新型建材制品高细碎原料处理技术及设备
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中图分类号：TU522.04 文献标识码：A 文章编号：1001-6945（2011）11-0053-04
Fine crushing process and equipment of raw material for new building materials
ZHAO Yu￣liang WANG Yu￣hang CUI Yu￣hua WU Xiu￣ying
页岩或煤矸石原料→高效锤式破碎→中碎对辊 机→计量给料机→混合机→皮带输送机→轮碾机→ 细碎对辊机→带式布料输送机→陈化库→多斗取料 机→圆盘筛式喂料机→真空挤出机
需要说明的是，上述处理工艺涉及的仅是指原料 已完成了粗碎， 而且后端也只是到挤出机前这一区 段。 原料的粗碎视具体情况可选用颚式破碎机、反击 式破碎机等，一般可在开采地进行，粗碎后物料粒度 一般在 50 mm ～ 100 mm 左右。粗碎后原料运至料场再 进入中碎处理，在进入中碎设备前，原料中若混有硬 质异物或块状石灰石应进行分拣处理，对铁质异物应 采用除铁器进行处理，以保护后续设备免受破坏。 对 粉煤灰或粘土原料，粉碎前如需筛分可补加振动或滚 筒筛分设备。
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置的一个显著特点， 这有助于进一步增强物料的塑 性，改善其挤出成型性能。 2 高细碎原料处理工艺及设备
针对生产高端建材制品对原料的制备要求，充分 借鉴先进工业国家在此方面的宝贵经验，同时也结合 中国国情，充分考虑到国内的具体情况，建议对采用 页岩、煤矸石原料的总体处理工艺路线如下：
由于各地原料状况的差异和所生产产品对原料 处理的最终要求不同，上述工艺布置尚应根据具体情 况应进行一些调整，具体工艺设计中应注意下述几点：
对屋面瓦或清水砖类制品，由于对原料处理的颗 粒度及级配要求更为严格，生产线布置上也可采用多 道细碎对辊机，其辊间距可依次减小，如国外一屋面 瓦生产线两级串联对辊机的前一级辊间距为 1.5 mm ~ 2.0 mm，后 一 道 则 为 0.8 mm，且 后 一 道 细 碎 可 放 在 陈化库后进行，采用多道处理设备的生产线一般在后 端可不必再配置筛分设备。 对于生产高档面砖的生产 线，也曾有三道细碎机串联的应用方式。
笔者曾对国外高端建材制品的原料处理工艺进 行过调研， 并对欧洲的一些生产线进行过实地考察， 总体印象是西方国家对原料处理工艺的设备配置十 分重视，其精细化处理手段远比国内要强，其中应用 较为普遍的中细碎设备多为轮碾机和细碎对辊设备。 无论原料是粘土还是页岩，一般轮碾和细碎设备均布 置在陈化库前。 对要求更为精细的屋面瓦和清水砖， 细碎设备多配有三级甚至四级。 应说明的是，这里的 细碎对辊机一般指的是采用硬化光面辊，且辊子间隙 在 0.7 mm ～ 1 mm 之间并易于调整和可在线修复，与 目前国内市场上所谓的细碎对辊机还是有很大不同 的。 国外所用的轮碾机规格也较大，适合于大型生产 线采用，且多数还采用了变频驱动。此外，挤出成型设 备前普遍配置筛式挤出喂料设备，也是国外生产线配
在原料含有较多杂质或煤矸石中含有较多细煤 粉时，生产线中可用筛分设备予以排除。 在经过破碎 处理后，若原料含水率较高，一般不宜采用筛分设备。 在系统的工艺设备中配备有筛网式螺旋混合机和圆 盘式筛式喂料机， 均可有效去除物料中的大块物料， 况且经过前面的轮碾及多道辊式破碎后，大颗粒物料 也会非常少。 若含水率低于 10 ％时，为降低破碎机负 荷，必要时可在适当位置配备振动筛，筛分细料直接 进入后道工序，以提高物料处理效率。
京：中国标准出版社，2006.
[4] 美 国 机 械 工 程 师 协 会 标 准 ASME Y14.5M-1994
[2] 国家标准 GB/T 8069-1998《功能量规》．北京：中
《Dimensioning and Tolerancing》.
国标准出版社，1998.
