球磨机的料层粉碎原理

固体物料受外力作用后，一旦超过它的强度更限，就会被破坏、粉碎。强度理论的解释在本章前面已阐述。在破碎机械中，我们经常看到机械力直接作用于物料将其粉碎。然而在粉磨设备中，物料被粉碎的现象却不一样，它是以一种物料床层（颗粒群）的堆积方式来接受外力，直接受外力作用的颗粒很少，大部分是通过颗粒之间的传递或相互作用受应力集中而被粉碎、破坏，这就是“料床粉碎”现象（也称“料层粉碎”）。1972年，德国学者舒纳德（Schnert）从能量需求观出发，研究了在不同粉碎方式下单颗粒脆性物料的粉碎，并用高压挤压方式进行了料床粉碎，得出所需能耗大大低于传统球磨机粉磨的方式，1984年制造出世界前几台辊压机。粉磨理论的研究也开始了新的一页。

球磨机在破碎过程中，物料是以单颗粒粉碎为主，能量消耗主要适用于粉碎做功；而粉磨过程是以料床粉碎为主，除粉碎做功之外，还要在物料压缩、流动等方面消耗一些能量。因此，破碎过程的能量利用率一般都要高于粉磨过程。在料床粉碎时，低强度的粗颗粒粉碎后，料床内细颗粒的数量增加，比表面积增大，受力面增加，应力变小，粉碎困难；大颗粒周围被越来越多的细颗粒包围，起到缓冲垫层的作用，粉碎效率降低。这是加强通风、及时排除细粉、减少过粉磨现象、改开路流程为闭路粉磨等措施能提高粉磨效率的道理所在。

在料床粉碎中，物料床层的稳定非常重要。在球磨机中，物料的流动性好，料床不稳定；在立式磨中，物料上下受限，侧面自由，料床比较稳定；而在辊压机中，物料处在几乎全部受限的状态，料床更稳定。因此，这三种粉磨设备的能量利用率比较，球磨机更低，立式磨居中，辊压机更高。料床粉碎理论是现代发展中的粉磨理论，有许多数理关系还在研究之中，某些技术结论还需要试验数据和生产实践进行总结和检验，但它对于粉磨工艺过程的指导意义，已经占有不容置疑的地位。

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