破碎和磨礦的作用原理表明，強化破碎，盡量降低入磨粒度，是提高碎磨效率、降低選礦成本的重要途徑。世界上約12%的電能用于粉碎物料，其中大約15%用于破碎，85%以上消耗于磨碎。由于破碎機與磨機相比金屬消耗量和電耗較少，運轉維護簡單，而且磨機的效率約為破碎機效率10%。因此經過多年的實踐和總結，粉碎領域正大力提倡“多碎少磨”的工藝流程，即降低破碎產品最終粒度，增加細粒級在破碎產品中的含量，從而提高磨機的處理能力，達到降低電耗和金屬消耗量、減少成本、增加經濟效益的目的。
1、入磨粒度與破磨成本的關系
物料破碎是礦物及土石質原料加工必不可少的工藝過程，這個過程是用外力（人力、機械力、電力、化學能、原子能等）施加于被破碎物料上，克服物料分子間的內聚力，使大塊物料分裂成若干小塊的過程。破碎的目的是：達到合格產品粒度，為下道工序提供原料；使物料中有用成分解離，為選別的除雜提純創造條件；增加原料的比表面積。
如何確定最佳入磨粒度，粉碎領域經過幾十年的研討，提出以下幾種方法： (1)羅蘭方法：最佳人磨粒度與功指數的平方根成反比。硬而難磨的礦石最佳入磨粒度應小些，軟而易磨的礦石最佳入磨粒度可大些。人磨粒度大于最佳值，磨機效率會降低。 (2)奧列夫斯基方法：在適宜磨礦條件下，入磨粒度降低，磨機生產能力提高。 (3)邦德方法：按照邦德功耗理論分別計算破碎和磨礦的能耗，得出在入磨粒度為-13mm時，破磨總能耗最低。(4)沙伐哈特金方法：選廠的生產率越高，則由入磨粒度的降低而產生的經濟效益越大。
圖1表示破磨成本與入磨粒度關系，在一定工況條件下，存在一個最佳人磨粒度，此時破磨成本最低。入磨粒度大于最佳人磨粒度時，降低入磨粒度，破碎作業增加的成本小于磨礦作業降低的成本，破磨總成本降低；如果把入磨粒度降得比最佳人磨粒度更小，則破碎作業增加的成本大于磨礦作業降低的成本，破磨總成本增加。以前由于破碎設備的局限，一般選廠入磨粒度為-25mm．隨著新理論和新技術的應用，新型破碎設備不斷出現，最佳人磨粒度越來越小，破磨總成本不斷降低。根據目前國際先進破碎設備可以達到的水平，在不同工況下最佳人磨粒度為6～10mm。
合理配置破磨作業工藝流程，改進現有破碎機的結構及進行參數優化，提高設備性能，簡化和改革破碎工藝流程，降低入磨粒度，已經成為各國實現“多碎少磨”目標的研究課題。而實現這一目標的最有效、最經濟的方法就是設計研制大破碎比、高效、低耗的新型破碎設備。
2、慣性圓錐破碎機
慣性圓錐破碎機是俄羅斯研制的破碎領域具有革命性突破的新型節能細碎設備，以其先進的破碎理論、獨特的設計思路、合理的機械結構和優良的性能代表了當前世界圓錐破碎機的最高水平，能夠有效降低入磨粒度，很好地滿足“多碎少磨”新工藝的要求。
慣性圓錐破碎機的結構如圖2所示。慣性圓錐破碎機機體通過隔振元件座落在底架上，工作機構由定錐和動錐組成，錐體上均附有耐磨襯板，襯板之間的空間形成破碎腔。動錐軸插入軸套中，電動機的旋轉運動通過傳動機構傳給固定在軸套上的激振器，激振器旋轉時產生慣性力，迫使動錐繞球面瓦的球心做旋擺運動。在一個垂直平面內，動錐靠近定錐時，物料受到沖擊和擠壓被破碎，動錐離開定錐時，破碎產品因自重由排礦口排出。動錐與傳動機構之間無剛性聯接。
