齒輥破碎機(jī)是一種對(duì)輥破碎機(jī)，破碎輥表面交錯(cuò)排列凸起的齒，兩輥相向轉(zhuǎn)動(dòng)，將塊料破碎。齒輥破碎機(jī)是與燒結(jié)機(jī)配套使用的重要破碎設(shè)備，適用于冶金行業(yè)的冶煉廠、鋼廠燒結(jié)工段冷、熱燒結(jié)塊的中碎。該設(shè)備的工作狀況和破碎效率直接影響合格燒結(jié)塊的產(chǎn)量和整個(gè)燒結(jié)工段生產(chǎn)的作業(yè)率。
1、有色燒結(jié)、破碎工段工藝流程及設(shè)備工作原理
1.1工藝流程
精礦配料（電子皮帶稱）-精礦混合、制粒（一混、二混）一精礦燒結(jié)（燒結(jié)機(jī)）一燒結(jié)塊粗碎（單軸破碎機(jī)）一燒結(jié)塊中碎（齒輥破碎機(jī)）一篩分（振動(dòng)篩）一篩上物：合格燒結(jié)塊（塊度120～60mm）進(jìn)鼓風(fēng)爐；篩下物：小塊度的燒結(jié)塊(塊度<60mm)-燒結(jié)塊細(xì)碎（波紋輥破碎機(jī)、光面輥破碎機(jī)兩段破碎）一做返粉進(jìn)入配料系統(tǒng)。齒輥破碎機(jī)主要用于單軸破碎機(jī)粗破之后燒結(jié)塊的再次破碎（簡(jiǎn)稱為中碎）。
1.2齒輥破碎機(jī)工作原理
兩個(gè)破碎輥在傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下相向轉(zhuǎn)動(dòng)，固定輥1支承在固定軸承2上，移動(dòng)輥3支承在移動(dòng)軸承4上，安全裝置5（彈簧保護(hù)裝置）頂住活動(dòng)軸承，并用定位墊塊6調(diào)節(jié)兩輥的間隙，其最小距離也稱排料口寬度，用以控制破碎塊產(chǎn)品粒度。物料自兩輥上方加入，在輥?zhàn)优c物料間摩擦力作用下，物料被帶入兩輥之間，受擠壓破碎后，自下部排出（見圖1)。破碎后的粒度一般控制為80～120 mm。
2、齒輥破碎機(jī)存在的問題
改造前，該設(shè)備破碎燒結(jié)塊時(shí)容易產(chǎn)生過粉碎現(xiàn)象，工作齒尖易磨損，齒板使用壽命短。一些細(xì)小物料和粉塵從罩體與輥?zhàn)又鬏S間的密封處泄漏到罩體外面，污染工作環(huán)境。因此，應(yīng)減少工作齒磨損和破碎過粉碎現(xiàn)象，降低粉塵污染，解決機(jī)架滑道潤(rùn)滑效果差等問題。
3、結(jié)構(gòu)改進(jìn)及優(yōu)化設(shè)計(jì)
針對(duì)存在的問題，在韶關(guān)冶煉廠二期工程∮1200×1500 mm齒輥破碎機(jī)的設(shè)計(jì)中，采用新技術(shù)，進(jìn)行了一系列改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)更趨完善合理。
∮1200×1500 mm齒輥破碎機(jī)主要技術(shù)參數(shù)
燒結(jié)塊溫度 500～600℃
進(jìn)料最大塊度 ≤300 mm
排料塊度 80～120 mm
生產(chǎn)能力 160～200 t/h
齒輥直徑 1200 mm
齒輥寬度 1500 mm
電動(dòng)機(jī)功率 55×2 kW
3.1破碎輥表面凸形齒的齒形、材料及齒的排列
