各種耐磨材料在水泥行業(yè)的運(yùn)用

1、水泥行業(yè)中的耐磨材料隨著新工藝、新裝備的發(fā)展應(yīng)用，如：立磨輥、盤(pán)，輥壓機(jī)輥面，V型及其它各種選粉機(jī)風(fēng)管、導(dǎo)風(fēng)葉、撒料盤(pán)，風(fēng)機(jī)葉輪、殼體，螺旋輸送機(jī)葉片，溜槽，料倉(cāng)等，鑄造耐磨材料的應(yīng)用受到限制，非鑄造耐磨材料如：耐磨鋼板、復(fù)合鋼板、硬面堆焊、耐磨陶瓷片、耐磨陶瓷涂料、超高分子量聚乙烯板、環(huán)納復(fù)合板等得到更廣泛的應(yīng)用。6.1 耐磨鋼板耐磨鋼板以瑞典鋼鐵奧克隆德有限公司（SSAB）生產(chǎn)的HARDOX為代表。耐磨鋼板在許多不適宜采用鑄造耐磨材料時(shí)體現(xiàn)出其優(yōu)越性：硬度高，最高硬度已達(dá)HB600；韌性好，HARDOX600沖擊韌性可達(dá)24J，比同等硬度的鑄造合金高很多；可焊接；可機(jī)加工、彎曲與剪切，彎曲

2、性能好，20mm厚的HARDOX500鋼板可彎曲半徑為80mm，有利于卷制半徑較小的工件。表6-1HARDOX耐磨鋼板主要性能品種HiTufH400H450H500H550H600硬度HB370HB400HB450HB500HB550HB600韌性(J)/5042322824R/t/2.53.54.0/注：R彎曲半徑，t鋼板厚度。但是，耐磨鋼板的缺陷是不能用于200的場(chǎng)合，因晶粒長(zhǎng)大導(dǎo)致硬度下降。6.2 硬面堆焊耐磨復(fù)合鋼板復(fù)合鋼板是在基板表面上堆焊一層過(guò)共晶高鉻合金耐磨層而構(gòu)成的復(fù)合耐磨材料。軟基板與硬面層的復(fù)合，帶來(lái)諸多優(yōu)點(diǎn)：硬度高，耐磨性優(yōu)異；可焊接，其硬面磨損后可反復(fù)堆焊多次，基板可與

3、其它構(gòu)件焊接；可冷彎成型；可切割，因硬面層中含有大量碳化物，故火焰無(wú)法切割，只能用等離子、激光束或高壓水槍切割。表6-2復(fù)合鋼板的主要化學(xué)成分及性能型號(hào)UP-X750UP-X700UP-X650化學(xué)成分 %Cr31，C5.0Cr29，C4.9Cr21，C4.0表面硬度 HRC61.559.557.5基板厚度 mm6810126810126硬面厚度 mm66810668104最小彎曲半徑mm150150300350150150300350150注：最小彎曲半徑為硬面層朝內(nèi)的數(shù)值。若硬面層朝外，彎曲半徑×2。復(fù)合鋼板與HADOX鋼板兩者各有特長(zhǎng)，從耐磨性比較，前者硬面層中含有硬度達(dá)HV1

4、600的M7C3型碳化物，即使硬度相同，耐磨性遠(yuǎn)優(yōu)于后者；從耐熱性比較，前者在500下硬度基本不下降，耐熱性優(yōu)于后者；從工藝性比較，后者優(yōu)于前者。表6-3復(fù)合鋼板和耐磨鋼板技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比性能相對(duì)耐磨性磨耗量g價(jià)格(元/kg)硬度UP-X70014.80.02630HRC60HADOX5001.30.28720HRC51性能耐熱性最薄板厚抗沖擊性可彎曲半徑UP-X700<5005+3mm中等板厚×15HADOX500<2004mm優(yōu)良板厚×46.3 硬面堆焊技術(shù)目前國(guó)內(nèi)的硬面堆焊技術(shù)發(fā)展很快，除復(fù)合鋼板外，在立磨輥、盤(pán)上的應(yīng)用取得突破性進(jìn)展，與鑄造輥、盤(pán)相比，具