慣性圓錐破碎機是利用料層粉碎原理、能實現“選擇性破碎”的新型高效細碎設備，已應用于多行業的物料破碎。慣性圓錐破碎機主要特點如下：
(1)具有良好的“料層選擇性破碎”作用。由于是擠滿給料，被破碎物料在破碎腔中承受全方位的擠壓、剪切和強烈的脈動沖擊作用，料層內顆粒相互作用，造成顆粒間的強制自粉碎。料層阻止破碎腔的襯板直接接觸，防止襯板互相研磨，避免研磨下來的金屬污染被破碎的物料，從而使研磨體耗量大大降低，僅為棒磨機的1/19。單位破碎比功耗僅為普通設備的50%左右。
(2)可破碎硬度非常大的脆性物料。如金剛石、碳化硅、剛玉、燒結高鋁礬土、磁性材料、錳鐵、冶金爐渣、高冰鎳等。
(3)破碎比大，產品粒度可調。調節偏心靜力矩、激振器轉速和排料間隙等參數，可以方便地調節所需的破碎比。根據需要有效地防止過粉碎，提高某粒級的產率或相反增加細粉的產量。
(4)技術指標穩定，襯板磨損對產品粒度影響不大。
(5)良好的“過鐵保護”性能。由于動錐與傳動機構之間無剛性聯接，如果物料中混入不可破碎的物體，不會破壞傳動系統和主機。
(6)操作安裝方便。由于整機采用二次隔振，振動小，安裝時不需要龐大基礎和地腳螺栓；該機充滿給料，滿負載啟動和停車，操作、檢測和控制十分方便。
(7)簡化破磨流程，實現“多碎少磨”，減少輔助設備臺數。由于破碎比大，產品粒度細，可實現開路破碎，減少破碎段數，降低入磨粒度，無需很多輔助設備，大大節省設備和基建投資。
(8)應用范圍廣�？蓮V泛應用于礦山、冶金、建材、磨料、加工等領域。俄羅斯、哈薩克斯坦、中國、日本等均有應用，得到了用戶及業內人士的認可，創造了顯著的社會經濟效益。
北京凱特破碎機有限公司現生產的慣性圓錐破碎機技術參數如表1。
3、GYP-1200慣性圓錐涮己碎機生產應用
3.1 GYP-1200慣性圓錐破碎機在鞍山鐵礦的應用
3.1.1礦石性質
鞍鋼集團某選廠所處理的鐵礦石，是東鞍山鐵礦供給的鞍山系沉積變質巖，即所謂“鞍山式含鐵石英巖”，礦石質地致密，浸染粒度較細，一般為0.04～0.2mm，最細為0.004mm，需磨至-74um占85%~90%才能基本達到單體分離。礦石硬度f=17—18，密度為3.4g/cm．主要鐵礦物為赤鐵礦、磁鐵礦、褐鐵礦、鏡鐵礦等，脈石礦物主要為石英，其次為角閃石、綠泥石等。
3.1.2原破碎生產工藝流程考察
該選廠原采用四段閉路破碎生產工藝流程見圖3．破碎流程最終產品粒度見表2。原破碎生產工藝流程存在的主要問題是： (1)破碎流程最終產品粒度大，-12mm含量在80qo以下，加權平均粒度為8.7mm，難以實現多碎少磨的目標，能耗高，工藝流程長，破碎段數多。 (2)礦石難破碎，尤其是-30mm的礦石特別難破碎。
3.1.3新破碎生產工藝流程方案設計
新的破碎生產工藝流程采用兩段破碎，如圖4所示。粒度為-350mm的原礦給入PE400x600顎式破碎機，破碎產品經過振動篩，+12mm的物料進入GYP-1200慣性圓錐破碎機，-12mm的物料進人粉礦倉。因為CYP-1200慣性圓錐破碎機產品粒度小，實行開路破碎，產品直接進入粉礦倉。
3.1.4生產應用
