—、破碎的機理
破碎是利用外力克服原料的內聚力，使之產生新表面的過程。一般情況下， 可將破碎分為如圖7-1所示的幾種。 由圖7-1可知，壓碎是利用兩工作面逼近產生擠壓力，將原料擠碎的破壞方式。劈碎是利用尖齒楔人，使原料破碎的方式。折斷是使得原料發生彎曲變形而產生破碎的方式。磨剝是利用兩個工作面在原料表面做相對運動，對原料施加剪切力，使原料表面發生剝離的破壞方式。擊碎是高速撞擊產生的沖擊力使原料破碎的方式。破碎機械往往同時采用以上幾種破壞方式。
二、原料性質對破碎的影響
硬度是指無機非金屬材料抵抗外來侵入的性質。一般情況下，原料硬度越高，越能抵抗外力侵人，因而越難破碎;反之，硬度越低，抵抗外力侵人越差， 也就越容易破碎。因此，硬度可以作為反映原料抵抗破碎能力的一個指標。普氏 硬度系數f是和巖礦類物質耐壓o強度有關的一個指標。所以，硬度、強度都反映了將巖礦破壞時材料單位面積所受的外力大小。
對于無機非金屬材料，“軔性”是該類材料受到外力作用，發生破壞后表現出的性質。“韌性”的大小可以用斷裂功的大小表示.即是斷裂面擴展單位面積所需要的能量。當強度一定、韌性不同的材料破壞時，軔性低的材料遭到的破壞是災難性的。一旦破壞發生，裂紋就急速擴展，材料對外力的作用就完 全喪失了抵抗力;反之，韌性高的材料被破壞后，對外力作用仍有一定抵抗力。
對于無機非金屬材料，脆性也是該類材料受到外力作用，發生破壞后表現出的性質。如前所述，脆性的特征是破壞時表現出的變形小、先兆少，以及突然 性、迅速性、災難性和不可預測性。事實上，脆性可以認為是和靭性相反的一種性質。脆性高則韌性低，脆性低則韌性高。比如，在磨碎過程中，脆性大的物質容易磨成細粉;脆性小的物質即使被破碎也難以將其磨成細粉。一些自然金屬礦物具有延展性，進入磨機后容易被打成薄片，但不易被磨成細粉。
解理是結晶礦物特有的一種性質。解理是礦物在外力作用下沿一定方向破裂或光滑平面的性質。比如，一些纖維結晶礦物(如石棉)破碎后，粒子保持纖維狀。一些片狀結晶礦物(云母)破碎后，粒子保持片狀。這些礦物容易被破碎， 但難以磨細，原因就在于其解理結構。
最后，原料的結構缺陷對破碎行為也具有很大的影響。比如，一些原料礦石7常存在這樣那樣的缺陷。所以，破碎行為首先發生在這些薄弱環節上。但是，隨著粉碎過程的繼續，原料粒度的減小，原有裂縫逐漸消失，原料的強度增大力學性能提高，細磨就變得越來越困難。
三、顎式破碎機
顎式破碎機具有構造簡單、工作可 靠、維修方便、成本低廉、適用范圍廣的優點。顎式破碎機被廣泛用于耐火原材料的粗碎、中碎；有時，細碎顎式破碎機也用于耐火原材料的中碎、細碎。
顎式破碎機的工作 原理是：偏心輪5轉動，帶動連桿4上下做往復運動，使得兩塊推力板3做往 復運動，進而推力板又使得懸掛在懸掛軸6上的動顎2—張一合。當動顎張開時，原料落在定顎和動顎組成的顎腔中。當動顎閉合時，落在顎腔中的物料就受顎板的擠壓而被擠碎。
顎式破碎機操作的注意事項：
① 為防止破碎機損壞，需要采取多道磁選工序除去金屬物體。一旦發現金屬物體進人破碎機，要立即停車，將其徹底清除，以防殘留金屬碎塊進人下道破碎工序。
② 注意控制來料粒度，被粉碎物料的最大粒徑不能超過進料口寬度的85%。
③ 必須空載啟動，開機一段時間后，待運轉正常，飛輪貯存足夠動能后， 才可緩慢加快喂料速度。
