1、旋回破碎機
對于大型礦山來說，旋回破碎機必不可少，作用也極其重要，但其技術進展卻鮮見報道。目前國際領先產(chǎn)品仍是芬蘭Metso Minerals公司的Supe-rior MK-Ⅱ液壓旋回破碎機，基本結構特點是底部單缸液壓支承主軸和調(diào)整排料口，通過改變偏心套和偏心襯套的圓周位置調(diào)整偏心距等。這些特點與瑞典Sandvik集團的CS和CH系列液壓圓錐破碎機相似，原因是它們原本是親兄弟，由于公司重組淪落到兩家。最新進展是芬蘭Metso Minerals公司開發(fā)了新的Superior 60-110E初碎旋回破碎機。該機重新設計了星形架，采用整體下部機體和新的物料駐留邊襯，擺頻從原514 r/min增加到600 r/min，在保持生產(chǎn)能力不變的情況下質(zhì)量減少20%，并減少了安裝和運輸成本。該機還采用了新的專利支承環(huán)，可釋放動錐固定螺母的壓力，避免動錐固定螺母的損壞，只需更換一個更便宜的部件。
目前世界最大規(guī)格的旋回破碎機仍是20世紀90年代德國ThyssenKrupp Fordertechnik公司制造的63^-114英寸(1 600-2 896 mm)旋回破碎機，用于印尼Iriana Jaya的Grasberg銅金礦。
國內(nèi)最大規(guī)格的旋回破碎機是北方重工沈陽重型機械集團有限責任公司制造的PX1400/170液壓旋回破碎機，首臺設備1985年10月用于本溪鋼鐵公司南芬選礦廠。此后該型設備仍時有應用，2009年建成投產(chǎn)的中國黃金集團烏努格吐山銅鉬礦就使用了該型設備。
北方重工沈陽重型機械集團有限責任公司20世紀80年代引進了美國Fullur公司Traylor型旋回破碎機制造技術，20世紀90年代初德興銅礦大山選礦廠使用了兩臺54~74英寸該型設備，給料口尺寸為1 372 mm，排料口尺寸為150 mm。
原美國Allis Chalmers公司的Superior第二段液壓旋回破碎機也是著名的國際領先設備，后為瑞典Sandvik集團所有，近年該集團將其納入CS液壓圓錐破碎機系列。
2、圓錐破碎機
破碎過程的最后階段直接關系到多碎少磨的實現(xiàn)，其設備往往是圓錐破碎機。因此圓錐破碎機的開發(fā)和應用一直是粉碎工程領域的熱點。國際領先產(chǎn)品仍是瑞典Sandvik集團的CH系列液壓圓錐破碎機和芬蘭Metso Minerals公司的HP系列圓錐破碎機，這兩種產(chǎn)品在國內(nèi)外都有大量應用，對我國有很大影響。北京凱特破碎機有限公司的慣性圓錐破碎機也是一種有發(fā)展前途的先進設備。隨著我國金屬礦業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，先進圓錐破碎機的應用不斷增加，主導產(chǎn)品是上述兩種國外設備。國內(nèi)多個廠家正在積極進行這方面的開發(fā)工作。
2.1大型化
1955年前蘇聯(lián)烏拉爾重型機械廠制造了Q3000mm、400 kW的標準圓錐破碎機。20世紀70年代美國Nordberg公司制造了03048mm Symons圓錐破碎機。此后圓錐破碎機大型化卻停止在這個級別，發(fā)展方向轉(zhuǎn)向了高能化。近年報道的世界最大型號的圓錐破碎機是：1）芬蘭Metso Min-erals公司MP1250圓錐破碎機，安裝功率932.5 kW；2）丹麥F.L.Smidth Excell公司的Raptor XL1100圓錐破碎機，安裝功率最大可達895 kW，最大給料粒度為620 mm，在閉合邊排料口為35 mm的情況下生產(chǎn)能力可達2000 t/h。這兩種設備都采用空心主軸結構。
2.2高能化