收稿日期：2011-09-01
2011Brick & Tile
煤矸石可被认为是一种特殊的页岩，其不同之处 是煤矸石具有一定的发热量，它是煤矿选煤过程中排 放的工业废渣。 利用煤矸石生产建材产品，可充分利 用煤矸石的残余发热量，节省燃料和生产成本。 适宜 于生产建材产品的煤矸石，其物理性能与页岩基本一 致， 只是其发热量一般应在 1 062 kJ/kg ～ 2 090 kJ/kg， 且一般应以风化一年以上的陈矸石为宜。
粉煤灰是火力发电厂排出的废渣，由于其基本上 没有塑性，所以一般都与页岩、煤矸石混合使用，且其 掺入量一般多有限制。 同时由于粉煤灰容重较轻，原 料处理阶段的主要关注点应是保持其与其他原料的 充分均匀混合。 粉煤灰颗粒处理的越细，其掺加比例 可愈大。
在我国多年建材制品的生产实践中，针对不同的 原料及组合状况，积累了许多进行原料破碎及处理的 宝贵经验。 采用的破碎机包括了锤式破碎机、环锤式 破碎机、辊式细碎机及辊式中碎机、笼式破碎机、棒式 破碎机等。 原料颗粒粒径要求细时还采用过球磨机、 雷蒙磨和立式辊磨机等。 根据不同地域的原料状况及 条件，破碎设备的组合应用也各有不同，其中一些工 艺组合对一般中低端产品也很好满足了生产的要求， 但由于受原料处理设备种类的限制，许多设备的应用 还存在着较多的问题，尤其是针对高端建材制品的原 料处理工艺还存在着较大的改进空间。
技术交流
2011 年第 11 期
新型建材制品高细碎原料处理技术及设备
赵玉良 王宇航 （中国重型机械研究院有限公司，陕西 西安 710032） 崔玉华 吴秀英 （陕西工பைடு நூலகம்技术研究院，陕西 西安 710052）
摘要：基于新型高档建材制品对原料的处理要求，讨论了对原料进行精细化处理的工艺方法和有关建 议，并对相关设备进行了介绍。 关键词：新型建材；细碎化；原料处理工艺；处理设备
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2011 年第 11 期
技术交流
薄片状层理， 普氏硬度一般小于 4， 塑性指数为 7 ～ 15，干燥线收缩在 3 ％ ～ 8 ％之间，其种类一般有黑色 页岩、炭质页岩、油页岩、硅质页岩、铁质页岩和钙质 页岩等。 由于页岩组织结构上的特点，其对破碎设备 的适应性较广，一般挤压冲击类破碎机均可适用。
采用粉煤灰为原料时，应重点解决好粉煤灰与其 他原料的混合、碾练及均化问题。 一般应在计量给料 加湿后先和其他原料一道进入混合机混合，之后再进 入轮碾机、 陈化及圆盘筛式喂料等进行充分的拌和、 排汽及增塑化处理，以便后续的挤出成型、坯体干燥 及烧成能顺利进行。
由于各地原料状况千差万别，因之对相应处理工 艺的要求并不相同，只有结合每一具体实例，在经过 全面的技术、经济比较后方能设计出适用的处理工艺 并选择好相应的设备。 3 几种适用的新型物料处理设备
经过锤式中碎处理的物料，其排除料粒径一般为 3 mm ～ 5 mm 以下，多种物料经强力混合后，可进入辊 间距为 3 mm ～ 5 mm 左右的辊式中碎机进行处理，之 后再进入轮碾机。 从轮碾机排出的物料，再进入辊间 距为 1 mm 左右的细碎对辊机进行处理， 之后便可进 入陈化库。 由陈化库陈化处理的原料，经由多斗取料 机，再进入圆盘筛式喂料机，经过进一步的增塑化处 理后直接进入挤出机进行挤出成型作业。
近些年来，随着我国经济社会的高速发展，对各 类新型高档建材制品，如各类烧结保温砌块、墙面砖、 铺地砖及屋面瓦等的需求也快速增长。 国内近几年也 已陆续开始建设上述产品的相关生产线，以适应国内 不断增长的需求。
对上述新型建材产品，由于产品品质及表面质量 的需要，对原料的粒径和颗粒级配以及塑性和成型性 能均有着较高的要求。因此要求对相应的生产原料如 页岩及煤矸石等进行精细化处理，如颗粒粒径一般要 求在 1 mm 以下，且应满足一定的级配要求，如 0.5 mm 以下的颗粒应占到 70 % ～ 90 ％等， 原料处理应使其 保持适度的塑性以便于成型等。 多年来，由于对国内 物料综合处理的细碎化处理设备的开发未能很好到
计早已不再重要。
[3] 美 国 机 械 工 程 师 协 会 标 准 ASME Y14.43 -2003
参考文献：
《Dimensioning and Tolerancing Principles for
[1] 国家标准 GB/T 1957-2006 《光滑极 限 量 规 》．北
Gages and Fixtures》.