④ 破碎時，務必注意均勻給料，物料不能擠滿破碎腔，破碎中，要注意看破碎情況，聽機器振動的聲音。例如，破碎吃力、飛輪轉速降低，就要及時減慢喂料，減少能源消耗，使飛輪轉速恢復正常，待機器貯備足夠動能后，再按正常 速度給料。
⑤ 當破碎高強度、高韌性的原料(如鋼纖維增強耐火制品的廢磚)時，要注意降低破碎速度。
?2.顎式破碎機維護的注意事項
隨齒板的磨損，排出口逐漸變寬，破碎產品的粒度增大。這時，需要調整排出口。
皮帶老化、磨損致使破碎機轉速變慢或皮帶打滑。這時，需要調整皮帶張力或更換皮帶。
因潤滑不好，導致軸承溫度過高或軸承損壞。這時，需要改善潤滑，必要時更換軸承。
因彈簧或與彈簧有關的部件損壞，造成飛輪回轉，破碎機停止工作，推力板脫出。這時，需要更換彈簧、拉桿，或擰緊松動的拉桿螺帽。
因螺栓松動導致機器振動過大。這時，需要擰緊松動的螺栓。
四、對輥破碎機
對輥破碎機具有結構簡單、緊湊輕便、造價低廉、工作可靠、調整破碎比方便等優點。雖然，對輥破碎機的輥面容易磨損，所制產品多帶有片狀顆粒，也不利于成型，但是，對輥破碎機仍被大量的耐火材料企業采用，作為原料的中碎和細碎。對輥破碎機的示意如圖7-3所示。 由圖7-3可知，輥子1安裝在機架3的固定軸承4上，輥子2則被可動軸承4'所支持。兩個輥子分別被電機帶動，做相反的轉動。原料從上部給人，被旋轉的輥子帶入兩個輥子之間的空隙，在空隙中被壓碎。彈簧5起保護作用，如 果難以破碎的雜物進人機器，彈簧自動后退，將雜物排出，防止了機器的損壞。
輥式破碎機的使用和維護要注意以下事項：
加強來料的除鐵，防止非破碎物(如金屬)掉入后損壞輥面，或造成停車事故。
控制來料粒度，不使之超過上限尺寸。
沿輥子長度方向均勻加料。如果加料不均，不但降低生產能力，而且使輥子不均勻磨損，縮短輥子壽命。
運轉時，要經常注意檢查彈簧松緊情況，當彈簧松弛或兩彈簧松緊不一， 都會加快輥子的磨損，使產品粒度不均。
操作時，注意觀察機器的工作狀態。如果響聲異常、轉速變慢，表示機春中貯存的動能降低，就必須迅速停止加料。否則，機器瞬間就可能發生堵塞。
如果發生堵塞，必須停車處理，不可在運轉中處理，以免發生人身事故。
運轉一定時間后，輥面的磨損較大，出料粒度變大，就需要及時調整排出口的寬度或對設備進行檢修。
注意按時加油潤滑，保養設備。
五、圓錐破碎機
圓錐破碎機具有生產能力大、破碎比大、單位電耗低的優點。圓錐破碎機也具有構造復雜、投資較大、檢修維護困難的缺點。但是，圓錐破碎機所制顆粒的均勻，形狀接近圓形而帶有棱角，有利于提高耐火材料的成型能力和制品的體積密度，被大量用于耐火材料企業。 圓錐破碎機的結構如圖7-4所示。 由圖7-4可知，電動機1帶動小圓錐齒輪2轉動，小圓錐齒輪2帶著大圓錐齒輪3轉動，大圓錐齒輪帶著偏心套 8、主軸9和動錐5做偏心轉動。這樣， 動錐5和定錐4之間的破碎腔6的形狀就會發生周期性變化，由上部喂人的物 料就會掉人空腔中，受到擠壓和剪切作用而破碎。
圓錐破碎機的使用和維護要注意以下事項：
1.加強來料的除鐵，防止非破碎 物(如金屬)掉入后損壞輥面，或造成停車事故。
2.注意控制給料粒度，最大給料粒度不能超過進料口寬度的85%，料塊過大可能致使主軸折斷或動錐襯板磨損。
3.給料必須均勻，物料應從分料盤上均勻撒入破碎腔，否則將導致破碎機超負荷和定錐襯板過早磨損。
