粉碎工程最引人注意的是如何降低粉碎過程的能耗和鋼耗，也可以說是粉碎工程的最熱門的話題。粉碎作業(yè)可以粗分為破碎和磨碎兩個作業(yè)階段．兩者之間沒有明顯的界限，但根據(jù)世界各國百科全書的定義劃分，大多數(shù)以粉碎作業(yè)產(chǎn)品上限粒度來衡量。所謂破碎，原則上是上限粒度為3～5mm；粒度上限如≤3mm，多劃分為磨碎作業(yè)。就金屬礦山選廠而言，破碎和磨碎作業(yè)能耗約占全選廠能耗的50%～70%．鋼耗也占70%以上，因此粉碎工程的節(jié)能降耗就成為礦山節(jié)能降耗的焦點。我國學(xué)者宏力在1959年提出了多碎少磨觀點。是我國最早系統(tǒng)提出降低破碎作業(yè)產(chǎn)品粒度是提高球磨機處理能力觀點的人。這一觀點，已被粉碎界公認(rèn)為多碎少磨思想，已被礦業(yè)界所接受。
    實現(xiàn)多碎少磨，必須要有適合的工藝和優(yōu)質(zhì)的細(xì)碎和超細(xì)碎破碎機，本文僅就KX系雙腔層壓破碎機做一簡要評介，供參考。
1、雙腔層壓破碎機的過去現(xiàn)在和將來
    早在上世紀(jì)60年代初期，在德國就有類似于雙腔破碎機的報道，德國人稱其為Rotex破碎機。后來，就很少再報道了。筆者認(rèn)為其在結(jié)構(gòu)和規(guī)格上的一些問題未能很好解決致使其擱淺了。
    20世紀(jì)80年代初期，南方以中南大學(xué)張智鐵教授為主開發(fā)了回轉(zhuǎn)顎式破碎機，其定義范圍是顎式破碎機，其性能規(guī)格按顎式破碎機定型用于中小礦山的粗碎，后來由于存在一系列問題未能解決而改向細(xì)碎作業(yè)稱為雙腔回轉(zhuǎn)顎式破碎機，在南方有一定推廣。
   幾乎與此同時，中國北方以徐正一和王梓奇先生為主，對雙腔破碎機進行了深入研究，經(jīng)過了幾代改進，至2006年發(fā)展到第五代雙腔層壓破碎機，發(fā)明人徐正一等人注冊北京跨新粉體工程科技有限公司以自己的創(chuàng)新技術(shù)生產(chǎn)自己的技術(shù)產(chǎn)品，稱為KX系列雙腔層壓破碎機。
    北京跨新粉體工程科技有限公司推出的第五代KX系列雙腔破碎機產(chǎn)品，充分體現(xiàn)了層壓破碎（料層破碎或顆粒間破碎）作用，使此產(chǎn)品性能大幅度提高，故稱為雙腔層壓破碎機。目前，雙腔層壓破碎機最大規(guī)格為1200型，其生產(chǎn)能力相當(dāng)于∮1200型圓錐破碎機，所以只能定位于中業(yè)企業(yè)的中碎、細(xì)碎作業(yè)，能否向更大規(guī)格發(fā)展進一步取代更大型圓錐破碎機是雙腔層壓破碎機今后發(fā)展的主要方向。
2、為什么要開發(fā)雙腔層壓破碎機
    要實現(xiàn)多碎少磨的目標(biāo)，選用生產(chǎn)效能高和細(xì)碎性能好的高效細(xì)碎機是關(guān)鍵所在，在生產(chǎn)實踐中那些傳統(tǒng)的壓縮式細(xì)碎機如細(xì)碎顎破機和傳統(tǒng)圓錐破碎機其生產(chǎn)效率和細(xì)碎性能已滿足不了現(xiàn)代選廠的要求。而傳統(tǒng)沖擊式破碎機如錘式破碎機和反擊破碎機，由于工作部件的磨損率為壓縮式破碎機的10倍，而能量利用率僅是壓縮式破碎機的一半，所以對大量中硬以上物料的破碎一般不會被采用。