傳統(tǒng)式破碎機(jī)輥?zhàn)颖砻嫔献鼾X的齒形采用鷹嘴形齒(見圖2a)，齒高一般為60—80 mm。但由于鷹嘴齒前部較尖，破碎過程中產(chǎn)生的破碎力常集中于某一點(diǎn)，使作用在燒結(jié)塊某部位的破碎力過大，產(chǎn)生過粉碎現(xiàn)象（一般燒結(jié)塊產(chǎn)品粒度小于50～35 mm稱為過粉碎），使燒結(jié)塊產(chǎn)品合格率降低10%-15%；且鷹嘴齒前部較尖部分很容易磨損，降低齒板使用壽命短，并引起兩輥間的間距不均勻，造成破碎塊度不均勻，大大降低設(shè)備生產(chǎn)效率。嚴(yán)重磨損的齒板需要更換（使用壽命3-6月），增加維修工作量，對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生不利影響。
在輥的表面采用等間距棱形點(diǎn)陣排列齒的布局亦不合理。當(dāng)固定輥與移動(dòng)輥之間因轉(zhuǎn)速不同步而生產(chǎn)相對(duì)角位移差時(shí)，固定輥與移動(dòng)輥之間易產(chǎn)生干涉和間距不均勻，影響設(shè)備的正常工作和破碎燒結(jié)塊粒度的均勻。
改進(jìn)后的輥?zhàn)育X形采用長(zhǎng)方棱錐體齒(見圖2b)，齒高一般為60 mm。所產(chǎn)生的破碎力作用較為均勻，過粉碎現(xiàn)象明顯減少，粒度合格的燒結(jié)塊產(chǎn)量明顯增加，破碎效率顯著提高。該棱錐體齒前部受力位置面積增大．不易被磨損；且齒板采用經(jīng)多次試驗(yàn)所選用的耐磨性強(qiáng)的特殊高錳綱，在鑄造高錳鋼中加入適量的Cr、V等合金元素，其化學(xué)成分：C1.0%～1.35%,Si 0,8%, Mn 11%～14%, P<0.07 %,S< 0.04%, Cr 2%～3%,V 0.4% - 0.7%.這種高錳鋼經(jīng)特殊熱處理工藝，使齒在高溫工作條件下有較強(qiáng)的耐磨性，明顯延長(zhǎng)了輥?zhàn)育X板使用壽命（一年左右）。
增加齒板耐磨性還可采用以下方法：齒板材料采用ZG35調(diào)質(zhì)處理，硬度HB229～269，并在齒板工作表面上堆焊一層5—8 mm厚的耐磨材料。這種齒板的耐磨性很好，但制造工藝復(fù)雜，制造成本較高。將輥表面的齒進(jìn)行重新排列，固定輥與移動(dòng)輥上的齒沿圓周方向均排列12列，固定輥與移動(dòng)輥上的齒相錯(cuò)開一個(gè)齒位，保證固定輥與移動(dòng)輥在運(yùn)行中不生產(chǎn)干涉，保持較均勻的齒間間隙，破碎燒結(jié)塊粒度均勻，確保設(shè)備的正常工作，減少維修工作量，顯著提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。
3.2破碎機(jī)罩體與輥?zhàn)又鬏S間的密封
傳統(tǒng)式的破碎機(jī)罩體與輥?zhàn)又鬏S間采用多層的氈圈密封(見圖3a)，這種密封形式氈圈很容易被磨損，現(xiàn)場(chǎng)可見在氈圈槽中塞滿了小顆粒物料和灰塵，而且工作一段時(shí)間后，在罩體密封處，輥?zhàn)又鬏S被磨出一條深槽，降低輥?zhàn)又鬏S的強(qiáng)度。由于氈圈的磨損，軸與氈圈間隙增大，密封效果明顯降低，細(xì)物料和粉塵從罩體與輥?zhàn)又鬏S間密封處泄漏到罩體外面，造成環(huán)境污染。
改進(jìn)后的罩體與輥?zhàn)又鬏S間的密封采用迷宮式動(dòng)密封(見圖3b)．即在輥?zhàn)又鬏S上裝一個(gè)帶葉片的密封盤，罩體上裝有一個(gè)密封環(huán)，密封盤套裝在密封環(huán)內(nèi)，兩者間的間隙為1～1.5mm。運(yùn)行時(shí)，帶葉片的密封盤隨主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，在密封環(huán)內(nèi)產(chǎn)生正壓的氣流，使灰塵不致泄漏到罩體外面。此密封形式效果好，無(wú)磨損，并能減少維修工作量。