4. 注意檢查機器振動的聲響。例如，有劇烈的撞擊和振動聲可能是金屬物體進入破碎腔。
5. 經常檢查潤滑系統的油壓、油流量是否正常，油質是否純正，管路是否 漏油。例如，油溫過高可能是軸承損壞或被潤滑的工作面有問題。
6. 檢查機器主電機電流是否正常。如電流超過正常，應停機查找原因，排 除故障后再重新啟動。電流過大可能是來料過大，或潤滑不良，或軸承損壞，或 其他機器部件損壞。
六、球磨機
一般情況下，球磨機指以鋼球、鋼鍛為主要研磨介質的旋轉式磨礦機械。如 果筒體長度達到直徑的3?4倍時，又叫做管磨機。如以鋼棒為研磨介質，叫做 棒磨機。以礫石作研磨介質的，叫做礫磨機。以礦石本身作為研磨介質，叫做自磨機。影響球磨機產量的因素有原料入磨粒度、出料物料粒度、研磨介質的類型、研磨介質的加入量、粉磨時間、磨機的轉速和助磨劑的加入等。
人磨物料粒度對粉磨效率有很大影響。一般情況下，鋼球直徑為給料粒度的 4?5倍。對于很硬的原料取高值，對于中等的原料取低值。如果減少入磨粒度就可減少鋼球平均直徑，提高鋼球的總表面積，從而提高球磨機的粉磨效率。同理，增大出料粒度就降低了磨細物料需要的時間，可以顯著提高磨機產量，見式 (7-2)和圖7-5。 由圖7-5可知，一定范圍內，隨粉磨時間的增加，被磨物料的粒度較快下降。但是，粉磨至一定程度后，繼續增加粉磨時間，效果則不明顯。特別是當粒度接近3^m時，進一步細磨就變得越來越困難，這被稱為“3μm極限”。因為被磨物料的粒徑已經很小，可以鉆進鋼球與鋼球接觸面之間的微小間隙，又容易團聚，進一步延長粉磨時間已于事無補。
采用高密度的研磨介質，可以明顯地提高粉磨效率。這是因為高密度介質受 更大重力的作用，介質與介質接觸時，產生更大的沖擊力和摩擦力。從而能夠更加有效地破碎或磨細處于兩介質之中的物料。圖7-6顯示，鋼球的研磨效率大大高于陶瓷球。如果不能采用鋼球，使用陶瓷圓柱也要比使用陶瓷球好。
一般情況下，裝球量為磨機容量的40%?50%，對多倉磨機而言，為磨倉容積的25%?33%。磨機的轉速率為76%?88%。
轉速過高，磨內物料、介質均隨磨體運動，幾乎沒有破碎 無研磨作用;(b)的轉速較低，但磨內物料仍被適度拋起，研磨介質幾乎沒有 ?碎作用，但有一定的研磨作用;(c)的轉速較高，磨內物料被拋起很高，下落生很強的破碎力，但能耗較大，而且在磨內物料隨磨體運轉和飛行下落中，相互之間的作用力不大，研磨作用不強。
加入助磨劑也可以提高粉磨效率，常用的助磨劑有三乙醇胺、乙二醇。但是，對于不同的原料，需要使用不同的助磨劑。助磨劑具有兩個作用：其一，分散作用，助磨劑通過提高粉料的f電位，減少團聚而提高粉磨效率;其二，應力腐蝕作用。分散劑吸附在粉體上，鉆人粉體表面的裂隙，通過腐蝕降低粉體的表面能，有利于產生新的界面和提高粉磨效率。圖7-8顯示了助磨劑的效果。
球磨機的使用和維護要注意以下事項：
1. 經常檢查主軸承的冷卻水是 否暢通，潤滑滴油杯是否有油及滴油量是否正常，主軸承溫度是否過高 (以不燙手為限)。
2.注意觀察主電機電流是否異 常。例如，長時間停機后，磨內殘留
潮濕物料可能糊磨，導致啟動電流增大或不能啟動。