5、有較大優(yōu)勢(shì)：可在各種金屬材料（碳鋼、鑄鐵、高鉻鑄鐵、鎳硬鑄鐵、高錳鋼等）表面堆焊；對(duì)磨損后的高鉻鑄鐵或鎳硬鑄鐵立磨輥、盤(pán)進(jìn)行在線或離線修復(fù)堆焊（離線修復(fù)的質(zhì)量?jī)?yōu)于在線修復(fù)），可反復(fù)堆焊數(shù)次；修復(fù)一次的費(fèi)用約相當(dāng)于進(jìn)口磨輥的1/3，國(guó)產(chǎn)磨輥的1/2；用碳鋼鑄造磨輥、盤(pán)的基體，預(yù)留尺寸后表面堆焊成成品，與整體鑄造的磨輥、盤(pán)相比，售價(jià)略低，耐磨性更優(yōu)。硬面堆焊技術(shù)在輥壓機(jī)輥面、大型破碎機(jī)高錳鋼錘頭、螺旋輸送機(jī)葉片、風(fēng)機(jī)葉輪、選粉機(jī)導(dǎo)風(fēng)葉等眾多抗磨損部件上都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。6.4 沖刷磨損條件下的耐磨材料氣固兩相流沖刷磨損條件下，耐磨材料的選擇與沖蝕角有關(guān)。小沖蝕角時(shí)，以切削為主，應(yīng)提高材料的硬度，此

6、時(shí)選擇陶瓷類(lèi)材料最合適；大沖蝕角時(shí)，應(yīng)提高材料的韌性或變形能力，吸收其沖擊功，此時(shí)選擇高硬度金屬材料或橡膠為宜。見(jiàn)右圖。因此，在高濃度含塵氣流的沖刷磨損工況下，宜選擇使用耐磨陶瓷片或耐磨陶瓷涂料。6.4.1 耐磨陶瓷片以Al2O3為主要原料，稀有金屬氧化物為溶劑，經(jīng)1700焙燒成為95 Al2O3剛玉陶瓷。硬度達(dá)HRA85-90（HRC67-73，莫氏硬度8.5），耐磨性達(dá)碳鋼的20倍以上。重量輕，設(shè)備負(fù)荷小。剛玉陶瓷密度3.6g/cm3。表面光滑，摩擦系數(shù)非常小。吸水率低，不易粘粉料。Al2O3是兩性材料，耐酸、堿化學(xué)腐蝕；熔點(diǎn)高達(dá)2000，抗高溫性能好，但粘接劑在高溫下會(huì)老化，AD-504

7、A膠110，無(wú)機(jī)硅膠350。陶瓷片可制成燕尾槽式條塊互卡互壓，加強(qiáng)與設(shè)備的粘接強(qiáng)度。6.4.2 耐磨陶瓷涂料在使用溫度高、工件形狀復(fù)雜等不適宜采用耐磨陶瓷片的情況下，應(yīng)選擇耐磨陶瓷涂料。耐磨陶瓷涂料由骨料和結(jié)合系統(tǒng)組成。骨料的硬度和密度決定涂料的耐磨性。骨料有高鋁釩土熟料（主要含剛玉和莫來(lái)石，莫氏硬度8）、剛玉和碳化硅（莫氏硬度均為9），僅次于鉆石（莫氏硬度10），其耐磨性非常優(yōu)異。骨料由粗、中、細(xì)顆粒組成，堆積密度愈大強(qiáng)度愈高。通常加入5m的Al2O3和SiO2復(fù)合超細(xì)粉，填充孔隙，使涂料更密實(shí)、強(qiáng)度更高、更耐磨。結(jié)合系統(tǒng)通常選擇高標(biāo)號(hào)的高鋁水泥和純鋁酸鈣水泥為結(jié)合劑。涂料的耐壓強(qiáng)度9013

8、0MPa，抗折強(qiáng)度1020MPa。采用有機(jī)樹(shù)脂結(jié)合劑，強(qiáng)度更高，耐壓強(qiáng)度160180MPa，抗折強(qiáng)度3540MPa。涂料中加入5%鋼纖維，當(dāng)涂料產(chǎn)生裂紋時(shí)，可阻礙裂紋的擴(kuò)展，提高了涂料抗變形和斷裂的能力。為充分發(fā)揮結(jié)合劑和超細(xì)粉的作用，必須加入微量的減水劑，以保證其充分水化和分散，增加強(qiáng)度。陶瓷涂料硬化后的體積密度為2900kg/m3，涂層20mm厚時(shí)重量58kg/m2，相當(dāng)于同樣厚度鋼板重量的37%。眾所周知，隨著溫度的升高，所有材料的耐磨性都急劇下降。在5001200的高溫環(huán)境下，陶瓷涂料獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。表6-4 幾種材料在不同溫度下的沖蝕磨損對(duì)比數(shù)據(jù)材料品種201102003005001000

