另一方面，加工礦物原料的破碎機(jī)械多種多樣，它們的工作原理不同，其適用條件也不一樣。因此，破碎系統(tǒng)和破碎機(jī)的科學(xué)選型應(yīng)包含兩方面的工作：即先要進(jìn)行原料破碎方面的可加工性的研究，正確地確定破碎系統(tǒng)，并對各廠家破碎機(jī)性能作充分認(rèn)識之后選好破碎機(jī)。
1、當(dāng)前情況
水泥廠的破碎系統(tǒng)比工廠的其它生產(chǎn)系統(tǒng)簡單得多，但是并非任何條件下采用同一種破碎系統(tǒng)和機(jī)型都能獲得相同的破碎效果。以當(dāng)前使用得最為廣泛的單段錘式破碎機(jī)為例，同規(guī)格破碎機(jī)在TL廠一套錘頭破碎石灰石的壽命達(dá)240萬t，而CJ廠不足5萬t。后者不僅由此增加了礦石的生產(chǎn)成本，而且錘頭的頻繁更換也造成出料粒度的波動，使后續(xù)工序生產(chǎn)不穩(wěn)定、操作難度增加。BMS廠曾利用單段錘式破碎機(jī)破碎砂巖，預(yù)期該機(jī)錘頭壽命為8萬t，而實(shí)際只有3 700t，被迫停用。這類問題在外國公司為我們所作的設(shè)計(jì)中也曾發(fā)生，例如LZ廠，因系統(tǒng)和機(jī)型不當(dāng)曾使該廠砂頁巖礦相當(dāng)長一段時期內(nèi)設(shè)備堵塞頻繁，給生產(chǎn)造成很大的困難，不得不在礦山建立很大的堆棚，儲備相當(dāng)多的礦石供雨天使用。
當(dāng)前我國比較普遍的情況是在建廠時往往忽略了事先對原料的可破碎性能進(jìn)行研究。有的也只把原料的個別因素作為依據(jù)，以上情況難免導(dǎo)致錯誤的判斷，造成決策的失誤。
國外一些知名的水泥機(jī)械制造廠家都具有對原料進(jìn)行可破碎性研究的手段和能力。赴現(xiàn)場進(jìn)行考察，取樣和加工試驗(yàn)之后，都能提出合理的破碎系統(tǒng)和足以發(fā)揮效能的破碎機(jī)產(chǎn)品。更明確地說，這些制造廠家不僅是把通用型產(chǎn)品提供用戶，而是將作了針對性改造的產(chǎn)品提供用戶。這是一種全新的設(shè)計(jì)理念，是一對一的服務(wù)，可以確保客戶獲得最大的利益。
當(dāng)然，為了獲得上述服務(wù)，一些技術(shù)性的細(xì)節(jié)必須處理好。例如，用戶應(yīng)該給制造廠商了解礦床的地質(zhì)資料，協(xié)助取得確有代表性的試樣等等。
原料可破碎的研究，在我國目前尚是一個空白。原料的可破碎性是它的一種固有特性，人們不可能改變它，但是只要對它進(jìn)行了研究，是可以認(rèn)識的。在獲得正確認(rèn)識的基礎(chǔ)上，通過選擇合理的工藝流程和機(jī)型，作到系統(tǒng)合理，機(jī)型可靠，使用經(jīng)濟(jì)的目的。
影響原料破碎的諸多因素，作者曾在《水泥技術(shù)》1997年第4期中作過介紹，本文不再贅述。這些因素的評價尚有一個量化的問題。至今，國際上還沒有一套被廣泛承認(rèn)的方法。國外各公司都有自己的辦法和經(jīng)驗(yàn)對自己生產(chǎn)的破碎機(jī)與用戶的實(shí)際破碎情況聯(lián)系起來，作出評價，提出建議。以KHD公司為例，他們是通過10余年的研究和資料的積累，分析歸納出一套辦法。我國的破碎機(jī)械制造廠家也應(yīng)該開展這方面的工作，才能提高所制造產(chǎn)品的性能，以適應(yīng)我國原料品質(zhì)復(fù)雜的需要。
2、破碎機(jī)的類型和破碎系統(tǒng)
2.1 破碎機(jī)的類型及基本特性
機(jī)械法破碎物料所施加的外力主要有擠壓、碾磨、剪切、打擊等。一種破碎機(jī)通常是按照一種或幾種方式組合進(jìn)行工作的。因此，它的能耗和磨損各異。
以能耗而論，擠壓破碎的耗能最少，依次是打擊、剪切，碾磨耗能最多。
以磨損而論，擠壓破碎的磨損最小，依次是打擊、剪切，碾磨磨損最大。
因此，利用擠壓力工作的破碎機(jī)械耗能最少，磨損最小。選擇破碎機(jī)除了考慮以下兩個因素之外，還有一些其他因素在起著重要作用。例如，生產(chǎn)系統(tǒng)要求的破碎比（原礦最大粒度與要求的產(chǎn)品粒度之比），要求的產(chǎn)品顆粒級配，原料的粘附性和含水率，機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、可靠性和價格等等。
一般大型水泥廠的原礦粒度可達(dá)1.5m，中小型水泥廠的原礦粒度也接近Im。原料粉磨需要的礦石粒度由磨機(jī)型式而定，立式磨一般約為75mm，球磨一般≤25mm。因此，破碎系統(tǒng)的破碎比，當(dāng)使用立式磨時是15—20:1，使用球磨機(jī)時是40~60:1。
