PX臥式細碎機在食用鹽生產中的應用

李四海，劉亞楠

(1.青海省鹽業股份有限公司，青海西寧 810003；2.中鹽工程技術研究院有限公司，天津 300450)

1 前言

目前，食用鹽生產大多采用原鹽粉碎、洗滌、干燥的生產工藝，其中產品粒度是較難控制的重要指標，而產品的粒度又主要與粉碎設備的選擇有關。

現常用的破碎設備主要以對輥破碎機為主，工藝上需要進行多級破碎。自20世紀引入國外設備，并借鑒糧食行業生產經驗，破碎輥外層采用了鎳鉻鉬合金鑄鐵離心澆鑄,并在破碎棍上進行拉絲處理。

我國湖鹽區所產的湖鹽由于成礦期長，礦體結晶期久、粒度大(青海茶卡鹽湖單結晶體粒度最大可達20 cm)、硬度高(平均摩氏硬度≥2.5)，使用對輥破碎機生產存在破碎級數多、破碎輥磨損大、修復費用高等缺點，特別對大粒徑和硬度高的原料鹽破碎效果差。青海省鹽業股份有限公司(以下簡稱“公司”)在粉洗鹽生產中，通過對不同類型的破碎設備進行分析比較，選擇了PX臥式細碎機為粉洗鹽破碎設備，取得了較好的使用效果。

2 原鹽破碎機機理

粉洗鹽生產上采用的常規破碎方法，主要是借助機械力的作用將物料破碎。最常見的方法有擠壓破碎、劈裂破碎、折斷或彎曲破碎、磨碎、沖擊破碎等五種，而任何一種破碎機往往是以一種方法為主，以其他一種或幾種方法為輔的組合方式破碎物料。粉洗鹽行業上曾經使用過鼠籠式破碎機、反擊式破碎機、對輥破碎機、錘式破碎機等，以下分析只針對輥式破碎機和錘式破碎機。

2.1 對輥破碎機

工作原理：相向轉動的兩個圓輥，借助摩擦力和重力作用，將給入的物料咬入破碎腔中，使其受到擠壓和磨削作用而破碎。若兩輥存在速度差，且為帶齒的輥子，其粉碎機理還包括劈裂和彎曲破碎。后者是目前常用的粉碎形式。

光輥對輥破碎機破碎比i=3～4，齒輥對輥破碎機破碎比i=10～15。

對輥破碎機一個重要參數是嚙合角α(圖1)，它直接影響到原鹽粉碎的適應能力。

圖1 對輥破碎機嚙角關系Fig.1 Rolling angle relation of double-roll crusher

原鹽顆粒中心O與棍子中心O1(或O2)的連線與水平線所成的角度，稱為嚙角α。若輥子能夠嚙住原鹽顆粒，必須滿足α≤ψ(ψ為原鹽顆粒與輥子表面的摩擦角)。也有把β稱為嚙角的，這是必須滿足β≤2ψ。雙輥式粉碎機所能夠破碎的原鹽的摩擦系數f=0.3～0.35，相當于α=16 °30′～19 °20′。

根據圖1,可計算出破碎機的最大允許進料粒度。設：輥子直徑D=400 mm，調整間隙e=1.0 mm，嚙合角α=摩擦角ψ(極限狀態)，ψ=16 °30′,原鹽進料最大粒度為18 mm。計算是按照光輥進行的，考慮重力作用。事實上原鹽破碎粉碎腔是不允許存料的，使用振動給料機均勻布料，因此，重力作用可以忽略。

根據以上分析，目前使用的對輥破碎機不適應顆粒太大的物料粉碎，特別在初級粉碎中不適合原生鹽。

2.2 錘式破碎機

破碎機理：物料進入破碎機后，受到高速旋轉的錘頭的沖擊作用而破碎。破碎了的物料從旋轉中的錘頭處獲得動能，高速地沖向機殼內壁的破碎板和篩條。與此同時，還受到物料之間的相互撞擊的破碎作用。小于篩條間隙的物料從間隙中排出，較大的物料在篩條上再次經錘頭的沖擊、研磨、擠壓而破碎，直至被錘頭從篩條的間隙中排出。