3.3破碎機(jī)機(jī)架及滑道和移動(dòng)輥軸承座
傳統(tǒng)式破碎機(jī)機(jī)架采用鑄鋼制造，鑄造工藝復(fù)雜，且易出現(xiàn)鑄造缺陷，影響機(jī)架強(qiáng)度，單件生產(chǎn)產(chǎn)品率較低，成本較高，鑄鋼機(jī)架十分笨重。
改進(jìn)后的機(jī)架采用鋼板焊接，制造方便，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)的機(jī)架重量輕、強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠、美觀大方，單件生產(chǎn)成本較前者大大降低，但焊縫質(zhì)量要求高。
傳統(tǒng)式機(jī)架在滑道上開有縱橫油槽，潤(rùn)滑脂通過油孔進(jìn)入油槽，在滑道與移動(dòng)輥軸承座之間形成一層潤(rùn)滑油膜，使移動(dòng)輥軸承座在滑道上滑動(dòng)靈活。但由于破碎機(jī)工作環(huán)境十分惡劣，環(huán)境溫度高，灰塵大，滑道上的潤(rùn)滑脂混雜大量灰塵，造成滑道表面磨傷，潤(rùn)滑效果降低；另由于環(huán)境溫度高、灰塵大，滑道上油槽內(nèi)的潤(rùn)滑脂容易干結(jié)，堵塞進(jìn)油孔，滑道上的潤(rùn)滑脂得不到及時(shí)補(bǔ)充，不能有效地形成潤(rùn)滑油膜，潤(rùn)滑效果下降，導(dǎo)致移動(dòng)輥軸承座在滑道上滑動(dòng)不靈活甚至被卡住，過鐵時(shí)移動(dòng)輥不能及時(shí)被推開，破碎時(shí)的較硬異物無(wú)法順利通過，有時(shí)被硬物卡住，造成設(shè)備損壞，甚至整個(gè)燒結(jié)系統(tǒng)停產(chǎn)。
改進(jìn)后在機(jī)架滑道上鑲嵌兩塊鎳合金板，并磨光滑道表面（也可以用不銹鋼板代替鎳合金板，降低制造成本，但使用壽命略低），并在移動(dòng)輥軸承座與滑道接觸底面鑲嵌兩塊聚四氟乙稀板磨光表面（見圖4）；另在移動(dòng)輥軸承座兩側(cè)設(shè)有滑道防塵刮灰裝置，這種結(jié)構(gòu)不必在滑道上開設(shè)縱橫油槽，使用時(shí)不需要經(jīng)常補(bǔ)充潤(rùn)滑脂，只需大修時(shí)在滑道上涂一層潤(rùn)滑脂即可。而罩體密封形式的改進(jìn)，減少了粉塵污染，亦有利于滑道潤(rùn)滑，保證了移動(dòng)輥軸承座在滑道上滑動(dòng)靈活，破碎較硬異物能順利通過，過鐵時(shí)可起保護(hù)作用。
4、小結(jié)
通過上述設(shè)計(jì)改進(jìn)，較好地解決了該設(shè)備在生產(chǎn)中存在的問題。齒板材料和齒形的改進(jìn)及輥?zhàn)育X的重新排列，使輥?zhàn)拥凝X更耐磨，使用壽命提高50%；減少破碎過程的過粉碎現(xiàn)象，破碎粒度更均勻，破碎效率明顯提高；改進(jìn)的罩體密封形式，結(jié)構(gòu)更合理，密封效果更好，減少粉塵污染，改善工作環(huán)境；采用焊接機(jī)架，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕；機(jī)架滑道改進(jìn)后，使移動(dòng)輥移動(dòng)靈活，保證齒輥破碎機(jī)正常工作，減少維修工作量，設(shè)備工作效率高。該設(shè)備在韶關(guān)冶煉廠、云南冶煉廠的生產(chǎn)實(shí)踐中，使用情況良好。
