1、有色烧结、破碎工段工艺流程及设备工作原理
1.1工艺流程
精矿配料（电子皮带称）-精矿混合、制粒（一混、二混）一精矿烧结（烧结机）一烧结块粗碎（单轴破碎机）一烧结块中碎（齿辊破碎机）一筛分（振动筛）一筛上物：合格烧结块（块度120～60mm）进鼓风炉；筛下物：小块度的烧结块(块度<60mm)-烧结块细碎（波纹辊破碎机、光面辊破碎机两段破碎）一做返粉进入配料系统。齿辊破碎机主要用于单轴破碎机粗破之后烧结块的再次破碎（简称为中碎）。
1.2齿辊破碎机工作原理
两个破碎辊在传动装置的驱动下相向转动，固定辊1支承在固定轴承2上，移动辊3支承在移动轴承4上，安全装置5（弹簧保护装置）顶住活动轴承，并用定位垫块6调节两辊的间隙，其最小距离也称排料口宽度，用以控制破碎块产品粒度。物料自两辊上方加入，在辊子与物料间摩擦力作用下，物料被带入两辊之间，受挤压破碎后，自下部排出（见图1)。破碎后的粒度一般控制为80～120 mm。
2、齿辊破碎机存在的问题
改造前，该设备破碎烧结块时容易产生过粉碎现象，工作齿尖易磨损，齿板使用寿命短。一些细小物料和粉尘从罩体与辊子主轴间的密封处泄漏到罩体外面，污染工作环境。因此，应减少工作齿磨损和破碎过粉碎现象，降低粉尘污染，解决机架滑道润滑效果差等问题。
3、结构改进及优化设计
针对存在的问题，在韶关冶炼厂二期工程∮1200×1500 mm齿辊破碎机的设计中，采用新技术，进行了一系列改进和优化设计，使设计更趋完善合理。
∮1200×1500 mm齿辊破碎机主要技术参数
烧结块温度 500～600℃
进料最大块度 ≤300 mm
排料块度 80～120 mm
生产能力 160～200 t/h
齿辊直径 1200 mm
齿辊宽度 1500 mm
电动机功率 55×2 kW
3.1破碎辊表面凸形齿的齿形、材料及齿的排列
传统式破碎机辊子表面上作齿的齿形采用鹰嘴形齿(见图2a)，齿高一般为60—80 mm。但由于鹰嘴齿前部较尖，破碎过程中产生的破碎力常集中于某一点，使作用在烧结块某部位的破碎力过大，产生过粉碎现象（一般烧结块产品粒度小于50～35 mm称为过粉碎），使烧结块产品合格率降低10%-15%；且鹰嘴齿前部较尖部分很容易磨损，降低齿板使用寿命短，并引起两辊间的间距不均匀，造成破碎块度不均匀，大大降低设备生产效率。严重磨损的齿板需要更换（使用寿命3-6月），增加维修工作量，对生产产生不利影响。
在辊的表面采用等间距棱形点阵排列齿的布局亦不合理。当固定辊与移动辊之间因转速不同步而生产相对角位移差时，固定辊与移动辊之间易产生干涉和间距不均匀，影响设备的正常工作和破碎烧结块粒度的均匀。
改进后的辊子齿形采用长方棱锥体齿(见图2b)，齿高一般为60 mm。所产生的破碎力作用较为均匀，过粉碎现象明显减少，粒度合格的烧结块产量明显增加，破碎效率显著提高。该棱锥体齿前部受力位置面积增大．不易被磨损；且齿板采用经多次试验所选用的耐磨性强的特殊高锰纲，在铸造高锰钢中加入适量的Cr、V等合金元素，其化学成分：C1.0%～1.35%,Si 0,8%, Mn 11%～14%, P<0.07 %,S< 0.04%, Cr 2%～3%,V 0.4% - 0.7%.这种高锰钢经特殊热处理工艺，使齿在高温工作条件下有较强的耐磨性，明显延长了辊子齿板使用寿命（一年左右）。
