1 生料粉磨作業(yè)的功能和意義
生料粉磨是水泥生產(chǎn)的重要工序，其主要功能在于為熟料煅燒提供性能優(yōu)良的粉狀生料。對(duì)粉磨生料要求：一是要達(dá)到規(guī)定的顆粒大小(可以細(xì)度、比面積等表示)；二是不同化學(xué)成分的原料顆�；旌暇鶆�；三是粉磨效率高、耗能少、工藝簡(jiǎn)單、易于大型化、形成規(guī)�；a(chǎn)能力。由于生料粉磨設(shè)備、土建等建設(shè)投資高，消耗能量大(一般占水泥綜合電耗的1／4以上)，因此采用高新技術(shù)，優(yōu)化生料粉磨工藝，對(duì)水泥工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)有著十分重要的作用和意義。
2 粉磨的基本原理
物料的粉磨是在外力作用下，通過沖擊、擠壓、研磨克服物料晶體內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)及晶體之間的內(nèi)聚力，使大塊物料變成小塊以至細(xì)粉的過程。粉磨功一部分用于物料生成新的表面，變成固體的自由表面能；大部分則轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃可⑹в诳臻g。
為提高粉磨效率，近百年來許多學(xué)者從各個(gè)不同角度對(duì)粉碎理論進(jìn)行了研究，提出了不少有價(jià)值的學(xué)說，在一定程度上近似地反映了粉碎過程的客觀現(xiàn)實(shí)。其中，最著名的有三個(gè)基本原理：第一粉碎原理即雷廷格的粉碎表面積原理；第二粉碎原理即克爾皮切夫和基克的粉碎容積或重量原理；第三粉碎原理即邦德的粉碎工作指數(shù)原理。但是由于破碎和細(xì)磨過程本身受著很多因素的影響，而這些因素在不同的具體條件下又有著不同的變化。諸如，物料的性質(zhì)、形狀、粒度、產(chǎn)品的細(xì)度、設(shè)備類型、操作方法等。因此，至今都沒有建立完備的理論，更難用一個(gè)簡(jiǎn)單公式加以全面概括。盡管如此，這些理論仍有重要的指導(dǎo)意義。
2．1 第一粉碎原理——粉碎表面積原
由雷廷格(Rittinger)于1867年提出。他認(rèn)為： “粉碎物料時(shí)所消耗的能量與物料新生成的表面積成正比。”其物理基礎(chǔ)是，認(rèn)為組成任何純脆性的晶體物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)之間，具有恒定的分子吸引力。因此，從熱力學(xué)觀點(diǎn)來看，粉碎所消耗的能量與物質(zhì)揮發(fā)時(shí)所需的總能量有關(guān)，亦即與用來拆開分子間的引力，產(chǎn)生新的表面所需的能量有關(guān)。并推證出表面積原理的普遍公式：
2．2 第二粉碎原理——粉碎容積或重量原理[31)
克爾皮切·夫(B·Ⅱ·KupnHqen)及基克(F.Kick)分別于1874年及1885年提出了這一原理，他們認(rèn)為：在相同技術(shù)條件下，將幾何形狀相似之物料粉碎成形狀亦相似的成品時(shí)，消耗的能量與其容積或重量成正比。
克爾皮切夫推導(dǎo)出容積原理的普遍公式為：
分析以上兩個(gè)原理可知，兩者從不同的基本觀點(diǎn)出發(fā)，在對(duì)物料粉碎規(guī)律的認(rèn)識(shí)上，似乎有著本質(zhì)的差別。加亡兩者的計(jì)算結(jié)果，都不能全面地與實(shí)際相符，相差很大，故幾十年來一直有著爭(zhēng)論。
1941年列賓捷爾提出了統(tǒng)一這兩種學(xué)說的看法，認(rèn)為當(dāng)破碎物料時(shí)，由于物料塊的尺寸較大，粉碎比較小，表面積增加不多，因此消耗在新生表面能的能量遠(yuǎn)小于使物料變形所需的能量，故變形功的影響較大；反之，當(dāng)細(xì)磨物料時(shí)，由于新生表面積很大，故以表面積增加所消耗的能量為主。許多科學(xué)家進(jìn)行的試驗(yàn)和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)也證明，兩種學(xué)說雖然都不能完全符合實(shí)際，但用于物料破碎時(shí)，容積學(xué)說較為接近實(shí)際，而用于細(xì)磨時(shí)，表面積學(xué)說則較為接近實(shí)際。
4．2．3 第三粉碎原理——邦德粉磨工作指數(shù)原理131)
該原理由邦德(P，C．Bond)于1952年提出，它是介于表面積學(xué)說與容積學(xué)說之間的第三學(xué)說�？烧撌鰹椋悍鬯槲锪纤璧挠行Чεc生成的碎粒直徑的平方根成反比。在原始物料粒度為無限大，成品碎粒直徑為P時(shí)，其表達(dá)式為：