9、1500陶瓷涂料0.110.090.100.100.140.270.2516Mn鋼1.211.321.421.573.67.910.965Mn鋼1.081.191.231.463.2脫落脫落耐火澆注料5.93.32.94.7脫落脫落脫落陶瓷片0.070.156.3脫落脫落脫落脫落注：本表為引用數(shù)據(jù)，僅供參考。作者認(rèn)為：200以下陶瓷片的耐磨性不會(huì)比陶瓷涂料差；16Mn鋼在1500已接近熔化，不可能測(cè)出沖蝕磨損數(shù)據(jù)。6.5 高分子耐磨材料粘土、石膏、煤等物料在筒倉(cāng)、料斗、溜槽內(nèi)貯藏或輸送時(shí)，易發(fā)生粘結(jié)、堵塞、腐蝕、磨損。因此應(yīng)在鋼板表面內(nèi)襯具有抗磨損、抗沖擊、抗靜電、耐腐蝕、自潤(rùn)滑等功能的材料。

10、表6-5五種高分子材料各項(xiàng)性能指標(biāo)比較材料NPEHUUHMWPEPA66PTFEABS磨損率0.20.30.20.61.511.72.3/沖擊強(qiáng)度2101406-1116/吸水率0.0020.011.5/0.20.4摩擦系數(shù)0.010.070.110.370.040.10.38與煤塊的摩擦系數(shù)0.010.10.2/內(nèi)襯材料通常有環(huán)納復(fù)合板（NPEHU），超高分子量聚乙烯板（UHMWPE），尼龍板（PA66），聚四氟乙烯板（PTFE），工程塑料（ABS）等。環(huán)納復(fù)合板除耐磨型外，還有耐溫型（300和1200兩種），具有阻燃作用。實(shí)際生產(chǎn)中，大多選擇前兩種材料。 7. 提高耐磨性的措施對(duì)金屬耐磨材

11、料而言，硬度和韌性是相互矛盾的，為了提高其耐磨性，不可能無(wú)限制地提高硬度，因此，科研工作者又通過(guò)復(fù)合材料、改變結(jié)構(gòu)形式、改變結(jié)晶狀態(tài)等措施，保持金屬耐磨材料在硬度不變的前提下提高韌性，或在韌性不變的前提下提高硬度，進(jìn)一步提高其耐磨性。7.1 復(fù)合材料以鑄造方法，將不同性質(zhì)的材料鑄成一體，將軟基材料的高韌性和抗磨層材料的高硬度有機(jī)結(jié)合，充分發(fā)揮各自特長(zhǎng)。7.1.1 雙液法雙金屬?gòu)?fù)合材料采用兩種液態(tài)金屬依次澆注鑄造成型。典型的雙液法雙金屬?gòu)?fù)合材料為：鑄鋼基體高鉻鑄鐵抗磨層。典型產(chǎn)品為破碎機(jī)復(fù)合錘頭。由于雙金屬是冶金結(jié)合，既解決了沖擊負(fù)荷大易斷裂的難題，又保證了錘頭的長(zhǎng)使用壽命。Magotteaux

12、公司最早推出雙金屬錘頭，目前國(guó)內(nèi)也有多家成功制造和投入使用，效果很好。曾經(jīng)廣泛采用的分別澆注鑄造成型方法，即鑄鋼錘柄澆注成型后，經(jīng)表面處理，再澆注高鉻鑄鐵頭部，由于雙金屬是機(jī)械結(jié)合，使用中難免出現(xiàn)斷裂情況，可靠性不高，故基本被淘汰，現(xiàn)僅在小錘頭上應(yīng)用。7.1.2 鑲鑄合金復(fù)合材料 采用鑲鑄工藝用軟基材料將抗磨材料包裹澆鑄成型。典型的鑲鑄合金復(fù)合材料為硬質(zhì)合金鑲鑄在高錳鋼中，典型產(chǎn)品為單段錘破大錘頭大金牙。依靠硬度HRC70的鎢鈦合金提高錘頭的抗磨性。7.1.3 鑄滲陶瓷復(fù)合材料采用鑄滲工藝將金屬陶瓷顆粒均勻地分布在易損件的工作面。典型產(chǎn)品為Magotteaux公司X-win金屬基陶瓷復(fù)合材料磨