增加齿板耐磨性还可采用以下方法：齿板材料采用ZG35调质处理，硬度HB229～269，并在齿板工作表面上堆焊一层5—8 mm厚的耐磨材料。这种齿板的耐磨性很好，但制造工艺复杂，制造成本较高。将辊表面的齿进行重新排列，固定辊与移动辊上的齿沿圆周方向均排列12列，固定辊与移动辊上的齿相错开一个齿位，保证固定辊与移动辊在运行中不生产干涉，保持较均匀的齿间间隙，破碎烧结块粒度均匀，确保设备的正常工作，减少维修工作量，显著提高设备的生产效率。
3.2破碎机罩体与辊子主轴间的密封
传统式的破碎机罩体与辊子主轴间采用多层的毡圈密封(见图3a)，这种密封形式毡圈很容易被磨损，现场可见在毡圈槽中塞满了小颗粒物料和灰尘，而且工作一段时间后，在罩体密封处，辊子主轴被磨出一条深槽，降低辊子主轴的强度。由于毡圈的磨损，轴与毡圈间隙增大，密封效果明显降低，细物料和粉尘从罩体与辊子主轴间密封处泄漏到罩体外面，造成环境污染。
改进后的罩体与辊子主轴间的密封采用迷宫式动密封(见图3b)．即在辊子主轴上装一个带叶片的密封盘，罩体上装有一个密封环，密封盘套装在密封环内，两者间的间隙为1～1.5mm。运行时，带叶片的密封盘随主轴一起转动，在密封环内产生正压的气流，使灰尘不致泄漏到罩体外面。此密封形式效果好，无磨损，并能减少维修工作量。
3.3破碎机机架及滑道和移动辊轴承座
传统式破碎机机架采用铸钢制造，铸造工艺复杂，且易出现铸造缺陷，影响机架强度，单件生产产品率较低，成本较高，铸钢机架十分笨重。
改进后的机架采用钢板焊接，制造方便，通过优化设计的机架重量轻、强度高、结构紧凑、安全可靠、美观大方，单件生产成本较前者大大降低，但焊缝质量要求高。
传统式机架在滑道上开有纵横油槽，润滑脂通过油孔进入油槽，在滑道与移动辊轴承座之间形成一层润滑油膜，使移动辊轴承座在滑道上滑动灵活。但由于破碎机工作环境十分恶劣，环境温度高，灰尘大，滑道上的润滑脂混杂大量灰尘，造成滑道表面磨伤，润滑效果降低；另由于环境温度高、灰尘大，滑道上油槽内的润滑脂容易干结，堵塞进油孔，滑道上的润滑脂得不到及时补充，不能有效地形成润滑油膜，润滑效果下降，导致移动辊轴承座在滑道上滑动不灵活甚至被卡住，过铁时移动辊不能及时被推开，破碎时的较硬异物无法顺利通过，有时被硬物卡住，造成设备损坏，甚至整个烧结系统停产。
改进后在机架滑道上镶嵌两块镍合金板，并磨光滑道表面（也可以用不锈钢板代替镍合金板，降低制造成本，但使用寿命略低），并在移动辊轴承座与滑道接触底面镶嵌两块聚四氟乙稀板磨光表面（见图4）；另在移动辊轴承座两侧设有滑道防尘刮灰装置，这种结构不必在滑道上开设纵横油槽，使用时不需要经常补充润滑脂，只需大修时在滑道上涂一层润滑脂即可。而罩体密封形式的改进，减少了粉尘污染，亦有利于滑道润滑，保证了移动辊轴承座在滑道上滑动灵活，破碎较硬异物能顺利通过，过铁时可起保护作用。
4、小结
通过上述设计改进，较好地解决了该设备在生产中存在的问题。齿板材料和齿形的改进及辊子齿的重新排列，使辊子的齿更耐磨，使用寿命提高50%；减少破碎过程的过粉碎现象，破碎粒度更均匀，破碎效率明显提高；改进的罩体密封形式，结构更合理，密封效果更好，减少粉尘污染，改善工作环境；采用焊接机架，结构紧凑、重量轻；机架滑道改进后，使移动辊移动灵活，保证齿辊破碎机正常工作，减少维修工作量，设备工作效率高。该设备在韶关冶炼厂、云南冶炼厂的生产实践中，使用情况良好。
