廢鋼鐵為鋼鐵生產(chǎn)中唯一能替代鐵礦石的原料，最大限度地開發(fā)應(yīng)用廢鋼鐵資源是鋼鐵工業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、緩解鐵礦石資源危機(jī)的重要途徑。我國(guó)目前廢鋼循環(huán)利用率為19.9%，遠(yuǎn)低于世界平均水平的48.3%。國(guó)外廢鋼處理產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)是以廢鋼破碎分選處理為龍頭，利用環(huán)保、機(jī)電一體化等高新技術(shù)，開發(fā)新型廢鋼鐵綜合處理技術(shù)，可形成環(huán)保產(chǎn)業(yè)及新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。廢鋼破碎機(jī)在廢鋼資源循環(huán)利用工程中，起著至關(guān)重要的作用，具有很好的應(yīng)用發(fā)展前景。本文對(duì)廢鋼破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了介紹，并論述了國(guó)內(nèi)外廢鋼破碎機(jī)的開發(fā)和應(yīng)用情況。
1、廢鋼破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理
錘式破碎機(jī)是廣泛應(yīng)用的廢鋼破碎設(shè)備。按轉(zhuǎn)子布置方式不同，錘式破碎機(jī)分為立式和臥式兩種，如圖l(a)和圖l(b)所示。立式破碎機(jī)的特點(diǎn)是外形尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊。與臥式破碎機(jī)相比，其功率和生產(chǎn)率較低，破碎后回收鋼的堆積密度較大。立式破碎機(jī)的代表是德國(guó)的Henschel破碎機(jī)，在該設(shè)備中裝有預(yù)碎裝置，用于預(yù)處理大尺寸回收鋼料。臥式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)子為水平布置，其特點(diǎn)是傳動(dòng)功率和生產(chǎn)率高。與立式破碎機(jī)相比，臥式破碎機(jī)的應(yīng)用更廣泛，世界上現(xiàn)有回收鋼破碎機(jī)中90%以上為臥式錘式破碎機(jī)，立式和臥式廢鋼破碎機(jī)的主要參數(shù)如表l所示。
臥式廢鋼破碎機(jī)主要由轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、給料裝置、排料裝置、主傳動(dòng)裝置、除塵裝置、主機(jī)殼體和內(nèi)襯組成，如圖2所示。其中轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是廢鋼破碎機(jī)的核心部件，典型的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)如圖3所示。轉(zhuǎn)子系統(tǒng)由多個(gè)圓形錘盤、錘盤之間可自由旋轉(zhuǎn)的錘頭和若干隔套構(gòu)成。錘盤的內(nèi)孔采用與主軸形狀相同的方形孔結(jié)構(gòu)，防止錘盤在轉(zhuǎn)子運(yùn)行過程中發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而造成磨損。主軸兩端由兩個(gè)大型滾子軸承支撐。圓盤式轉(zhuǎn)子系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)：1)可有效處理密度較大的廢鋼；2）不可破碎物不易進(jìn)入主機(jī)內(nèi)，而被擋在加料斜口，易于取走；3）分布在錘盤之間的多個(gè)錘頭工作時(shí)錯(cuò)落有序，破碎廢鋼高效；4）在錘頭間隙處安裝的隔板既可提高錘盤的使用壽命，同時(shí)也為飛輪儲(chǔ)存能量，提高錘頭對(duì)廢鋼的打擊撕碎能力。
廢鋼破碎機(jī)的機(jī)身采用特厚鋼板加斜撐的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，能確保機(jī)器強(qiáng)力破碎的超負(fù)荷要求。襯板、錘頭采用特殊耐磨材料，提高了使用壽命。錘頭采用活動(dòng)安裝結(jié)構(gòu)，一旦遇到不可破碎物誤入破碎機(jī)內(nèi)，可以甩過而避開，同時(shí)可打開破碎機(jī)專置的不可破碎物排放門，將其從機(jī)內(nèi)排除，從而降低對(duì)機(jī)器的破壞程度。
廢鋼破碎機(jī)是利用錘頭的高速?zèng)_擊作用，對(duì)廢鋼進(jìn)行破碎的機(jī)械。廢鋼破碎機(jī)轉(zhuǎn)子在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)，用其上沿轉(zhuǎn)子周向和軸向布置的錘頭輪流擊打進(jìn)入破碎腔內(nèi)的廢鋼，在襯板與錘頭之間形成的空間，將廢鋼撕裂成符合要求的破碎物。破碎的廢鋼從錘頭上獲得動(dòng)能，以高速?zèng)_擊篩條或其他廢鋼，小于篩條空隙的廢鋼從空隙中排到輸送機(jī)上，大于空隙的廢鋼在篩條上經(jīng)錘頭的多次沖擊和廢鋼之間的相互揉搓而破碎，達(dá)到合格粒度后從篩條空隙排出。