高能化是國際先進圓錐破碎機近30年來發(fā)展的主要特點。高能化即高度的輸入功率，生產(chǎn)能力與體積／質(zhì)量比，目的是在有限的體積內(nèi)和質(zhì)量下達到更高的輸入能量和生產(chǎn)能力。在這一思想指導下，現(xiàn)代國際先進圓錐破碎機規(guī)格只保持在∮2000mm數(shù)量級，而輸入能量或生產(chǎn)能力卻有了很大提高，產(chǎn)品粒度也不斷減小�，F(xiàn)代圓錐破碎機能力的提高主要并不是依靠大型化，而是依靠高能化。高能化在設備破碎性能上的效果還有降低產(chǎn)品粒度和一定的節(jié)能特性。高能化的途徑主要有增加受力零部件尺寸、提高材料性能和改進受力結構。瑞典Sandvik集團的液壓圓錐破碎機和芬蘭MetsoMinerals公司的HP系列圓錐破碎機是高能化的代表，但它們的高能化各有特點。
2.2.1瑞典Sandvik集團液壓圓錐破碎機的高能化
瑞典Sandvik集團液壓圓錐破碎機源于原美國Allis Chalmers公司于1948年開發(fā)的R系列液壓圓錐破碎機，基本特點有：1）底部單缸液壓支撐主軸、調(diào)整排料口和過載保護；2）設備上部設有上橫梁（星形架），主軸上端支承在其滑動支承內(nèi)；3)主軸下部用偏心套產(chǎn)生旋擺運動；4）主軸呈簡支梁支承形式；5）動錐和定錐為陡錐形，徑向支承受力較大，物料通過阻力較小，產(chǎn)品粒度分布較粗，襯板磨損較輕微。
20世紀70年代，該機開始高能化進程。其高能化的措施是：1）減小高度尺寸，縮短主軸上下兩支承間的距離，改善了主軸受力狀態(tài)；2）采用重型主軸，增加機體等受力部件尺寸，改善了整機受力狀態(tài)；3）采取高擺頻、小偏心距的機構運動方式，提高生產(chǎn)能力、降低產(chǎn)品粒度；4）采用高性能材料。高能化是該設備設計水平、加工水平和材料性能水平的綜合體現(xiàn)，是實現(xiàn)高擺頻、小偏心距、強化破碎過程的根本條件。
液壓圓錐破碎機的高能化過程比較順利，其間破碎機的結構形式?jīng)]有大的變化。高能化的最初成果形成了第二代Hydrocone液壓圓錐破碎機和Su-perior第二代液壓旋回破碎機，進一步發(fā)展于20世紀80年代形成了瑞典Svedala工業(yè)公司的第三代H整干系列Hydrocone液壓圓錐破碎機和S系列第二代液壓旋回破碎機，隨后又經(jīng)過多年的發(fā)展形成了目前瑞典Sandvik集團的cs和CH系列液壓圓錐破碎機。高能化前后液壓圓錐破碎機的結構見圖l。
高能化大幅度提高了輸入功率／生產(chǎn)能力與體積，質(zhì)量比，例如CH660液壓圓錐破碎機能力與早期的7英尺圓錐破碎機相同，而質(zhì)量只有后者的1/3左右。CH880液壓圓錐破碎機可以安裝在早期的7英尺圓錐破碎機的基礎上，但處理能力和輸入功率是后者的大約兩倍。
瑞典Sandvilc集團液壓圓錐破碎機在我國大、中型金屬礦山選礦廠得到了廣泛應用，如金川集團有限公司選礦廠、平果鋁業(yè)公司、江西銅業(yè)集團公司德興銅礦大山選礦廠、金堆城鉬業(yè)集團有限公司毛十畝地選礦廠、鞍鋼集團礦業(yè)公司齊大山、弓長嶺、大孤山和胡家廟選礦廠、寶鋼集團南京梅山礦業(yè)有限公司、太鋼尖山鐵礦、攀鋼集團公司選礦廠、馬鋼南山礦業(yè)有限責任公司凹山選礦廠等都使用了這一設備。
2.2.2芬蘭Metso Minerals公司圓錐破碎機的高能化
芬蘭Metso Minerals公司的圓錐破碎機源于原美國Rexnord公司所屬Nordberg公司于20世紀40年代開發(fā)的Symons圓錐破碎機，基本特點有：1）動錐和主軸為一個整體裝配件；2）主軸懸臂梁支撐形式；3）動錐下部支承在球面瓦上；4）動錐和定錐為緩錐形，軸向支承受力較大，物料通過阻力較大，產(chǎn)品粒度分布較細，但襯板磨損較嚴重；5）主軸下部設置的偏心套產(chǎn)生旋擺運動；6）周邊彈簧鎖緊、過載保護和清掃破碎腔機構。