    為滿足現(xiàn)代選廠對優(yōu)秀細(xì)碎機的需求，國內(nèi)外的破碎機研發(fā)單位和著名破碎機制造廠商也為此投入大量人力物力進行了卓有成效的工作。在選擇開發(fā)方向時，被所有專家達成共識的有兩點：第一是采用連續(xù)漸進破碎，使機器達到最高的工作效率；第二是運用層壓破碎原理，充分發(fā)揮層壓破碎的次級破碎作用獲得極高的破碎率和極好的細(xì)碎效果。就目前已知眾多新研發(fā)的細(xì)碎機中，成熟而可靠并已真正達到上述共識目標(biāo)的高效細(xì)碎機，有國外幾種類型圓錐破碎機，如Sandvik H系列圓錐破碎機、MeLsoHP圓錐破碎機、Cedarapids MVP圓錐破碎機和國內(nèi)北京跨新粉體工程科技有限公司推出的KX系列雙腔層壓破碎機都達到了上述兩點共識的目標(biāo)，兩種機器的區(qū)別在于其工作部件一個是做豎向懸掛旋擺運動，另一個是做橫向旋擺運動。
3、層壓破碎機工作原理
    眾所周知，固體物料受外界壓力時產(chǎn)生壓力變形，形成內(nèi)部應(yīng)力集中，當(dāng)應(yīng)力達到一定的破壞應(yīng)力時，顆粒就會在最弱處首先發(fā)生破裂和粉碎。
    在破碎機的生產(chǎn)實踐中，層壓破碎的概念是巖石顆粒的破碎不僅發(fā)生在顆粒與襯板之間。同時，也大量發(fā)生在顆粒與顆粒之間。其特征是在破碎室的有效破碎段形成高密度的多個顆粒層，將破碎功充分地作用于巖石顆粒群，充分發(fā)揮層壓破碎和次生破碎作用獲得極高的破碎率（次生破碎是利用巖石破碎過程中所產(chǎn)生的強大碎片飛濺動能對相鄰巖進行再破碎）。這時即便是在比較大的排口間隙，也能大量生產(chǎn)細(xì)粒產(chǎn)品，因此，顯現(xiàn)出驚人的高產(chǎn)量和細(xì)產(chǎn)品。除此之外，那些強度低的針、片狀巖石被首先破碎，故能生產(chǎn)出篩分率高和優(yōu)粒形產(chǎn)品。層壓破碎機正是接著上述原理進行設(shè)計，所以該機具有優(yōu)化的破碎形狀，配以最佳的機械狀態(tài)參數(shù)，真正做到使高能化層壓破碎完全實現(xiàn)，并表現(xiàn)出與眾不同的優(yōu)越性。
    因不同用戶有不同粒形要求，層壓破碎機設(shè)計有不同形狀的襯板以供選擇，提供不同腔型而產(chǎn)出不同大小不同形狀的產(chǎn)品。
    雙腔層壓破碎機的工作部件是一個高速擺轉(zhuǎn)的破碎輥，見圖1。該輥與左右對稱設(shè)置的一對曲線形破碎板偶合組成2個鉗料好的優(yōu)化破碎腔。破碎輥通過軸承裝于主軸的偏心位置上，電動機驅(qū)動主軸轉(zhuǎn)動，在主軸偏心的作用下使破碎輥做旋擺運動，使之產(chǎn)生強勁的循環(huán)壓力，連續(xù)漸進對2個破碎室中的巖石交替進行破碎，產(chǎn)品從2條排料口不斷排出。
4、KX系列雙腔層破碎機
4.1破碎機結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點
    通過工業(yè)驗證，層壓破碎機與目前生產(chǎn)中廣泛使用的顎式破碎機比較，具有以下幾方面優(yōu)點：