13、輥和磨盤(pán)：將陶瓷顆粒均勻地分布在高鉻鑄鐵的蜂巢狀結(jié)構(gòu)中。由于陶瓷的硬度Hv2100，遠(yuǎn)高于其它材料的硬度（石英Hv1800，Nihard和高鉻鑄鐵Hv900，熟料Hv550），因此使用壽命比Nihard 和高鉻鑄鐵提高1倍以上。7.2 改變易損件結(jié)構(gòu)型式這是一種簡(jiǎn)單易行且可靠的提高耐磨性的方法。典型案例如下：7.2.1雙金屬?gòu)?fù)合磨輥在塑性鑄鐵（HB320）上，以機(jī)械方式鑲嵌燕尾槽的高鉻鑄鐵塊（Cr16%，HRC64）。同樣材質(zhì)的高鉻鑄鐵鑲嵌塊比整體鑄造的磨輥硬度高，耐磨性更好。塑性鑄鐵對(duì)立磨運(yùn)行中產(chǎn)生的各種應(yīng)力的擴(kuò)散有非常好的阻礙作用，即使金屬異物使鑲嵌塊產(chǎn)生裂紋，也難以向內(nèi)部擴(kuò)展。設(shè)備運(yùn)行更

14、可靠。鑲嵌塊之間的塑性鑄鐵磨損快，形成小凹槽，增加了對(duì)物料的咬合力，可提高粉磨效率。7.2.2 “三合一”組合錘頭用于破碎熟料的PCX細(xì)碎機(jī)錘頭，采用超高鉻鑄鐵（Cr20%，HRC62）仍嫌耐磨性不足，為了進(jìn)一步提高錘頭的抗磨性，將鈷基硬質(zhì)合金（HRC75）釬焊在托塊上，超高鉻鑄鐵錘頭抵抗物料沖擊，硬質(zhì)合金抵抗磨損，結(jié)構(gòu)鋼錘架起支撐作用，構(gòu)成“三合一”組合錘頭，使整體錘頭的使用壽命大幅度提高，且更換方便和降低使用成本。7.2.3 插柄錘頭采用超高鉻鑄鐵整體鑄造的錘頭，軸孔處易斷裂。錘頭磨損1/4即需更換，3/4都浪費(fèi)了。將錘頭軸孔部位設(shè)計(jì)為插柄，用可調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的活塊和插銷(xiāo)固定錘頭，在磨損1/4后

15、，調(diào)整活塊位置，錘頭即自然延伸25mm左右，大大延長(zhǎng)了錘頭的使用壽命，降低了用戶的生產(chǎn)成本。 “三合一”組合錘頭 插柄錘頭7.2.4 改變襯板結(jié)構(gòu)型式 溝槽襯板。在襯板表面設(shè)計(jì)出與鋼球直徑相關(guān)的環(huán)形溝槽，溝槽中始終有層料墊，減緩了鋼球?qū)σr板的直接沖擊，同時(shí)減少了球和襯板的磨損，同樣材質(zhì)的溝槽襯板比階梯襯板更耐磨。 烘干原料磨中烘干倉(cāng)與球倉(cāng)之間的隔倉(cāng)板，采用高錳鋼制作，易產(chǎn)生凸起變形且壽命短，采用合金鋼制作，非常容易斷裂。如果將隔倉(cāng)板分成多圈、小塊、加厚制作，并且增加支架的剛度，即可避免斷裂，耐磨性問(wèn)題自然解決。綜上所述，沒(méi)有萬(wàn)能的耐磨材料，關(guān)鍵是要正確分析易損件的使用工況條件及其磨損機(jī)理，了解