通常用于生产上述高档建材制品的原料一般应 为页岩、煤矸石及粘土等。 在我国，由于政策限制，生 产原料更多将以页岩和煤矸石为主，有时也会有粉煤 灰及其他原料作为掺加料。
通常适合于生产建材产品的页岩多具有页状或
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基于新型高端建材产品的需求日益增长及国内 尚缺乏适用的大型物料处理设备，中国重型机械研究 院有限公司近几年陆续研发了几款市场急需的产品， 其特点介绍如下。 3.1 GXA 型新型摇臂式细碎对辊机
新一代 GXA 型细碎对辊机是基于对物料进行高 细碎化处理而开发的， 其最小辊子间隙为 0.8 mm，且 由于采用新颖独特的摇臂式结构而易于调整，可时刻 保持辊子间距恒定，充分保证物料的粉碎效果。
辊子加压采用液压缸，辊间压力可根据物料种类 进行调整，加压过程平稳、冲击小，具有一定的过载保 护功能。
目前，细碎对辊机已开发有如表 1 所示 4 个规格 可供选用， 最大规格在辊间距为 1 mm 时的物料通过 量为 80 m3/h 左右， 可满足大型烧结砌块生产线的需 要。 当加大辊间距作为前置级细碎对辊机使用时，其 处理量更大，在进行具体生产线选型时，前置级可选 用小一些的规格。
Abstract： Fine crushing process and equipment of raw material for new building materials is introduced in the paper. Key Words： new building materials, fine crushing, process for preparation, equipment
轮碾机由于具有粉碎、拌和、疏解、挤压及均化等 多种功能， 加之其对原料硬度和含水率的较强适应 性， 因之在物料处理工艺中有着不可替代的重要作 用。 国外目前在生产线的工艺配置中应用颇广，而我 国由于以往缺乏大型适用设备而应用尚不普遍，目前 这一问题已经解决，因此在进行物料处理工艺设计时 应当重视及采用。 同时轮碾与对辊机的组合使用还可 有效解决后者存在的片状排出料问题。
对含水量小于 10 ％的原料， 可采用带有篦条的 锤式破碎机，以改善出料粒径的均匀性。 当含水率大 于 10 ％时，可采用无筛底破碎机，以防治糊底导致破
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技术交流
2011 年第 11 期
碎机无法正常工作，对由此导致的排出料中可能含有 大块物料，可由后续的中碎对辊机予以进一步破碎处 理。尽管由于对辊机及轮碾机对物料含水率适应性广 些，但当物料含水率高于 16 ％时，建议应先在料棚中 晾晒一段时间后再进行破碎处理，以免影响原料的破 碎效率。
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对辊机以往应用中的一个很大问题是辊子表面 硬度不高，磨损太快，修复工作量大。 此外，辊子表面 多为堆焊而成，较为粗糙，辊子间隙无法调小。 新一代 对辊机采取了高硬度耐磨辊圈， 辊子表面经过机加 工，硬度可达 58 HRC 左右，耐磨寿命长。 对由于使用 而导致辊子磨损所引起的辊子间隙不均匀的问题，可 采用在线辊子修复装置进行直线性修复，使得维修高 效便捷及对物料的粉碎效果好。
位，致使在国内以往的原料细碎生产线设计时常采用 雷蒙磨、辊式磨，甚至球磨机等粉磨设备来对物料进 行细碎化处理。由于对原料的适应性限制或产量限制 等原因，上述产品的应用效果并不理想，经济性也不 尽如人意，有必要结合具体原料状况，同时借鉴国外 在生产上述高档建材制品时所采用的原料处理方法， 探求适合我国国情的原料处理工艺及技术。 1 原料状况及国内外处理工艺