    (1)工作效率高。顎式破碎機是單破碎腔結(jié)構(gòu)的機器，所以只能采取低效率的間斷工作方式，當(dāng)電機帶動主軸每轉(zhuǎn)動一周，只有一半是工作行程，這種間斷工作方式使電機負(fù)載不能保持均衡，所以不能充分利用電機能耗作功。該機只有一條長度與機寬相等的排料口，這就限制了排料量，這些都是嚴(yán)重制約顎式破碎機高效工作的瓶頸。層壓破碎機是雙破碎腔結(jié)構(gòu)的破碎機，它改變了單腔顎式破碎機間斷工作方式，使機器高效連續(xù)工作。雙腔結(jié)構(gòu)比同寬度單腔破碎機的排料口長度增加1倍，創(chuàng)造了優(yōu)越的排料條件，它的高效連續(xù)工作，使運轉(zhuǎn)中的機器能連續(xù)排料，使電機保持較均衡的負(fù)載，使驅(qū)動電機更能充分發(fā)揮能效。
    (2)細(xì)碎性能好。雙腔層壓破碎機是層壓破碎機械，由于多層顆粒之間的相互作用，使針、片狀顆粒大大減少，其獲得的高破碎率使細(xì)粒產(chǎn)品增多。又由于該機破碎輥的高速擺轉(zhuǎn)，提供了很高的擺動頻率，使已被破碎的物料在向排料口下落的過程中要經(jīng)過更多次的破碎，從而使產(chǎn)品粒度大大降低。最后一個因素是高能化帶來的細(xì)產(chǎn)品，其原理是：“當(dāng)給料塊度一定，產(chǎn)品越細(xì)，所消耗的能量越多，即產(chǎn)品細(xì)粒級含量百分?jǐn)?shù)與輸入功率成正比。要獲得
列多的細(xì)粒產(chǎn)品，則應(yīng)給予更多的能量，而不一定是更小的排料口。”雙腔層壓破碎機是高能化的層壓破碎機，可以對物料施以充分的破碎功，所以能生產(chǎn)出更多的細(xì)產(chǎn)品。以上3個因素共同保證雙腔層壓破碎機是細(xì)碎性能極好的細(xì)碎機械。
    (3)節(jié)能明顯。顎式破碎機是靠動顎板移近時才能使物料破碎。其破碎力同時作用于破碎腔中所有物料，這就需要很大破碎力才能將大量物料一次性作用使破碎完成。在動顎板移開時排出物料，不產(chǎn)生破碎作用，因此，能量利用率比雙腔層壓破碎機低50%；雙腔層壓破碎機在破碎物料時，破碎輥做旋擺運動。其破碎作用力主要發(fā)生在破碎輥的偏心位置的循環(huán)擺動又形成漸進破碎的過程，因為破碎力只集中作用于破碎腔中某區(qū)段的較少物料，所以工作時使用的最大破碎力比顎破機小得多，而連續(xù)工作又比間斷工作的能量利用率高得多，所以具有明顯的節(jié)能效果。
    (4)鋼耗小。顎式破碎機的動顎在工作時做復(fù)合運動，其垂直運動行程是水平行程的2倍，垂直行程雖有促進排料作用，但會使齒板與物料之間造成嚴(yán)重的大行程的直接摩擦，這是顎破機齒板磨損大的主要原因。加上機器排料口處是強磨損區(qū)，使該處磨出橫向深溝槽，這些局部嚴(yán)重磨損會造成整塊齒板使用壽命不理想，這都將嚴(yán)重影響耐磨件的使用率，一般只占20%～30%。雙腔層壓破碎機的破、碎輥用耐磨性好的特種鋼制成，它的主軸與破碎輥之間有軸承連接，輥面可自由轉(zhuǎn)動，當(dāng)輥面與物料產(chǎn)生磨擦?xí)r該輥會產(chǎn)生與摩擦阻力方向相同與偏心軸轉(zhuǎn)動方向相反的回轉(zhuǎn)，大大減小了物料與輥面之間由于相對運動所產(chǎn)生的直接磨擦，這種回轉(zhuǎn)還能使輥面得到均勻利用，克服了被局部嚴(yán)重磨損的現(xiàn)象發(fā)生，降低磨擦和均勻摩損，故可大幅度延長耐磨件的使用壽命。讓低鋼耗為企業(yè)帶來低使用成本。
    (5)1作時振動小。顎式破碎機由于有肘板支承結(jié)構(gòu)和動顎復(fù)擺運動造成垂直方向的大行程，所以工作時振動大，機器必須固定3倍于機重的混凝土基礎(chǔ)上；雙腔層壓破碎機無肘板支承結(jié)構(gòu)，破碎輥工作在動平衡回轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以工作時振動小、噪聲低。可在無基礎(chǔ)的鋼架上平衡工作。
