    (5)開發(fā)研究與超細粉碎技術相關粒度檢測和控制技術。超細粉碎的粒度檢測和控制技術,是實現(xiàn)超細粉體工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)的重要條件之一。粒度測試儀器與測定的控制技術,是與超細粉碎技術密切相關的,必須與這些領域的專家聯(lián)合攻關。

    超細粉碎在朝著納米級方向進軍,與此相關的低污染耐磨材料和納米級粉體的分散及評價將成為巨大的技術障礙,在這方面的研究將會受到重視。