破碎和磨矿的作用原理表明，强化破碎，尽量降低入磨粒度，是提高碎磨效率、降低选矿成本的重要途径。世界上约12%的电能用于粉碎物料，其中大约15%用于破碎，85%以上消耗于磨碎。由于破碎机与磨机相比金属消耗量和电耗较少，运转维护简单，而且磨机的效率约为破碎机效率10%。因此经过多年的实践和总结，粉碎领域正大力提倡“多碎少磨”的工艺流程，即降低破碎产品最终粒度，增加细粒级在破碎产品中的含量，从而提高磨机的处理能力，达到降低电耗和金属消耗量、减少成本、增加经济效益的目的。
1、入磨粒度与破磨成本的关系
物料破碎是矿物及土石质原料加工必不可少的工艺过程，这个过程是用外力（人力、机械力、电力、化学能、原子能等）施加于被破碎物料上，克服物料分子间的内聚力，使大块物料分裂成若干小块的过程。破碎的目的是：达到合格产品粒度，为下道工序提供原料；使物料中有用成分解离，为选别的除杂提纯创造条件；增加原料的比表面积。
如何确定最佳入磨粒度，粉碎领域经过几十年的研讨，提出以下几种方法： (1)罗兰方法：最佳人磨粒度与功指数的平方根成反比。硬而难磨的矿石最佳入磨粒度应小些，软而易磨的矿石最佳入磨粒度可大些。人磨粒度大于最佳值，磨机效率会降低。 (2)奥列夫斯基方法：在适宜磨矿条件下，入磨粒度降低，磨机生产能力提高。 (3)邦德方法：按照邦德功耗理论分别计算破碎和磨矿的能耗，得出在入磨粒度为-13mm时，破磨总能耗最低。(4)沙伐哈特金方法：选厂的生产率越高，则由入磨粒度的降低而产生的经济效益越大。
图1表示破磨成本与入磨粒度关系，在一定工况条件下，存在一个最佳人磨粒度，此时破磨成本最低。入磨粒度大于最佳人磨粒度时，降低入磨粒度，破碎作业增加的成本小于磨矿作业降低的成本，破磨总成本降低；如果把入磨粒度降得比最佳人磨粒度更小，则破碎作业增加的成本大于磨矿作业降低的成本，破磨总成本增加。以前由于破碎设备的局限，一般选厂入磨粒度为-25mm．随着新理论和新技术的应用，新型破碎设备不断出现，最佳人磨粒度越来越小，破磨总成本不断降低。根据目前国际先进破碎设备可以达到的水平，在不同工况下最佳人磨粒度为6～10mm。
合理配置破磨作业工艺流程，改进现有破碎机的结构及进行参数优化，提高设备性能，简化和改革破碎工艺流程，降低入磨粒度，已经成为各国实现“多碎少磨”目标的研究课题。而实现这一目标的最有效、最经济的方法就是设计研制大破碎比、高效、低耗的新型破碎设备。
2、惯性圆锥破碎机
惯性圆锥破碎机是俄罗斯研制的破碎领域具有革命性突破的新型节能细碎设备，以其先进的破碎理论、独特的设计思路、合理的机械结构和优良的性能代表了当前世界圆锥破碎机的最高水平，能够有效降低入磨粒度，很好地满足“多碎少磨”新工艺的要求。
惯性圆锥破碎机的结构如图2所示。惯性圆锥破碎机机体通过隔振元件座落在底架上，工作机构由定锥和动锥组成，锥体上均附有耐磨衬板，衬板之间的空间形成破碎腔。动锥轴插入轴套中，电动机的旋转运动通过传动机构传给固定在轴套上的激振器，激振器旋转时产生惯性力，迫使动锥绕球面瓦的球心做旋摆运动。在一个垂直平面内，动锥靠近定锥时，物料受到冲击和挤压被破碎，动锥离开定锥时，破碎产品因自重由排矿口排出。动锥与传动机构之间无刚性联接。
惯性圆锥破碎机是利用料层粉碎原理、能实现“选择性破碎”的新型高效细碎设备，已应用于多行业的物料破碎。惯性圆锥破碎机主要特点如下：
(1)具有良好的“料层选择性破碎”作用。由于是挤满给料，被破碎物料在破碎腔中承受全方位的挤压、剪切和强烈的脉动冲击作用，料层内颗粒相互作用，造成颗粒间的强制自粉碎。料层阻止破碎腔的衬板直接接触，防止衬板互相研磨，避免研磨下来的金属污染被破碎的物料，从而使研磨体耗量大大降低，仅为棒磨机的1/19。单位破碎比功耗仅为普通设备的50%左右。
(2)可破碎硬度非常大的脆性物料。如金刚石、碳化硅、刚玉、烧结高铝矾土、磁性材料、锰铁、冶金炉渣、高冰镍等。
(3)破碎比大，产品粒度可调。调节偏心静力矩、激振器转速和排料间隙等参数，可以方便地调节所需的破碎比。根据需要有效地防止过粉碎，提高某粒级的产率或相反增加细粉的产量。
(4)技术指标稳定，衬板磨损对产品粒度影响不大。
(5)良好的“过铁保护”性能。由于动锥与传动机构之间无刚性联接，如果物料中混入不可破碎的物体，不会破坏传动系统和主机。
(6)操作安装方便。由于整机采用二次隔振，振动小，安装时不需要庞大基础和地脚螺栓；该机充满给料，满负载启动和停车，操作、检测和控制十分方便。
(7)简化破磨流程，实现“多碎少磨”，减少辅助设备台数。由于破碎比大，产品粒度细，可实现开路破碎，减少破碎段数，降低入磨粒度，无需很多辅助设备，大大节省设备和基建投资。
(8)应用范围广。可广泛应用于矿山、冶金、建材、磨料、加工等领域。俄罗斯、哈萨克斯坦、中国、日本等均有应用，得到了用户及业内人士的认可，创造了显著的社会经济效益。