    (6)維護簡單。雙腔層壓破碎機零部件承裝部位都采用脹套連接，所以拆裝十分方便，反復(fù)拆裝也不會影響緊配度。該機排料口調(diào)整容易，整機采用潤滑脂潤滑，所以維護簡單使用成本低。雙腔層壓破碎機超凡的技術(shù)性能可大幅度提高破碎作業(yè)的效率和質(zhì)量，使選礦廠在多碎少磨的流程中體會到高效益的實惠。低鋼耗和低能耗盡顯低本生產(chǎn)帶來的好處。
    雙腔層壓破碎機的技術(shù)性能．見表1。
    對表2的4種機型進行比較后看出，雙腔層壓破碎機的性價比最高。雙腔層壓破碎機的技術(shù)參數(shù)與美國高效圓錐破碎機相當(dāng)，但售價僅是美國機器的28%，使用成本僅是美國機器的20%（以上各種細(xì)碎機的售價是以2006年10月各廠家的實際售價為計算值）。國產(chǎn)短頭彈簧圓錐破碎機的生產(chǎn)能力比雙腔層壓破碎機存在一定差距，兩機售價相近，但使用成本短頭圓錐破碎機高出4倍。細(xì)碎顎破機的細(xì)碎性能和生產(chǎn)能力與雙腔層壓破碎機相距較大，即便售價低，和使用成本相同，但技術(shù)性能不在一個水平上。在“多碎少磨”高效流程中，細(xì)碎設(shè)備性能的好壞起到致關(guān)重要的作用，選用雙腔層壓破碎機能突出體現(xiàn)高效碎磨流程的優(yōu)越性，高性價比的細(xì)破碎機將更具經(jīng)濟價值。
5、生產(chǎn)實踐（部分）
5.1河北中山溝金礦
    該礦原設(shè)計能力為50 Ud，采用雙動顎式破碎機作為二段細(xì)碎閉路作業(yè)。由于多種原因，流程一直不暢，生產(chǎn)不正常，產(chǎn)品合格率低，企業(yè)出現(xiàn)虧損。1994年7月購進l臺150×350雙腔回轉(zhuǎn)破碎機，取代雙動顎式破碎機用于細(xì)碎，閉路后使人磨粒度降至-6 mm，從而使日處理能力增到SO Ud以上，每天回收黃金60 g，生產(chǎn)成本大幅度降低，僅兩個月使一舉扭虧為盈，經(jīng)濟效益十分明顯。
    該礦1996年為擴大生產(chǎn)規(guī)模，新上一條生產(chǎn)線，仍選用150×350雙腔回轉(zhuǎn)破碎機作為二段細(xì)碎，突破本條生產(chǎn)線產(chǎn)量I倍以上，達到日產(chǎn)量120噸以上。目前該礦效益大增，面貌煥然一新，生產(chǎn)蒸蒸日上。
5.2陜西寧強東皇溝鉛鋅礦
    該礦設(shè)計能力日處理礦石50t/d，破碎采用兩段開路流程，一段用250 x 400顎式破碎機，二段用150×750細(xì)碎顎工破碎機。運行情況不夠理想，細(xì)碎顎式破碎機電耗大(電機為l5 kW)、產(chǎn)量低、易損件更換較頻繁，產(chǎn)品粒度一般為- 20 mm，甚至更大。1995年1月改用150×350雙腔回轉(zhuǎn)破碎機替代細(xì)碎顎式破碎機，仍為兩段開路破碎，其破碎產(chǎn)品粒度降低- 15 mm以下，處理能力每班比原來增加10 t以上，使用一年半僅更換過兩次齒板，維修也很方便。該礦計劃新上一條銅礦生產(chǎn)線，仍準(zhǔn)備采用雙腔回轉(zhuǎn)破碎機。
5.3某水泥廠
