1.1粗磨仓衬板磨损机理及耐磨材料的选择 粗磨仓入磨料度为15mm~25mm,研磨体平均球径φ75mm左右,{zd0}球径φ90mm-lOOmm。磨机回转时,球和物 料以较大的冲击力凿削衬板;球在下落的滑动或滚动中挤压物料,物料尖角切削衬板,因此粗磨仓衬板磨损机理 是以高应力冲击凿削磨损为主,挤压切削为辅。 粗磨仓衬板要求材料有足够韧性,受切削磨损要求材料具有高硬度。根据磨损原理,材料硬度(Hm)应为物料 硬度(Ha)的0.8-1.2倍,即Hm/Ha=0.8~1.2,水泥熟料硬度为HV500~550,相当于HRC49-54。所以衬板材料 硬度应在HRC50以上才耐磨。由于受高应力冲击凿削,冲击韧性ak≥10J每平方厘米才能不开裂,满足使用要求。 因此粗磨仓衬板应选择中碳中铬合金钢及其类似合金钢材料,硬度HRC48~55,冲击韧性akl5-20J每平方厘米 ,使用寿命可达2-3年。对于单螺孔衬板及沟槽衬板可参照相关标准选择高铬铸铁,使用寿命可达4-6年。对于 φ3m以上的大型磨机衬板,应选择高韧性高铬铸铁,硬度HRC58-62,冲击韧性ak8-12J每平方厘米,使用寿命可达 6-10年。 1.2细磨仓村板磨损机理及耐磨材料的选择 通过隔仓板进入到细磨仓的物料已变细,尖角变钝,细磨仓里的球或段直径仅为φ15mm~60mm,冲击力小, 因此细磨仓衬板磨损机理是球的应力切削磨损。 细磨仓衬板可以选择硬度高、韧性低的耐磨材料。如高碳合金钢,高、中、低铬铸铁,抗磨球墨铸铁等材料 ,硬度HRC>50,冲击韧性ak4-6J每平方厘米均可使用。 磨机衬板不宜选择高锰钢。对粗磨仓而言,因为高锰钢的屈服强度低,易产生塑性变形,尺寸长的衬板会发 生凸起变形,钢球的冲击也不能充分产生加工硬化,因此不耐磨。细磨仓衬板承受的冲击力更小,高锰钢的耐磨 性更不能得到发挥。 1.3磨头端衬板、隔仓板、出科篦板耐磨材料的选择 (1)磨头端衬板磨损机理及耐磨材料的选择 磨头端村板在粗磨仓进料端,物料粒度大,研磨体平均球径大,受磨球和物料的侧冲击力大,是以高应力冲 击凿削磨损为主、切削冲刷为辅的磨损机理。因此磨头端衬板应选择韧性高耐冲击、硬度高抗切削的材料。以前 采用高锰钢,由于所受冲击不足以充分使其产生加工硬化,硬度仅能达到HB350左右,受物料切削冲刷磨损严重, 使用寿命低。如果选择中碳多元合金钢衬板,硬度HRC46-50,冲击韧性akl5J每平方厘米,使用寿命可比高锰钢提 高一倍。 φ3.Om以上大型磨机磨头端衬板在径向上分2-4块,可选择高铬铸钢,高铬铸铁类耐磨材料,使用寿命可比高 锰钢高3-4倍。 以高锰钢为例,对磨头端衬板磨损失效分析发现,磨头端衬板不同部位磨损情况不同。通过测定残体硬度, 可将磨头端衬板磨损情况分4个区,如图1。 图中(A)、(B)大端由于磨球和物料降落时相对滑动产生切削,该部分受冲击较小,残体硬度仅HS53.5,为切 削磨损。(C)、(D)小端受磨球和物料侧冲击力大,残体硬度达HS60以上,是以高应力冲击凿削磨损为主。对于分块制造的磨头端衬板,内、中圈端衬板宜选择韧性高的材料(如合金钢),外圈端衬 板宜选择硬度高的材料(如高铬铸铁),满足不同的磨损需要。 (2)隔仓板磨损机理及耐磨材料的选择 粗磨仓粉磨达到一定粒度的物料是通过隔仓板篦缝到细磨仓的。物料对隔仓板蓖缝进行挤压冲刷磨损,球和 物料对隔仓板进行测冲击凿削磨损,并且隔仓板为悬臂梁式安装,受力情况恶劣。因此要求材料韧性要好,冲击 韧性ak≥25J每平方厘米,硬度HRC45-50。 高锰钢韧性好,但硬度低,不耐磨,并且易产生塑性变形,堵塞蓖缝,影响生产效率。 因此隔仓板应选择中碳中铬多元合金钢及类似合金钢材料。φ3.0m以上大型磨机隔仓板是分块制作的,可选 择高铬铸钢、高韧性高铬铸铁类耐磨材料,使用寿命可比高锰钢提高2-3倍。 (3)出料篦板磨损机理及耐磨材料的选择 出料蓖板在磨机的出口,主要受小球或钢段的挤压切削磨损。因此以硬度为主选择材料,可选择各类高碳合 金钢、高韧性抗磨球墨铸铁等。硬度HRC50-55,冲击韧性ak8-10J每平方厘米,即可满足使用要求。 新型耐磨材料-Cr-Ti多元合金钢衬板,冲击韧性65-136J每平方厘米,硬度HRC52-58,主要技术指标达到国 外同类产品水平,其技术性能满足φ3.8m以上大型球磨机粗磨仓、细磨仓、磨头端衬板,隔仓板、出科蓖板工况 条件的要求,应用范围广,寿命比高锰钢提高2-4倍,是替代高铬铸铁和传统中合金衬板的理想材料。 1.4研磨介质(磨球)耐磨材料的选择 我国建材行业1994年制定了JC/T535-94“建材工业用铬合金铸造磨球”标准。在此基础上又颁布了国家标准 GB/T17445-1998“铸造磨球”。其中规定的品种有高铬球、中铬球,低铬球、贝氏体球墨铸铁球的化学成分、机 械性能、铸球规格和检验方法等。 质量好的磨球应具有下列性能: (a)耐磨性:对切削磨损、变形磨损和疲劳剥落磨损有足够的耐磨性;对切削磨损要求有高硬度;对变形磨损 和疲劳磨损要求有高的应变疲劳、接触疲劳和冲击疲劳寿命; (b)良好的冲击韧性:在反复冲击磨损条件下,有高的抗冲击性能,不破碎; (c)高的淬透性:保证φ100mm大球整体腐损均匀,不失圆; (d)优良的冶金质量:按规定的标准成分生产,不得有夹渣、夹砂等铸造缺陷。 具体的说,磨机粗磨仓应选择高铬球,细磨仓可选择低铬球。对湿法磨而言,应选择低铬球或锻造钢球,因 为在有腐蚀的情况下,高铬球的耐磨性得不到充分体现。从耐磨性考虑,应该选择用金属模具生产的铸球。