北京凯特破碎机有限公司现生产的惯性圆锥破碎机技术参数如表1。
3、GYP-1200惯性圆锥涮己碎机生产应用
3.1 GYP-1200惯性圆锥破碎机在鞍山铁矿的应用
3.1.1矿石性质
鞍钢集团某选厂所处理的铁矿石，是东鞍山铁矿供给的鞍山系沉积变质岩，即所谓“鞍山式含铁石英岩”，矿石质地致密，浸染粒度较细，一般为0.04～0.2mm，最细为0.004mm，需磨至-74um占85%~90%才能基本达到单体分离。矿石硬度f=17—18，密度为3.4g/cm．主要铁矿物为赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、镜铁矿等，脉石矿物主要为石英，其次为角闪石、绿泥石等。
3.1.2原破碎生产工艺流程考察
该选厂原采用四段闭路破碎生产工艺流程见图3．破碎流程最终产品粒度见表2。原破碎生产工艺流程存在的主要问题是： (1)破碎流程最终产品粒度大，-12mm含量在80qo以下，加权平均粒度为8.7mm，难以实现多碎少磨的目标，能耗高，工艺流程长，破碎段数多。 (2)矿石难破碎，尤其是-30mm的矿石特别难破碎。
3.1.3新破碎生产工艺流程方案设计
新的破碎生产工艺流程采用两段破碎，如图4所示。粒度为-350mm的原矿给入PE400x600颚式破碎机，破碎产品经过振动筛，+12mm的物料进入GYP-1200惯性圆锥破碎机，-12mm的物料进人粉矿仓。因为CYP-1200惯性圆锥破碎机产品粒度小，实行开路破碎，产品直接进入粉矿仓。
3.1.4生产应用
从2005年11月6日起正式开车，至2006年2月15日．GYP-1200惯性圆锥破碎机运行情况良好，达到了生产要求。在生产应用中多次取样测试，GYP-1200惯性圆锥破碎机主机转速为590r/min时，电流250～290A，产量为67.1～79.2tjh，在给料粒度为-1+10mm时产品筛分粒度见表3。GYP - 1200惯性圆锥破碎机的破碎产品中，-10mm含量在80%以上，加权平均粒度在4.9mm以下。
3.2 GYP-1200惯性圆锥破碎机在东川铜矿的应用
3 .2.1矿石性质
东川铜矿某选厂处理矿石属层状铜矿，包括变质岩和砂页岩，矿物主要成分为辉铜矿、斑铜矿、黄铜矿，铜品位约为1.0%。硫化矿物以黄铜矿、斑铜矿为主，脉石以白云石为主；氧化矿物以孔雀石、硅孔雀石为主，脉石以白云石为主。
3.2.2原破碎生产工艺流程考察
东川铜矿某选矿厂最早1960年5月正式投产，阶段磨矿集中选别，分级精选，磨矿细度86%为-74ym。该选厂原采用三段闭路破碎生产工艺流程见图5，破碎流程最终产品粒度为见表4。原破碎生产工艺流程存在的主要问题是： (1)破碎流程最终产品粒度大，能耗高，难以实现“多碎少磨”的目标。 (2)工艺流程较长，维护成本高。
3.2.3新破碎生产工艺流程方案设计
新的破碎生产工艺流程采用两段破碎，如图6所示。粒度为-350mm的原矿给入PD600x900外动颚颚式破碎机，破碎产品经过振动筛，+12mm的物料进入CYP-1200惯性圆锥破碎机，-12mm的物料进入粉矿仓。因为GYP-1200惯性圆锥破碎机产品粒度集中，加权粒度小，实行开路破碎，产品直接进入粉矿仓。
3.2.4生产应用
从2007年7月起正式开车至2008年9月，两台CYP -1200惯性圆锥破碎机运行情况良好，达到了生产要求。在生产应用中多次取样测试，GYP-1200惯性圆锥破碎机主机转速为590r/min时，电流240~300A．产量为70.2—82.5t/h，在给料粒度为-1+10mm时产品筛分粒度分布见表4。
GYP - 1200惯性圆锥破碎机的破碎产品中，-10mm含量在85%以上，加权平均粒度在4.5mm以下，极大地降低了矿石人磨粒度，减少磨矿时间，经济效益显著。
4、结语
1)采用GYP-1200惯性圆锥破碎机后，破碎流程由原来的三段闭路或四段闭路破碎简化为两段开路破碎，工艺流程简化，土建和施工量小，节省了投资成本和运转费用。
2) GYP-1200惯性圆锥破碎机破碎产品加权平均粒度在4.9mm以下，比原破碎生产工艺流程最终产品下降40%以上，入磨粒度极大降低。
3) GYP-1200惯性圆锥破碎机在鞍山及东川的成功应用表明，该机能有效降低入磨粒度，实现“多碎少磨”，极大地降低了电耗钢耗，经济效益显著。
4)由于CYP-1200惯性圆锥破碎机的采用，破碎磨矿流程得到简化，节省了设备及基建投资，具有十分显著的经济效益和社会效益。采用惯性圆锥破碎机改造金属矿山选厂可实现开路破碎，降低球磨机的入磨粒度，增产节能降耗；同时，由于惯性圆锥破碎机具有“选择性破碎”作用，用于冶金炉渣的破碎效果也非常理想，GYP-1200惯性圆锥破碎机用于铜渣破碎生产线正在建设中。