錘式廢鋼破碎機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)包括生產(chǎn)率、驅(qū)動(dòng)功率、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、破碎后廢鋼堆積密度和整機(jī)質(zhì)量等。錘式破碎機(jī)的生產(chǎn)率、回收金屬的機(jī)械特性與破碎錘數(shù)量、尺寸、錘重和錘頭幾何形狀、破碎機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、格篩排料面積以及機(jī)器的結(jié)構(gòu)形式有關(guān)。錘式破碎機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速取決于破碎回收金屬產(chǎn)成品的塊度及破碎錘頭所需的圓周速度，破碎錘的圓周速度一般在( 20~120) m/s之間。速度越高，回收金屬產(chǎn)成品的塊度越小。破碎機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速一般在( 300~1 000) r/min之間，但不得超過系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)數(shù)。錘式破碎機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率與破碎后回收鋼的塊度、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、飛輪速度及破碎機(jī)的生產(chǎn)率密切相關(guān)。
2、廢鋼破碎機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況
2.1國(guó)外發(fā)展情況
國(guó)外廢鋼破碎機(jī)的制造企業(yè)主要有美國(guó)的Newall公司，德國(guó)的hndemann公司、Henschel公司和日本的富士車輛會(huì)社等。從生產(chǎn)規(guī)模和技術(shù)先進(jìn)性看，Newall和Lindemann兩公司最具代表性。下面分別從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)性能方面做簡(jiǎn)單介紹。
Newall公司是美國(guó)最大的廢鋼破碎機(jī)制造商，它在20世紀(jì)60年代首先推出SHD型廢鋼破碎機(jī)。SHD型破碎機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)大致如下：1）主機(jī)殼體用特厚鋼板制造，內(nèi)襯為高錳鑄鋼件，可更換；2）主機(jī)轉(zhuǎn)子有11個(gè)鋼盤安裝于水平軸上，鋼盤圓周分布有6根銷軸，軸向懸有10個(gè)錘頭；3）主軸用滾珠軸承支承，循環(huán)油強(qiáng)制潤(rùn)滑冷卻，并裝有溫度傳感器；4）進(jìn)料口裝有超強(qiáng)力雙筒加料裝置，位置一高一低，同向旋轉(zhuǎn)，能將大件松散料逐漸壓扁，送人機(jī)內(nèi)。滾筒的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定了送料速度，它受主機(jī)馬達(dá)負(fù)荷電流反饋控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，確保主機(jī)處于最佳負(fù)荷狀態(tài)；5）不可破碎物進(jìn)入機(jī)體后，可由操作人員開啟排放門，將其排出機(jī)體，以免損壞破碎機(jī)。
Lindemann公司是廢鋼破碎機(jī)生產(chǎn)行業(yè)的后起之秀。它最初獲得美國(guó)Newall公司的特許制造權(quán)，與其合作生產(chǎn)廢鋼破碎機(jī)。針對(duì)因廢鋼中混有大塊重型構(gòu)件而導(dǎo)致破碎機(jī)本身或其后的輸送設(shè)備損壞的情況，Lindemann公司在20世紀(jì)80年代末推出了一種新型的廢鋼破碎機(jī)，即ZK型破碎機(jī)。這種機(jī)型的特點(diǎn)是：機(jī)體左上方懸掛有旋轉(zhuǎn)格柵，可向后方開啟；左下方設(shè)有活動(dòng)鐵砧，可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子錘頭與砧之間的間隙，從而獲得預(yù)期尺寸的破碎鋼片；旋轉(zhuǎn)格柵起到篩分和將不可破碎物排放的雙重作用；轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向與供料方向一致，物料進(jìn)入破碎機(jī)后，首先是保持在破碎腔上方；可破碎物進(jìn)入轉(zhuǎn)子與砧之間后被擊破撕裂成小塊，不可破碎物重型廢鋼將在轉(zhuǎn)子的驅(qū)動(dòng)下撞向活動(dòng)格柵，使其向后轉(zhuǎn)動(dòng)，從而離開了破碎機(jī)。
2.2國(guó)內(nèi)發(fā)展情況
隨著廢鋼資源的循環(huán)利用的市場(chǎng)需求，國(guó)內(nèi)對(duì)廢鋼破碎機(jī)的需求逐漸增加。深圳市泰瑞克思公司是經(jīng)營(yíng)大型廢鋼破碎機(jī)系統(tǒng)設(shè)備的公司，從美國(guó)Newall公司引進(jìn)了中國(guó)第一臺(tái)，也是世界上最大功率的7 457 kW廢鋼破碎系統(tǒng)。此外，廣州亞鋼鋼鐵有限公司也從Newall公司引進(jìn)了98104型廢鋼破碎機(jī)。
目前，國(guó)內(nèi)從事廢鋼加工設(shè)備生產(chǎn)的企業(yè)有湖北力帝公司、江蘇華宏公司、四川邦立公司和北方重工沈重集團(tuán)等。湖北力帝機(jī)床股份有限公司從美國(guó)Newall公司引進(jìn)了750 kW的破碎機(jī)與液壓雙滾筒碾壓機(jī)及其核心生產(chǎn)技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)生產(chǎn)出了破碎機(jī)與液壓雙滾筒碾壓機(jī)及整條廢鋼破碎生產(chǎn)線，而且正在設(shè)計(jì)研發(fā)2 200kW的重型廢鋼破碎生產(chǎn)線，以滿足冶金行業(yè)對(duì)大、重型廢鋼破碎生產(chǎn)線的需求。
北方重工沈重集團(tuán)基于多年設(shè)計(jì)制造錘式破碎機(jī)的豐富經(jīng)驗(yàn)，自主研發(fā)了FPY2026廢鋼破碎機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表2所示。
3、結(jié)束語
廢鋼處理是目前國(guó)家重點(diǎn)解決和大力支持的節(jié)能減排項(xiàng)目，廢鋼破碎機(jī)是廢鋼鐵加工的關(guān)鍵裝備，隨著廢鋼資源的不斷增多，廢鋼破碎機(jī)具有良好的應(yīng)用發(fā)展前景。