Fine crushing process and equipment of raw material for new building materials
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页岩或煤矸石原料→高效锤式破碎→中碎对辊 机→计量给料机→混合机→皮带输送机→轮碾机→ 细碎对辊机→带式布料输送机→陈化库→多斗取料 机→圆盘筛式喂料机→真空挤出机
需要说明的是，上述处理工艺涉及的仅是指原料 已完成了粗碎， 而且后端也只是到挤出机前这一区 段。 原料的粗碎视具体情况可选用颚式破碎机、反击 式破碎机等，一般可在开采地进行，粗碎后物料粒度 一般在 50 mm ～ 100 mm 左右。粗碎后原料运至料场再 进入中碎处理，在进入中碎设备前，原料中若混有硬 质异物或块状石灰石应进行分拣处理，对铁质异物应 采用除铁器进行处理，以保护后续设备免受破坏。 对 粉煤灰或粘土原料，粉碎前如需筛分可补加振动或滚 筒筛分设备。
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置的一个显著特点， 这有助于进一步增强物料的塑 性，改善其挤出成型性能。 2 高细碎原料处理工艺及设备
针对生产高端建材制品对原料的制备要求，充分 借鉴先进工业国家在此方面的宝贵经验，同时也结合 中国国情，充分考虑到国内的具体情况，建议对采用 页岩、煤矸石原料的总体处理工艺路线如下：
由于各地原料状况的差异和所生产产品对原料 处理的最终要求不同，上述工艺布置尚应根据具体情 况应进行一些调整，具体工艺设计中应注意下述几点：
对屋面瓦或清水砖类制品，由于对原料处理的颗 粒度及级配要求更为严格，生产线布置上也可采用多 道细碎对辊机，其辊间距可依次减小，如国外一屋面 瓦生产线两级串联对辊机的前一级辊间距为 1.5 mm ~ 2.0 mm，后 一 道 则 为 0.8 mm，且 后 一 道 细 碎 可 放 在 陈化库后进行，采用多道处理设备的生产线一般在后 端可不必再配置筛分设备。 对于生产高档面砖的生产 线，也曾有三道细碎机串联的应用方式。
笔者曾对国外高端建材制品的原料处理工艺进 行过调研， 并对欧洲的一些生产线进行过实地考察， 总体印象是西方国家对原料处理工艺的设备配置十 分重视，其精细化处理手段远比国内要强，其中应用 较为普遍的中细碎设备多为轮碾机和细碎对辊设备。 无论原料是粘土还是页岩，一般轮碾和细碎设备均布 置在陈化库前。 对要求更为精细的屋面瓦和清水砖， 细碎设备多配有三级甚至四级。 应说明的是，这里的 细碎对辊机一般指的是采用硬化光面辊，且辊子间隙 在 0.7 mm ～ 1 mm 之间并易于调整和可在线修复，与 目前国内市场上所谓的细碎对辊机还是有很大不同 的。 国外所用的轮碾机规格也较大，适合于大型生产 线采用，且多数还采用了变频驱动。此外，挤出成型设 备前普遍配置筛式挤出喂料设备，也是国外生产线配
在原料含有较多杂质或煤矸石中含有较多细煤 粉时，生产线中可用筛分设备予以排除。 在经过破碎 处理后，若原料含水率较高，一般不宜采用筛分设备。 在系统的工艺设备中配备有筛网式螺旋混合机和圆 盘式筛式喂料机， 均可有效去除物料中的大块物料， 况且经过前面的轮碾及多道辊式破碎后，大颗粒物料 也会非常少。 若含水率低于 10 ％时，为降低破碎机负 荷，必要时可在适当位置配备振动筛，筛分细料直接 进入后道工序，以提高物料处理效率。
京：中国标准出版社，2006.
[4] 美 国 机 械 工 程 师 协 会 标 准 ASME Y14.5M-1994
[2] 国家标准 GB/T 8069-1998《功能量规》．北京：中
《Dimensioning and Tolerancing》.
国标准出版社，1998.