芬蘭Metso Minerals公司的圓錐破碎機高能化進程開始較早，但經(jīng)歷了曲折的過程。1976年，Nordberg公司進行了最初的高能化嘗試，在保持原7英尺Symons圓錐破碎機外形尺寸不變的情況下，增加主軸直徑，采用重型主機架和調(diào)節(jié)環(huán)，采用高性能材料，將安裝功率從原來的260 kW提高到375 kW，形成了7英尺超重型SXHD Symons圓錐破碎機。該產(chǎn)品首先用于巴布亞新幾內(nèi)亞Bougainville銅有限公司，取得了優(yōu)異的技術指標，產(chǎn)品粒度P從9 mm減小到6 mm，生產(chǎn)能力從183t/h提高到217t/h。但出現(xiàn)了主軸斷裂、錐形襯套碎裂等設備故障，影響了設備的運轉(zhuǎn)率，未能完全實現(xiàn)高能化目標。我國德興銅礦大山選礦廠一期工程也使用了多臺這種設備，重蹈了巴布亞新幾內(nèi)亞Bougainville銅有限公司的覆轍。
為了全面實現(xiàn)高能化目標，1981年Nordberg公司對傳統(tǒng)Symons圓錐破碎機結構進行了重大改進。1）采用空心主軸，與動錐為一體。空心軸增加了結構強度，提高了承載能力。2）動錐下方有一粗大的固定軸，為機架的一部分，是旋擺運動的依托。偏心套圍繞固定軸，同時置于空心主軸內(nèi)旋轉(zhuǎn)。3）將固定錐外部周邊的彈簧改為液壓缸。4）去掉布料盤以方便給料。其破碎腔設計和偏心距都與原來的Symons圓錐破碎機相同。這些措施大大提高了結構強度。所形成的設備命名為Omnicone圓錐破碎機，其問世標志著Symons圓錐破碎機向空心主軸圓錐破碎機的根本轉(zhuǎn)變和高能化的全面實現(xiàn)。從Symons圓錐破碎機到空心主軸圓錐破碎機高能化前后的結構見圖2。需要指出的是，空心主軸結構并非新結構，德國KHD Humboldt Wedag公司的Calibrator液壓圓錐破碎機從問世起就一直采用這一結構。
2.3結構和性能優(yōu)化
2.3.1 瑞典Sandvik集團液壓圓錐破碎機的優(yōu)化
液壓圓錐破碎機高能化的同時，還形成了以下新的結構和性能特點：1）可以簡單地通過轉(zhuǎn)動偏心套改變偏心距，從而滿足不同工作需要；2）有多種破碎腔形可供選用，僅通過更換不同襯板就可使同一臺設備用于不同給料和產(chǎn)品粒度要求，超細腔形利用了料層粉碎原理；3）襯板形狀設計為恒定襯板特性，即隨著襯板的磨損腔形基本保持不變；4）采用特殊合金襯板；5）小齒輪軸系為一整體部件；6）所有檢查和維護都可以從設備上部完成，使操作簡捷方便；7）采用先進的ASRi等自動控制系統(tǒng)。
最新推出了CH890和CH895兩個規(guī)格的設備，前者用于第二段破碎，后者用于第三段和礫石破碎。二者分別針對各自的應用階段深入優(yōu)化設計了上、下殼體和破碎腔。以特有的破碎腔幾何形狀獲得優(yōu)越的破碎特性，以增強的殼體承受更高的負荷，用新型高強度材料制造主軸以承受惡劣工作條件，配以764kW的高安裝功率，可提供更高的破碎能力。重型結構設計可確保其在最惡劣的條件下經(jīng)久耐用。與此同時，淘汰了CH880的規(guī)格。
2.3.2芬蘭Metso Minerals公司圓錐破碎機的優(yōu)化
芬蘭Metso Minerals公司的圓錐破碎機是派生產(chǎn)品最多的圓錐破碎機，前后擁有該機的各公司相繼對該機進行了不斷的優(yōu)化改進。