16、各種耐磨材料的性能指標(biāo)，再?gòu)慕?jīng)濟(jì)性、可靠性等方面綜合考慮，合理選擇與應(yīng)用。應(yīng)該拓展耐磨材料的研究范疇，將金屬材料與非金屬材料，鑄造、熱處理與焊接工藝，材料與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及電磁場(chǎng)、納米技術(shù)等，結(jié)合起來(lái)研究，開(kāi)創(chuàng)耐磨材料的新天地。8. 水泥工業(yè)破碎與粉磨設(shè)備易損件耐磨材料的選擇8.1 錘式破碎機(jī)錘頭8.1.1 影響錘頭使用壽命的因素 錘頭的磨損情況與諸多因素有關(guān)，如：物料性質(zhì)（入機(jī)粒度、種類(lèi)、硬度、水分、溫度等）、錘頭線速度、篦板篦縫的大小等，會(huì)有相當(dāng)大的差異。合理選材十分重要。8.1.2 錘頭材料的選擇大型破碎機(jī)、進(jìn)料粒度500 mm、單重 80-125 kg以上的大錘頭，因?yàn)槭軟_擊力大，應(yīng)以使

17、用安全為前提，詳見(jiàn)8.2介紹。中小型破碎機(jī)、入料粒度200mm、單重50kg以下的錘頭，受沖擊力相對(duì)較小，高錳鋼加工硬化性能不能充分發(fā)揮，因而不耐磨，應(yīng)該選擇復(fù)合鑄造錘頭（高鉻鑄鐵和結(jié)構(gòu)鋼冶金復(fù)合或機(jī)械復(fù)合）。小型破碎機(jī)、入料粒度50mm、單重15kg以下的錘頭，受沖擊力更小，更不宜選用高錳鋼，應(yīng)選擇單一高韌性高鉻鑄鐵鑄造，或機(jī)械復(fù)合鑄造錘頭。入料粒度100mm 的細(xì)碎機(jī)錘頭，受沖擊力適中，應(yīng)選用高韌性超高鉻鑄鐵，硬度HRC60，沖擊韌性>ak8J/cm²，使用壽命可比高錳鋼提高35倍。破碎旋窯熟料或高硬度礦物的細(xì)碎機(jī)，高韌性超高鉻鑄鐵的硬度不能無(wú)限度提高，應(yīng)選擇硬質(zhì)合金與超高

18、鉻鑄鐵、結(jié)構(gòu)鋼組合的“三合一”組合錘頭。鈷基硬質(zhì)合金的硬度高達(dá)HRC70以上，抵抗高硬度物料的磨損效果最好，使整體錘頭的使用壽命大幅度提高。例如：產(chǎn)量100t/h的PCX100細(xì)碎機(jī)中一副組合錘頭可破碎熟料15萬(wàn)噸。8.2 單段錘破大錘頭用于破碎5001500mm大塊石料的單段錘式破碎機(jī)，錘頭單重80-220kg。因承受的沖擊力太大，錘頭材質(zhì)有如下5種選擇。1）合金高錳鋼：在ZGMn13中加入Cr、Mo等合金。2）超高錳鋼：含Mn16%以上，并加入Cr、Mo等合金。3）表面堆焊：高錳鋼錘頭工作面堆焊TM55（Mn系）、ZD3（Cr系）等，表面堆焊層硬度HRC56-62。4）雙金屬?gòu)?fù)合鑄造：頭部

19、高鉻鑄鐵（20%Cr+Mo+Ni），HRC60，柄部為碳鋼或低合金鋼。5）合金高錳鋼頭部鑲鑄硬質(zhì)合金塊。就筆者的經(jīng)驗(yàn)，因石灰石的性質(zhì)差異太大，同一種材質(zhì)的錘頭壽命會(huì)相差十倍?？傮w來(lái)說(shuō)，目前雙金屬?gòu)?fù)合鑄造錘頭的使用效果和性價(jià)比最好。8.3 反擊破板錘用于破碎5001500mm大塊石料的反擊式破碎機(jī)，板錘單重4001000kg。因承受的沖擊力太大，板錘材質(zhì)通常選擇合金高錳鋼或超高錳鋼。單重200kg的板錘，用于破碎砂巖等硬質(zhì)物料時(shí)，建議選擇超高鉻鑄鐵。8.4 立磨輥和盤(pán)1）中小型磨輥和盤(pán)：高鉻鑄鐵整體鑄造，HRC6264。鎳硬鑄鐵整體鑄造，HRC5864。2）大型磨輥和盤(pán)：上述兩種材質(zhì)分塊鑄造。3