收稿日期：2011-09-01
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煤矸石可被认为是一种特殊的页岩，其不同之处 是煤矸石具有一定的发热量，它是煤矿选煤过程中排 放的工业废渣。 利用煤矸石生产建材产品，可充分利 用煤矸石的残余发热量，节省燃料和生产成本。 适宜 于生产建材产品的煤矸石，其物理性能与页岩基本一 致， 只是其发热量一般应在 1 062 kJ/kg ～ 2 090 kJ/kg， 且一般应以风化一年以上的陈矸石为宜。
粉煤灰是火力发电厂排出的废渣，由于其基本上 没有塑性，所以一般都与页岩、煤矸石混合使用，且其 掺入量一般多有限制。 同时由于粉煤灰容重较轻，原 料处理阶段的主要关注点应是保持其与其他原料的 充分均匀混合。 粉煤灰颗粒处理的越细，其掺加比例 可愈大。
在我国多年建材制品的生产实践中，针对不同的 原料及组合状况，积累了许多进行原料破碎及处理的 宝贵经验。 采用的破碎机包括了锤式破碎机、环锤式 破碎机、辊式细碎机及辊式中碎机、笼式破碎机、棒式 破碎机等。 原料颗粒粒径要求细时还采用过球磨机、 雷蒙磨和立式辊磨机等。 根据不同地域的原料状况及 条件，破碎设备的组合应用也各有不同，其中一些工 艺组合对一般中低端产品也很好满足了生产的要求， 但由于受原料处理设备种类的限制，许多设备的应用 还存在着较多的问题，尤其是针对高端建材制品的原 料处理工艺还存在着较大的改进空间。
技术交流
2011 年第 11 期
新型建材制品高细碎原料处理技术及设备
赵玉良 王宇航 （中国重型机械研究院有限公司，陕西 西安 710032） 崔玉华 吴秀英 （陕西工பைடு நூலகம்技术研究院，陕西 西安 710052）
摘要：基于新型高档建材制品对原料的处理要求，讨论了对原料进行精细化处理的工艺方法和有关建 议，并对相关设备进行了介绍。 关键词：新型建材；细碎化；原料处理工艺；处理设备
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薄片状层理， 普氏硬度一般小于 4， 塑性指数为 7 ～ 15，干燥线收缩在 3 ％ ～ 8 ％之间，其种类一般有黑色 页岩、炭质页岩、油页岩、硅质页岩、铁质页岩和钙质 页岩等。 由于页岩组织结构上的特点，其对破碎设备 的适应性较广，一般挤压冲击类破碎机均可适用。
采用粉煤灰为原料时，应重点解决好粉煤灰与其 他原料的混合、碾练及均化问题。 一般应在计量给料 加湿后先和其他原料一道进入混合机混合，之后再进 入轮碾机、 陈化及圆盘筛式喂料等进行充分的拌和、 排汽及增塑化处理，以便后续的挤出成型、坯体干燥 及烧成能顺利进行。
由于各地原料状况千差万别，因之对相应处理工 艺的要求并不相同，只有结合每一具体实例，在经过 全面的技术、经济比较后方能设计出适用的处理工艺 并选择好相应的设备。 3 几种适用的新型物料处理设备
经过锤式中碎处理的物料，其排除料粒径一般为 3 mm ～ 5 mm 以下，多种物料经强力混合后，可进入辊 间距为 3 mm ～ 5 mm 左右的辊式中碎机进行处理，之 后再进入轮碾机。 从轮碾机排出的物料，再进入辊间 距为 1 mm 左右的细碎对辊机进行处理， 之后便可进 入陈化库。 由陈化库陈化处理的原料，经由多斗取料 机，再进入圆盘筛式喂料机，经过进一步的增塑化处 理后直接进入挤出机进行挤出成型作业。
近些年来，随着我国经济社会的高速发展，对各 类新型高档建材制品，如各类烧结保温砌块、墙面砖、 铺地砖及屋面瓦等的需求也快速增长。 国内近几年也 已陆续开始建设上述产品的相关生产线，以适应国内 不断增长的需求。
对上述新型建材产品，由于产品品质及表面质量 的需要，对原料的粒径和颗粒级配以及塑性和成型性 能均有着较高的要求。因此要求对相应的生产原料如 页岩及煤矸石等进行精细化处理，如颗粒粒径一般要 求在 1 mm 以下，且应满足一定的级配要求，如 0.5 mm 以下的颗粒应占到 70 % ～ 90 ％等， 原料处理应使其 保持适度的塑性以便于成型等。 多年来，由于对国内 物料综合处理的细碎化处理设备的开发未能很好到
计早已不再重要。
[3] 美 国 机 械 工 程 师 协 会 标 准 ASME Y14.43 -2003
参考文献：
《Dimensioning and Tolerancing Principles for
[1] 国家标准 GB/T 1957-2006 《光滑极 限 量 规 》．北
Gages and Fixtures》.