    該廠破碎流程為兩段開路，原用150 x 750細(xì)碎顎式破碎機，用于細(xì)碎水泥熟料。使用情況是：產(chǎn)量低、能耗高、產(chǎn)品粒度大，且不易保證，一般為- 20mm左右。1994年11月改用100×700雙腔回轉(zhuǎn)破碎機取代細(xì)碎顎式破碎機，仍用兩段開路破碎，產(chǎn)量提高2倍以上，單位產(chǎn)量約為1 kW-h左右，產(chǎn)品粒度全部在-15mm以下，使磨礦機效率提高10%～20%。
5.4其他有關(guān)廠礦
    除上述典型例子外，還有許多礦山，例如某礦山原破碎流程為兩段一閉路粗碎用400×600顎式破碎機，細(xì)碎用DYB600標(biāo)準(zhǔn)彈簧圓錐破碎機。由于產(chǎn)量小，破碎產(chǎn)品粒度大，一般為- 20 mm，因此日處理能力受到限制，僅為90t/d左右。
用100×700雙腔回轉(zhuǎn)破碎機取代標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機，閉路后破碎產(chǎn)品粒度降至- 12 mm，使日處理能力從原來的90t/d增加到180t/d，提高l倍。使用維護也比圓錐破碎機方便。根據(jù)該礦篩析資料可知，當(dāng)排礦口調(diào)至8 mm以下，完全可以獲得- 15mm占95%以上的破碎產(chǎn)品。
    除以上幾個礦山外，還有河南安陽水泥廠、京都昌黎黃金冶煉廠、陜西勉縣鉛鋅礦、甘肅小西弓金礦、河北響水溝金礦、包鋼公益明鐵礦、新疆哈密紅星廠、湖南湘潭電化廠等諸多廠礦，使用雙腔回轉(zhuǎn)破碎機后，均取得了比較好的經(jīng)濟效果。  。
    第三代雙腔回轉(zhuǎn)破碎機還遠(yuǎn)銷國外，僅19年就向泰國出口了40余臺l00×700雙腔回轉(zhuǎn)破碎機。香格安樂鉛鋅礦采用2臺PC900破碎機用于中細(xì)碎，至今已使用5年之久，破碎效果使該選礦廠節(jié)能達到國家要求，降耗也非常可觀。
    石家莊鹿泉水泥廠采用一臺900第四代雙腔破碎機，破碎水泥及物料，使熟料磨機產(chǎn)量提高30%。
    山東某金礦使用了第四代PC900破碎機，經(jīng)考查測試，當(dāng)排料口12 mm時，破碎機處理能力為74t/h，產(chǎn)品中- 12 mm粒級產(chǎn)率為69.81%，單產(chǎn)能耗為0.68 kWh -t產(chǎn)品。
    第五代KX系列雙腔層壓破碎機在衡水硅塊廠(360型)．北京延慶銅礦（520型），青海若羌鉛鋅礦(360型)，云南香格里拉神龍礦業(yè)公司選礦廠(720型)．瓦房子鐵礦(900型)，昌邑鐵礦（900型）等處都已安裝使用，都表現(xiàn)明顯優(yōu)越細(xì)碎性能，使球磨機人磨粒度大幅度降低，用戶節(jié)能降耗效果明顯。
    北京跨新粉體工程科技有限公司創(chuàng)建一周年已銷售第五代雙腔層壓破碎機近50多臺，至今未有客戶要求進行售后服務(wù)事宜。
6、結(jié)束語
    KX系列雙腔層壓破碎機是21世紀(jì)初的高科技產(chǎn)品，已獲得國家科委創(chuàng)新基金支持，列為創(chuàng)新產(chǎn)品開發(fā)推廣產(chǎn)品。它完美實現(xiàn)層壓破碎作用，使用戶獲得良好的經(jīng)濟效益，是節(jié)能降耗的新型高效細(xì)碎機。跨新公司在未來發(fā)展中將開發(fā)1200型和1500型大型雙腔層壓破碎機，以適應(yīng)客戶需要。