20世紀60年代中期，Nordberg公司在Symons圓錐破碎機基礎上開發(fā)了旋盤(Gyradisc)圓錐破碎機，該機得名于其獨立驅(qū)動的布料盤，但實質(zhì)特點在于其獨特的阻塞型破碎腔形。其排料中-6 mm含量可達67%以上，閉路工作產(chǎn)品粒度最細可達-0.833 mm，可代替棒磨機，用于第四段超細破碎。
1981年，Nordberg公司對傳統(tǒng)Symons圓錐破碎機結構進行了重大改進，產(chǎn)生了空心主軸結構的0mnicone圓錐破碎機，解決了高能化的問題。
1985年，Nordberg公司為Bougainville銅有限公司開發(fā)了23900mnicone圓錐破碎機。該機在7英尺Symons圓錐破碎機的外形尺寸下將動錐名義直徑增大到∮2390mm，安裝功率提高到746 kW（1 000馬力），并增大了偏心距，使生產(chǎn)能力達到7英尺Symons圓錐破碎機的大約2倍。該機還采用迷宮密封、襯套軸承設計，可選用不同的轉(zhuǎn)速和偏心距組合達到最佳化。該機后更名為NordbergMP1000圓錐破碎機，并增加了MP800的規(guī)格，最近又迸一步開發(fā)了MP1250的規(guī)格，是芬蘭Metso Minerals公司目前制造、銷售的兩種高能化圓錐破碎機之一。江西銅業(yè)集團公司德興銅礦大山選礦廠已經(jīng)訂購2臺Nordberg MP800圓錐破碎機，將用于細碎階段。
1988年，Nordberg公司在Omnicone圓錐破碎機基礎上開發(fā)了WF注水圓錐破碎機。該機采用特殊的迷宮式密封、內(nèi)部組件和潤滑系統(tǒng)，使礦漿不會侵入機構中，專門用于第三、四段濕式破碎，置于球磨機前，24 h連續(xù)開路工作，可省去棒磨和第一段球磨。工作時在給料處加入大量的水，使磨機內(nèi)礦漿濃度達到30%~70%。
芬蘭Metso Minerals公司結構優(yōu)化的最后產(chǎn)品是Nord-berg HP系列圓錐破碎機，該機是在Onuii-cone圓錐破碎機的基礎上進一步優(yōu)化而成的。新的改進有：1）采取高擺頻、大偏心距的機構運動方式，提高生產(chǎn)能力、降低排料粒度；2）有六種從粗到細的不同破碎腔形的襯板可供選用；3）使用液壓馬達旋轉(zhuǎn)定錐快速調(diào)整排料口或拆卸定錐，可在負荷狀態(tài)下調(diào)整排料口；4）采用先進的自動控制系統(tǒng)；5）所有主要部件都可以從破碎機頂部或側(cè)面進行維修；6）采用超聲波料位計。詼機比Symons圓錐破碎機零部件減少了30%，同規(guī)格處理能力提高了20%，破碎比可達2—10，可用于第二到第四段破碎。
芬蘭Metso Minerals公司正在推出新一代HP系列圓錐破碎機，2006年推出了其第一個規(guī)格HP4，近年推出了第二個規(guī)格HP5。HP4和HP5的主要特點是：1）增大動錐行程和排料口，并與適當?shù)母邤[頻相結合，可產(chǎn)生更強的破碎力，達到較現(xiàn)有其他圓錐破碎機更高的破碎比，從而能夠以更少的破碎階段產(chǎn)生更細的產(chǎn)品，提高生產(chǎn)能力，降低單位能耗和循環(huán)負荷；2）采用變速驅(qū)動使能量利用最佳化；3）進一步改進破碎腔形，加強料層粉碎作用，使產(chǎn)品粒度更均勻，立方體形顆粒更多；4）增加旋轉(zhuǎn)限制裝置，防止在空載情況下運轉(zhuǎn)造成設備損壞；5）先進的動錐和固定錐襯板緊固裝置使襯板和錐體之間不需填充材料，方便了襯板更換過程，減少了更換時間；6）過鐵釋放系統(tǒng)的雙作用液壓缸使過鐵時不會像其他破碎機那樣停車或損壞；7）新設計的過鐵釋放系統(tǒng)設有固定的返回點，使過鐵通過后排料口立即恢復；8）液壓馬達可以使固定錐完全旋轉(zhuǎn)出調(diào)整環(huán)螺紋，從而大大方便更換襯板；9）所有零部件都可以從頂部或側(cè)面拆卸，動錐和固定錐可以互不干涉地分離，方便了維修。HP5還將襯板厚度增加了30%．以提高其磨損壽命。