由以上介紹可見，錘式和反擊式破碎機(jī)具有最大的破碎比，可以用一段破碎完成其它機(jī)型需要兩段或三段才能完成的破碎作業(yè)，它的系統(tǒng)簡單，使用的設(shè)備少，廠房小，建設(shè)費(fèi)用低。打擊型破碎的金屬消耗和能耗雖高于擠壓型破碎，但是增幅也隨礦石特性不同而異。磨耗性低的脆性礦石的破碎成本（包括金屬消耗和能耗費(fèi)用，勞動力費(fèi)用和折舊費(fèi)）并不高于擠壓型破碎，應(yīng)是首選方案。但是當(dāng)?shù)V石磨耗性高、或者難破碎時，由此使得生產(chǎn)成本增加顯著，節(jié)省的建設(shè)費(fèi)用將被很快支付出去。而頻繁更換機(jī)件使生產(chǎn)的穩(wěn)定性也受影響，則不宜采用。這時應(yīng)選用擠壓型的兩段破碎，或者第一段為擠壓型、第二段為打擊型的兩段破碎，它們都可降低破碎的金屬消耗量。
選用多段破碎時，應(yīng)該注意到旋翅式、顎式、圓錐式破碎機(jī)對粘濕料非常敏感，它們很容易造成破碎腔的堵塞。當(dāng)含土較多、雨水較多時，對原料進(jìn)行預(yù)篩分，清除其中混入的粘濕物料，可以改善破碎機(jī)的工作。以粘濕料為主體的原料既不宜用旋翅式、顎式和圓錐式破碎機(jī)破碎，也會給錘式和反擊式破碎機(jī)造成困難，對于這類原料（例如白堊、泥灰?guī)r、頁巖、粘土），輥式破碎機(jī)更為適應(yīng)。但是，常規(guī)的輥式破碎機(jī)，不能破碎抗壓強(qiáng)度較高的物料。因此，夾雜一些抗壓強(qiáng)度較高的大塊礫石的高粘濕原料是最難處理的原料。
2.2破碎系統(tǒng)
破碎系統(tǒng)包含破碎段數(shù)和每段中的流程兩個方面。單段破碎是最簡單的破碎系統(tǒng)，應(yīng)該優(yōu)先選用。由于原料性質(zhì)方面的原因，在不適于單段破碎時，就需要兩段或三段破碎。每段尚有開路（包括帶預(yù)篩分或不帶預(yù)篩分）和閉路流程。大宇泅水水泥公司、江南小野田水泥公司均采用二段開路破碎系統(tǒng)，石灰石粗碎后進(jìn)行篩分，篩上物進(jìn)入中碎機(jī)破碎。泅水破碎系統(tǒng)的生產(chǎn)能力是1 500t/h，粗碎用旋翅式粗碎機(jī)，經(jīng)篩分后有50%為合格料(< 80mm)．篩上料進(jìn)入反擊式破碎機(jī)破碎，中碎機(jī)的生產(chǎn)能力是750t/h。
江南小野田破碎系統(tǒng)的生產(chǎn)能力是1 000t/h，粗碎用顎式破碎機(jī)，中碎用圓錐式破碎機(jī)。由顎式破碎機(jī)和錘式中碎機(jī)組成的兩段破碎系統(tǒng)的破碎比可達(dá)40-50:1，可以達(dá)到球磨機(jī)需要的粒度，是單段破碎尚未出現(xiàn)前慣用的破碎系統(tǒng)，新建水泥廠中已不多見。但是當(dāng)?shù)V石磨蝕性較高時仍是可取的方案。作者曾在雙陽水泥廠擴(kuò)建工程中采用了這種兩段破碎系統(tǒng)。其原因是該廠石灰石的Si02較高，老系統(tǒng)（為單段破碎）一套錘頭的壽命低于20萬t。再者要求新建的破碎系統(tǒng)提供兩種規(guī)格的碎石，自用為<25mm，外銷時是< 250mm。該破碎系統(tǒng)的生產(chǎn)能力為600t/h，其流程（見圖1）。當(dāng)系統(tǒng)生產(chǎn)外銷石灰石時，中碎機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。使用表明，錘式中碎機(jī)的錘頭壽命達(dá)到了40萬t，比原有壽命提高1倍。證明這種系統(tǒng)對于磨蝕性較高的原料是有效的。
破碎機(jī)前設(shè)置預(yù)篩分機(jī)可以起到一定作用，將合格料篩分出來走旁路可以提高整個破碎系統(tǒng)的生產(chǎn)能力，減少破碎機(jī)的磨損。由于碎料中含泥量較高，經(jīng)過預(yù)篩分后又減少了破碎機(jī)堵塞的機(jī)會。當(dāng)然，這也使得破碎系統(tǒng)變得復(fù)雜，增加了設(shè)備維護(hù)工作量。旋翅式、顎式破碎機(jī)的生產(chǎn)常是不均衡的，受來料塊大小而變化，時多時少，它與第二段破碎中間宜設(shè)貯存?zhèn)}予以調(diào)節(jié)，否則第二段破碎機(jī)的生產(chǎn)能力應(yīng)大于第一段的能力。
進(jìn)行預(yù)篩分對于難處理的硬質(zhì)和粘濕性混合料往往能起到極好的作用。我們在研究東岸嶺砂頁巖礦中碎機(jī)的堵塞情況時曾將原料進(jìn)行篩析，結(jié)果是若將< 60mm的細(xì)料篩除，則余下物料中基本不含泥土和頁巖。破碎這種物料則不易被堵塞。
相關(guān)礦山機(jī)械設(shè)備：
1、圓錐破碎機(jī)
2、雷蒙磨粉機(jī)
3、顎式破碎機(jī)