通常用于生产上述高档建材制品的原料一般应 为页岩、煤矸石及粘土等。 在我国，由于政策限制，生 产原料更多将以页岩和煤矸石为主，有时也会有粉煤 灰及其他原料作为掺加料。
通常适合于生产建材产品的页岩多具有页状或
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
基于新型高端建材产品的需求日益增长及国内 尚缺乏适用的大型物料处理设备，中国重型机械研究 院有限公司近几年陆续研发了几款市场急需的产品， 其特点介绍如下。 3.1 GXA 型新型摇臂式细碎对辊机
新一代 GXA 型细碎对辊机是基于对物料进行高 细碎化处理而开发的， 其最小辊子间隙为 0.8 mm，且 由于采用新颖独特的摇臂式结构而易于调整，可时刻 保持辊子间距恒定，充分保证物料的粉碎效果。
辊子加压采用液压缸，辊间压力可根据物料种类 进行调整，加压过程平稳、冲击小，具有一定的过载保 护功能。
目前，细碎对辊机已开发有如表 1 所示 4 个规格 可供选用， 最大规格在辊间距为 1 mm 时的物料通过 量为 80 m3/h 左右， 可满足大型烧结砌块生产线的需 要。 当加大辊间距作为前置级细碎对辊机使用时，其 处理量更大，在进行具体生产线选型时，前置级可选 用小一些的规格。
Abstract： Fine crushing process and equipment of raw material for new building materials is introduced in the paper. Key Words： new building materials, fine crushing, process for preparation, equipment
轮碾机由于具有粉碎、拌和、疏解、挤压及均化等 多种功能， 加之其对原料硬度和含水率的较强适应 性， 因之在物料处理工艺中有着不可替代的重要作 用。 国外目前在生产线的工艺配置中应用颇广，而我 国由于以往缺乏大型适用设备而应用尚不普遍，目前 这一问题已经解决，因此在进行物料处理工艺设计时 应当重视及采用。 同时轮碾与对辊机的组合使用还可 有效解决后者存在的片状排出料问题。
对含水量小于 10 ％的原料， 可采用带有篦条的 锤式破碎机，以改善出料粒径的均匀性。 当含水率大 于 10 ％时，可采用无筛底破碎机，以防治糊底导致破
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技术交流
2011 年第 11 期
碎机无法正常工作，对由此导致的排出料中可能含有 大块物料，可由后续的中碎对辊机予以进一步破碎处 理。尽管由于对辊机及轮碾机对物料含水率适应性广 些，但当物料含水率高于 16 ％时，建议应先在料棚中 晾晒一段时间后再进行破碎处理，以免影响原料的破 碎效率。
2011Brick & Tile
对辊机以往应用中的一个很大问题是辊子表面 硬度不高，磨损太快，修复工作量大。 此外，辊子表面 多为堆焊而成，较为粗糙，辊子间隙无法调小。 新一代 对辊机采取了高硬度耐磨辊圈， 辊子表面经过机加 工，硬度可达 58 HRC 左右，耐磨寿命长。 对由于使用 而导致辊子磨损所引起的辊子间隙不均匀的问题，可 采用在线辊子修复装置进行直线性修复，使得维修高 效便捷及对物料的粉碎效果好。
位，致使在国内以往的原料细碎生产线设计时常采用 雷蒙磨、辊式磨，甚至球磨机等粉磨设备来对物料进 行细碎化处理。由于对原料的适应性限制或产量限制 等原因，上述产品的应用效果并不理想，经济性也不 尽如人意，有必要结合具体原料状况，同时借鉴国外 在生产上述高档建材制品时所采用的原料处理方法， 探求适合我国国情的原料处理工艺及技术。 1 原料状况及国内外处理工艺