3.注意磨體、齒輪的振動聲響。例如，齒輪正常的撞擊聲，可能是齒輪嚙 合間隙不當，或齒間進入異物。再如，磨體均勻地發出劇烈撞擊聲時，可能是加料過少;磨體發出沉悶振動聲時，可能是加料過多。但是，如果磨體發出不均勻 的劇烈撞擊聲或出現周期性振動，說明磨機某部件已損壞。如果給料不多，磨體 仍舊發出低沉的聲音，說明較多的原料已變成“鵝卵石”狀物體。這些鵝卵石既難被破碎，又缺乏粉磨能力，需要停機清除。
4.注意控制人料水分，進料、出料、磨體部分是否漏料。
5.注意檢查襯板的磨損情況。如果螺栓松動，要及時擰緊。
6.注意及時補充研磨體，保證磨機的粉磨能力。
七、輥式磨
輥式磨分傳統的雷蒙磨和各種新式的輥式磨機。
雷蒙磨的優點是自帶風力旋風機，產品粒度可調整，能用來粉磨中等硬度以 下物料，能生產0.045mm細粉的要求。雷蒙磨由喂料裝置、主機傳動裝置、機架、梅花架、懸輥、磨環、風箱、分析器、大小旋風收塵器及風機組成。其工作 原理是，磨機的底盤不動，中心旋轉運動的梅花架鉸接著懸輥，主軸旋轉時懸輥在離心力作用下，與外磨環緊貼運動，入磨料由此被磨細。被磨細的物料在負壓的作用下被吸入磨機上部的旋風分離器，分選成合格的細粉。
對雷蒙磨進行改進就可以研制出新式輥磨機。改進的方式：其一，對輥子加壓，如采用高壓彈簧或施加液壓加大輥子的碾壓力;其二，在輥子表面堆焊硬質合金，增強輥子楔入原料的能力。由此，新式輥式磨可以提高10%?20%的產 量，還能粉磨莫氏硬度小于9.3 (碳化硅以下)的耐火材料。
八、超細粉碎設備
常用的超細粉碎設備有振動磨和氣流粉碎機。振動磨的結構如圖7-9所示。 由圖7-9可知，振動磨的工作原理是：電動機1通過聯軸節2帶動主軸3旋轉。旋轉時，主軸上的不平衡體5產生離心力，引起筒體4在彈簧6上發生高頻蠶動。由此，引起筒體4內的研磨介質與物料發生相對運動，使筒體內部的物料被磨細。
振動磨的主要工作參數為頻率、振幅、充填系數、入磨物料粒度。
1.頻率
頻率越高，粉磨能力越強。但頻率過髙，彈簧等部件又易于損壞，需要采用優質零部件。所以，對大容積磨，采用較低頻率;對小容積磨，采用較高頻率。我國2001000L振動磨的頻率為1500次/min。國外，也有采用3000次/min的。
2.振幅
振幅為2?10mm。如果給料粒度大，振幅也大，以使研磨體具有足夠的破碎力。 一般情況下，振幅為給料粒度的1?2倍。過小不能粉碎人磨物料，過大則耗能過多。
3.研磨體大小、充填系數與入磨物料粒度
研磨體大小為10?30mm，充填系數為0.65?0.75,入磨物料粒度約2mm。 氣流磨是以噴射氣流為動力進行的磨細，其原理是使物料在高速氣流的作用 下互相沖擊和磨削而被粉碎的機械。
圖7-10可知，壓縮空氣在燃燒室11 預熱后，經噴射管10射出，由于突然減壓被加速到100?200m/s的速度，該氣流將 來自給料管8落下的被磨物料沿切線吹入磨機倉，利用高速運動的物料產生的沖擊、磨剝作用將被磨物料粉碎。已磨細的顆粒在分級設備3的處理下被送入收塵器，經 旋風收塵器2捕集后，進人存貯倉12。不合格的物料進入粗粒返回管，進行再次粉磨。
由此可見，噴射磨是一種解離度高、 選擇性粉磨作用強的新型磨機，適合粉磨耐磨性中等以下的物料。噴射磨具有的優點：結構簡單、無運動部件、生產能力高、 破碎比大、功率消耗低、產品粒度分布窄、 顆粒表面光滑、顆粒形狀規則、分散性好、活性大，尤其是金屬磨損少、對耐火 原料污染低。