錘式破碎機破碎比i=6～30，允許進料粒度很大，非常適合粒度大、硬度高的原生鹽初級破碎。

2.3 反擊式破碎機

破碎機理：物料進入機殼內板錘作用區時，受到板錘高速沖擊而破碎，同時被拋向安裝在轉子上方的反擊板進行再次破碎。然后又從反擊板彈回到錘板作用區域重新破碎。這個過程反復進行，直至物料被粉碎而排出機外。

公司曾經有過反擊式破碎機的使用經驗。

3 PX臥式細碎機的選用

PX系列臥式細碎機從根本上說是錘式破碎機的工作原理，同時融合了反擊破碎機的相關特點。

公司在粉洗鹽生產中，使用PX-9080臥式細碎機已經多年，取得了較好的效果。

3.1 工作原理

PX系列臥式細碎機充分利用了物理運動原理，采用動靜結合的方式，使物料快速高效達到細粉碎的目的。主其要特征為：

(1)沖擊破碎：運動的工作體對物料的沖擊；高速運動的物料向固定的工作面的沖擊；高速運動的物料相互沖擊；高速運動的工作體向懸空的物料沖擊；物料受沖擊而破碎。

(2)研磨破碎：物料與工作面之間受一定的壓力和剪切力作用后，其剪切應力達到物料剪切強度極限時物料便破碎，或物料彼此之間摩擦、剪切作用而使物料破碎。

其主要工作部件為帶有錘頭的轉子。轉子由主軸、圓盤、銷軸、錘柄和錘頭組成。電動機帶動轉子在破碎腔內高速旋轉。物料自上部給料口進入機內，受高速運動的錘頭的打擊、沖擊、剪切、研磨作用而粉碎。在轉子上部設有反擊板，轉子后部設有打擊板，轉子下部設有篩板，粉碎物料中小于篩孔的顆粒通過篩板排出，粗顆粒阻留在篩板上繼續受到錘頭的打擊和研磨，最后通過篩板排出。

3.2 主要技術參數(見表1)

表1 PX-9080臥式細碎機主要參數Tab.1 Main parameters of horizontal crusher

4 生產使用測試

4.1 工藝方法

為尋求最佳效果，對PX-9080臥式細碎機增加了變頻調速裝置。

將PX-9080臥式細碎機的電動機“變頻器”調整至20 Hz，啟動電動機，利用皮帶輸送機不間斷將未經粒度分級的原料鹽均勻布置于直線振動篩上，小于所需粒度的原料鹽經直線振動篩條篩出進入洗滌設備，大粒徑原料鹽進入臥式細碎機，被破碎的原料鹽，小于破碎機底篩條縫隙粒度的原料鹽被篩出進入洗滌設備，大于篩條縫隙的原料鹽繼續被臥式細碎機破碎頭帶動進行破碎。工藝流程如圖2。

圖2 破碎工藝流程Fig.2 Crushing process

4.2 粒度檢測

原料鹽粒度見表2。經過PX-9080臥式細碎機粉碎后原生鹽粒度見表3。

表2 原料鹽粒度Tab.2 Granularity of raw salt

表3 粉碎后原鹽粒度Tab.3 Granularity of raw salt after crushing

4.3 檢測結果分析

(1)隨著轉速增高，物料中的大顆粒比例減少，小顆粒增加。符合粉碎機的一般使用規律；

(2)當轉速約為900 r/min～1 000 r/min時，基本上能夠保證出料粒度在15 mm以下，滿足后續二次粉碎的進料要求，且小顆粒也較少；

(3)經現場測試，破碎能力達25 t/h以上；

(4)當生產顆粒鹽產品時，可以通過調整破碎機的轉速來滿足生產需求。

5 結論

1)增設PX系列臥式細碎機特別適用于原料為大顆粒、高硬度的原生鹽破碎，特別適用于原料鹽初級粉碎；

2)PX系列臥式細碎機運轉平穩，工作可靠，噪聲??；

3)PX系列臥式細碎機運行和維護成本較低，單位產能消耗功率較??；

4)PX系列臥式細碎機安裝了變頻設備，通過調整主軸轉速可以更好的滿足生產能力和粒度要求，盡量減少粉鹽產生；

5)關于粉碎機材質問題：若磨損速度大于物料對粉碎機材質的腐蝕速度，可以無需考慮采用昂貴的不銹鋼材質。