從2005年11月6日起正式開車，至2006年2月15日．GYP-1200慣性圓錐破碎機運行情況良好，達到了生產要求。在生產應用中多次取樣測試，GYP-1200慣性圓錐破碎機主機轉速為590r/min時，電流250～290A，產量為67.1～79.2tjh，在給料粒度為-1+10mm時產品篩分粒度見表3。GYP - 1200慣性圓錐破碎機的破碎產品中，-10mm含量在80%以上，加權平均粒度在4.9mm以下。
3.2 GYP-1200慣性圓錐破碎機在東川銅礦的應用
3 .2.1礦石性質
東川銅礦某選廠處理礦石屬層狀銅礦，包括變質巖和砂頁巖，礦物主要成分為輝銅礦、斑銅礦、黃銅礦，銅品位約為1.0%。硫化礦物以黃銅礦、斑銅礦為主，脈石以白云石為主；氧化礦物以孔雀石、硅孔雀石為主，脈石以白云石為主。
3.2.2原破碎生產工藝流程考察
東川銅礦某選礦廠最早1960年5月正式投產，階段磨礦集中選別，分級精選，磨礦細度86%為-74ym。該選廠原采用三段閉路破碎生產工藝流程見圖5，破碎流程最終產品粒度為見表4。原破碎生產工藝流程存在的主要問題是： (1)破碎流程最終產品粒度大，能耗高，難以實現“多碎少磨”的目標。 (2)工藝流程較長，維護成本高。
3.2.3新破碎生產工藝流程方案設計
新的破碎生產工藝流程采用兩段破碎，如圖6所示。粒度為-350mm的原礦給入PD600x900外動顎顎式破碎機，破碎產品經過振動篩，+12mm的物料進入CYP-1200慣性圓錐破碎機，-12mm的物料進入粉礦倉。因為GYP-1200慣性圓錐破碎機產品粒度集中，加權粒度小，實行開路破碎，產品直接進入粉礦倉。
3.2.4生產應用
從2007年7月起正式開車至2008年9月，兩臺CYP -1200慣性圓錐破碎機運行情況良好，達到了生產要求。在生產應用中多次取樣測試，GYP-1200慣性圓錐破碎機主機轉速為590r/min時，電流240~300A．產量為70.2—82.5t/h，在給料粒度為-1+10mm時產品篩分粒度分布見表4。
GYP - 1200慣性圓錐破碎機的破碎產品中，-10mm含量在85%以上，加權平均粒度在4.5mm以下，極大地降低了礦石人磨粒度，減少磨礦時間，經濟效益顯著。
4、結語
1)采用GYP-1200慣性圓錐破碎機后，破碎流程由原來的三段閉路或四段閉路破碎簡化為兩段開路破碎，工藝流程簡化，土建和施工量小，節省了投資成本和運轉費用。
2) GYP-1200慣性圓錐破碎機破碎產品加權平均粒度在4.9mm以下，比原破碎生產工藝流程最終產品下降40%以上，入磨粒度極大降低。
3) GYP-1200慣性圓錐破碎機在鞍山及東川的成功應用表明，該機能有效降低入磨粒度，實現“多碎少磨”，極大地降低了電耗鋼耗，經濟效益顯著。
4)由于CYP-1200慣性圓錐破碎機的采用，破碎磨礦流程得到簡化，節省了設備及基建投資，具有十分顯著的經濟效益和社會效益。采用慣性圓錐破碎機改造金屬礦山選廠可實現開路破碎，降低球磨機的入磨粒度，增產節能降耗；同時，由于慣性圓錐破碎機具有“選擇性破碎”作用，用于冶金爐渣的破碎效果也非常理想，GYP-1200慣性圓錐破碎機用于銅渣破碎生產線正在建設中。