20、）表面堆焊：碳鋼堆焊新輥，舊輥和磨盤(pán)可堆焊修復(fù)。4）雙金屬?gòu)?fù)合磨輥：在塑性鑄鐵（HB320）上，以機(jī)械方式鑲嵌燕尾槽的高鉻鑄鐵塊（Cr16%，HRC64）。其優(yōu)點(diǎn)：同樣材質(zhì)的高鉻鑄鐵鑲嵌塊比整體鑄造的磨輥硬度高，耐磨性更好。塑性鑄鐵對(duì)立磨運(yùn)行中產(chǎn)生的各種應(yīng)力的擴(kuò)散有非常好的阻礙作用。即使金屬異物使鑲嵌塊產(chǎn)生裂紋，也難以向內(nèi)部擴(kuò)展。設(shè)備運(yùn)行更可靠。耐磨壽命比Nihard 提高50%以上。鑲嵌塊之間的塑性鑄鐵磨損快，形成小凹槽，增加了對(duì)物料的咬合力，可提高粉磨效率。5）金屬基陶瓷復(fù)合材料磨輥和盤(pán)：將陶瓷顆粒均勻地分布在高鉻鑄鐵的蜂巢狀結(jié)構(gòu)中。其優(yōu)點(diǎn)：陶瓷的硬度Hv2100，遠(yuǎn)高于其它材料的硬度（石

21、英Hv1800，Nihard 和高鉻鑄鐵Hv900，熟料Hv550），因此具有優(yōu)異的耐磨性。磨輥使用壽命比Nihard 和高鉻鑄鐵提高1倍以上。X-win應(yīng)用于立磨盤(pán)，使用壽命提高13倍。8.5 磨機(jī)粗磨倉(cāng)襯板 通常粗磨倉(cāng)入磨粒度為1525mm，最大球徑Ø90mm，平均球徑7076mm。球以較大的沖擊力鑿削襯板，同時(shí)擠壓物料的尖角切削襯板，因此粗磨倉(cāng)襯板磨損機(jī)理是以高應(yīng)力沖擊鑿削磨損為主，擠壓切削磨損為輔。受高應(yīng)力沖擊要有足夠韌性，受切削磨損要有高硬度。根據(jù)磨損原理，材料硬度(Hm)應(yīng)大于物料硬度(Ha)的0.8倍，水泥熟料硬度為Hv500550，相當(dāng)于HRC4953。所以襯板硬度應(yīng)

22、在HRC46以上才耐磨，同時(shí)要求沖擊韌性ak10J/cm²才能不斷裂。因此粗磨倉(cāng)襯板應(yīng)選擇中碳多元合金鋼及類(lèi)似合金鋼材料，硬度HRC48，沖擊韌性ak15J/ cm²，使用壽命可達(dá)25年。如果磨前有輥壓機(jī)組成聯(lián)合粉磨，并采用單螺孔的溝槽襯板結(jié)構(gòu)，應(yīng)選擇高鉻鑄鐵，使用壽命可達(dá)610年。8.5.1 中碳多元合金鋼襯板典型應(yīng)用實(shí)例中碳多元合金鋼在數(shù)十臺(tái)大型磨機(jī)上成功應(yīng)用，如Heidelberg越堡5臺(tái)4.2×14m水泥磨、沙特Najran 2臺(tái)5.0×15m水泥磨、蘇丹Berber 3臺(tái)4.6×13.5m水泥磨、Lafarge贊比亞4.6×

23、15.3m水泥磨和4.6×8.5+3m生料磨、Lafarge烏干達(dá)4.2×14m水泥磨、Holcim坦桑尼亞4.2×14.5m水泥磨，使用壽命均超過(guò)合同約定的15,000hrs或21,000hrs以上的保證指標(biāo)?；瘜W(xué)成分和性能見(jiàn)表8-1。表8-1CCrMoNiCuMnSi沖擊韌性 (J/cm2)硬度 HRC0.40.55.06.00.41.00.80.40.81.0305546525×15m水泥磨一倉(cāng)溝槽襯板使用一年后形貌4.2×14m水泥磨一倉(cāng)溝槽襯板使用2年后形貌8.5.2 高鉻鑄鐵襯板典型應(yīng)用實(shí)例4.2m以上大型磨機(jī)與輥壓機(jī)組成聯(lián)合粉磨，