Nordberg HP系列圓錐破碎機在我國金屬礦選礦廠有廣泛應用，如鞍鋼集團礦業(yè)公司調(diào)軍臺選礦廠、鞍鋼集團礦業(yè)公司齊大山選礦廠、包頭鋼鐵集團公司選礦廠、武鋼礦業(yè)有限責任公司程潮鐵礦、西部礦業(yè)股份有限責任公司錫鐵山鉛鋅礦、中國黃金集團烏努格吐山銅鉬礦、江西銅業(yè)集團公司德興銅礦大山選礦廠、泗州選礦廠和永平銅礦、馬鋼南山礦業(yè)有限責任公司門山選礦廠等都使用了這一設備。
2.3.3慣性圓錐破碎機的優(yōu)化
慣性圓錐破碎機是前蘇聯(lián)MexaH06p選礦研究設計院于20世紀50年代發(fā)明的一種原理和結構都非常獨特的國際先進設備．20世紀90年代初開始，北京礦冶研究總院與俄羅斯MexaH06p技術有限公司合資成立了北京凱特破碎機有限公司制造這一設備。
慣性圓錐破碎機的基本結構特點是：1）動錐與主軸為一體，動錐下部由球面瓦支承；2）主軸上裝有偏心配重物；3）主軸高轉(zhuǎn)速；4）沒有偏心零部件等強制破碎機構。其早期的結構特點還有：1)設備懸掛在機架的上部支承上；2）電動機安裝在設備正上方，通過萬向軸與動錐上部的主軸伸出端相連。
現(xiàn)代慣性圓錐破碎機與早期的結構有了很大優(yōu)化改進，設備支承在下部的彈性基礎上，驅(qū)動機構也移到設備下部。
其主要性能特點有：1）破碎力由偏心配重物高速旋轉(zhuǎn)的慣性運動形成，即強大又具有強制性特點；2）高速旋轉(zhuǎn)還使動錐產(chǎn)生高頻振動，進一步強化破碎過程；3)改變偏心配重物質(zhì)量、主軸轉(zhuǎn)速和偏心距可以調(diào)整破碎力；4）破碎腔內(nèi)進入不可破碎物時，動錐可以自然退讓從而保護設備零、部件，不需要專門的過載保護機構；5）產(chǎn)品粒度與排料口大小無關，而取決于破碎力。
由于以上特點，慣性圓錐破碎機能夠產(chǎn)生較高的破碎比和獲得較細的產(chǎn)品粒度，開路破碎既可達到生產(chǎn)要求，可用于其它破碎設備工作困難的場合，破碎極硬物料，如剛玉、硬質(zhì)合金及鋼渣等。
現(xiàn)代慣性圓錐破碎機除以上特點外，不同規(guī)格的設備結構還有所不同�！�1500mm及以下規(guī)格的設備由電動機和皮帶傳動裝置從下部帶動偏心配重物旋轉(zhuǎn)，而大規(guī)格的KH/I-1750和KH/I-2200慣性圓錐破碎機由電動機和減速機從下部帶動偏心配重物旋轉(zhuǎn)。圖3所示為早期和現(xiàn)代慣性圓錐破碎機的結構。
近年來，北京凱特破碎機有限公司制造的慣性圓錐破碎機向更大規(guī)格發(fā)展。2005年，首臺CYP-1200慣性圓錐破碎機用于鞍鋼集團某礦業(yè)公司破碎車間，開路破碎普氏硬度達17~18的堅硬的鞍山式含鐵石英巖，產(chǎn)品粒度達到-IO mm 80%。2007年以來，GPY-1200慣性圓錐破碎機各一臺，分別用于昆明長豐源冶金有限公司和昆明市東川寶雁L¨礦業(yè)有限公司，開路破碎銅礦石，產(chǎn)品粒度達到-8.8 mm 80%．-10 mm 85qc以上。
慣性圓錐破碎機技術發(fā)展之慢令人不解。從20世紀50年代問世起，至今已半個多世紀，僅在中、小規(guī)格產(chǎn)品范圍徘徊，∮1750mm以上的大規(guī)格產(chǎn)品仍不能成熟應用。
法國Fives Lille集團FCB公司利用俄羅斯慣性圓錐破碎機的原理，開發(fā)了全新結構的Rhodax慣性圓錐破碎機。該機特點是內(nèi)錐是從動錐，外錐是主動錐，不平衡偏心配重安裝在外錐卜。其優(yōu)點是破碎力調(diào)整方便。
