引言

通过实施磨外预粉碎来大幅度降低入磨物料粒度，从而有效提高系统粉磨效率（即“多破少磨”）的理念，早已被广大粉磨工作者所接受。但在具体作业中影响磨机粉磨效率的因素很多，目前尚无成熟的理论可以简单便捷地应用，很多需要在具体的生产实践中，结合不同工艺条件加以分析研究。
现仅就磨外预粉碎合理的工艺选择及其设备选型中的几个共性的问题，进行概括分析如下：
一、磨外预粉碎最佳粒径的确定
预粉碎对磨机增产的量化计算公式，最早由浙江大学的王仁东教授在上个世纪五十年代所提出。
Q∝1/dA       ………（1）
式中：Q—磨机产量 t/h
dA —磨机喂料粒度 mm（指80%通过筛孔孔径）
x —指数，约0.25
（x值随着原料及工艺流程变化而不同。如：闭路水泥磨取0.10，生料磨和开路水泥磨取0.15，少数达0.20。）
通过邦德（Bund）公式及一系列修正值来计算更客观一些：
W=10Wi·（1/P-1/F）·A1·A2·A3·A4·A5·A6  …(2)
（A1、A2、A3、A4、A5、A6为校正系数）
Q=N/W     …………(3)
Q—磨机产量  t/h
N—磨机需用功率
假定下列参数，按公式（2）、（3）计算结果见表1-1
1.喂料粒度20 mm
2.熟料Wi=15  生料Wi=11
3.成品粒度：P·O42.5R为35μm，P·O32.5R为50μm，生料65μm
4.予破碎后入磨粒度分别为4、6、8 mm
 

从以上公式及表中所列计算值可以看出，降低入磨物料粒度可有效地提高磨机产量。

早在上世纪五六十年代，国内许多工厂采用予破碎这一措施，取得了磨机增产、电耗下降的工艺效果。当然由于受当时耐磨材料的局限，细碎机锤头磨损严重使用寿命短，随之而来破碎效果下降、综合费用升高而逐步放弃了预粉碎工艺。

值得提出的是：随着破碎粒度的减小，破碎电耗增加，粉磨电耗下降。在较大粒度时，粉磨电耗的降低幅度超过破碎电耗的增加，但在较小粒度时破碎电耗迅速增加，其增长幅度足以超过粉磨电耗的下降。因此，从技术经济角度来说，并不是破碎粒度越小越好，而是有一个合理的范围。要根据具体的工况条件，经济合理地选择入磨物料粒度。

d₁—d₂粉碎系统的经济粒度范围。

人们在生产实践中通过把大量数据统计分析，总结出了粉碎系统的经济粒度与磨机规格的经验关系。如北京水泥研究院认为：对大型磨机来讲，入磨物料的粒度与磨机的有效直径之比为0.005较为经济。我们认为这一经验数据是建立在以往传统破碎机基础上的概念。新的破碎机型、新的破碎理论产生后，特别是所谓超级耐磨材料应用与细碎机后，这一相对平衡关系已经被打破。

一系列新技术、新材料应用于细碎机后，我们给出的经济粒度关系是：

F₉₀=K·n·D_i    ……………（4）

F₉₀——入磨物料粒度（90%通过的筛孔孔径）

K——校正系数（与物料的易磨易碎性、工艺、装备、流程等有关）

n——磨机规格系数（0.0015—0.0035）大磨取上限、小磨取下限

D_i——磨机的有效内径

依据上述经验公式可以推导出目前较为理想的熟料入磨粒度详见表1-3

上表所提数据与文（3）中较为接近，也是我们多年在生产实践中总结出的经验数据。

二、磨外预粉碎工艺流程的选择

磨外预粉碎建立后，为磨机增产提供了有力的前提条件，许多企业收到了不错的效果。但有部分企业反映收效不明显，磨机增产节电的收益不足以抵消予粉

碎设备新增的动力和材料消耗费用 ；也有相当部分水泥厂新上细碎机后，磨机产量无明显变化，不得已将装好的予粉碎设备弃之不用或撤除，给企业造成了损失。据我们了解在熟料细碎方面，安装后又撤除的企业占所有使用熟料细碎机企业的80%以上。因此一部分人对磨外予粉碎产生了不同的看法，这无疑是“只见树木不见森林”的!而正是这种现象给予粉碎技术的推广和发展造成了严重的干扰和混乱

我们认为造成上述问题的原因，主要是预粉碎工艺流程和予粉碎主机选型（选型问题留待下文阐述）等一系列问题不当造成的。

磨外预粉碎的建立为磨机提供了更好的物料条件，但必须从根本上掌握了这种磨外预粉碎带来的变化规律，才能够充分发挥磨外预粉碎给磨机增产降耗所带来的潜力，更大幅度地提高粉磨效率。

1937年俄国科学家提出了经典粉磨动力学公式：

R=R₀·eˉk·t     ………(4)

R—粉磨时间后某一粗颗粒级的累计筛余百分数

R₀—粉磨开始时粗级别含量，一般以100%计。

e—自然对数的底

k—比例系数

t—粉磨时间

1954年L·Bass导出了当代基本粉磨动力学公式：

(d/d_t)·[M_i（t）]=S_i M_i（t）+∑B_ijS_jM_j（t）…(5)

                                                         j=1

                                                         i≥1

M_i、M_j——表示粒度i、j在总颗粒质量W中的重量百分数

S_i、S_j——表示粒度i、j的单位粉碎速率

B_ij——表示粒度j粉碎至粒度i的重量百分数

t—粉碎时间

公式⑷、⑸阐明了一个基本的粉磨规律，即“在粉磨过程中初期粗级别含量高，粉磨速度快，随着粉磨时间的增加粗级别含量减少，粉磨速度变慢”。对此可简单地归纳为以下经验公式：

V=dR/dt=n·R    ………(6) 

广东省某企业Ф2.6×13m水泥磨，配置郑州鼎盛工程技术有限公司出品的PCF70细碎机，加装Ф1.2×4m回转筛前后的效果对比表2-1 （详见下页）

表2-1

 由此可见，采用预粉碎装备是否控制超粗颗粒。，对系统的增产节能效果的影响非常大。一般来讲，预粉碎采用闭路工艺可使系统增产幅度成倍加大，同时节电效果也基本成倍。而增加筛分装置的投资通常只占总技改投资的10%左右。

   在此我们推荐理想的预粉碎系统是：（详见下页示意图）

有条件的筛分设备以使用旋振筛为好，筛孔尺寸应根据细碎机能力、筛机筛分效率来确定。一般宜在表1-3所推荐经济粒度范围内，最多不宜超过其20%。

三、磨外予粉碎主机设备的选型

广义上讲许多粉碎设备均可作为磨前予粉碎设备。目前主要用于矿石粉碎的机械类设备，主要有两大分支、八大类别、几十个系列数百个品种规格。