24、筒體溝槽襯板、端襯板、隔倉(cāng)板均應(yīng)采用高鉻鑄鐵(Cr15MoCuNi），使用壽命可達(dá)8年以上。句容臺(tái)泥4.2×13.5m水泥磨前有輥壓機(jī)+VSK選粉機(jī)，入磨物料的比表面積已達(dá)240cm2/kg，最大球徑30，合同指標(biāo)為使用壽命60,000hrs。2005年5月使用到現(xiàn)在。 青島即墨中聯(lián)水泥4.2×13m水泥磨前有輥壓機(jī)打散分級(jí)機(jī)，合同指標(biāo)使用壽命8年。2010年6月安裝使用。l 常規(guī)工藝條件下中型磨機(jī)的粗磨倉(cāng)襯板在沒(méi)有輥壓機(jī)的情況下，一倉(cāng)平均球徑73mm左右，欲大幅度提高襯板的使用壽命，只能選用高韌性高鉻鑄鐵材質(zhì)（Cr26MoCuNi），提高Cr/Mo/Ni等貴重合金元素含量

25、，采用復(fù)合熱處理工藝，保證高硬度的同時(shí)進(jìn)一步提高韌性。蘇州南新3.4×11m水泥磨，2002年元月安裝運(yùn)行；天津大站3.2×11m水泥磨，2003年12月安裝運(yùn)行；山西五星3×11m和3.2×13m水泥磨，2004年11月運(yùn)行；廣西平樂(lè)3.2×13m水泥磨，2006年9月安裝運(yùn)行；Lafarge智利3.4×12m水泥磨，2007年11月安裝運(yùn)行；上述高韌性高鉻鑄鐵襯板壽命均超過(guò)5年以上。8.6 磨頭端襯板端襯板在粗磨倉(cāng)進(jìn)料端，物料粒度大，平均球徑大，受磨球和物料的側(cè)沖擊力大，磨損機(jī)理以高應(yīng)力沖擊鑿削磨損和切削沖刷并重，中間部位磨損最大

26、。端襯板最大磨損半徑Rmax=Kr×Ri / cosKr 系數(shù)（取值見(jiàn)下表）Ri 磨機(jī)有效半徑cos 端襯板的錐角系數(shù)Kr與磨機(jī)比轉(zhuǎn)速和研磨體填充率有關(guān)，按表8-2取值。表8-2研磨體填充率比轉(zhuǎn)速工作轉(zhuǎn)速÷臨界轉(zhuǎn)速70%75%80%85%25%0.7250.7710.8010.82530%0.6350.7000.7460.77735%0.6180.6830.726通常研磨體填充率在30%左右，比轉(zhuǎn)速在75%左右，故Kr取0.7。端襯板應(yīng)選擇硬度高耐沖擊的中碳多元合金鋼，使用壽命可比高錳鋼提高12倍。3米磨機(jī)的單塊端襯板，應(yīng)在磨損最大區(qū)域加厚或設(shè)置徑向凸棱。一方面可以減小端襯

27、板與研磨體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而減輕磨損；另一方面，徑向凸棱還有增加摩擦系數(shù)，使鋼球提升得更高以及使鋼球進(jìn)行合理分級(jí)的作用。凸棱可設(shè)置在中間或邊緣。凸棱的高度建議20mm左右，見(jiàn)右上圖。Ø3米的大型磨機(jī)端襯板，應(yīng)在徑向上分25圈，減小單塊襯板的尺寸，不僅可選擇中碳多元合金鋼，也可選擇高韌性高鉻鑄鐵，使用壽命可比高錳鋼提高34倍。8.7 隔倉(cāng)板隔倉(cāng)板有單層和雙層之分，通常2.2m以下小規(guī)格磨機(jī)采用單層隔倉(cāng)板，2.23.2m中等規(guī)格磨機(jī)可用單層或雙層，3.4m以上大規(guī)格磨機(jī)均為雙層。單層隔倉(cāng)板為懸臂梁式安裝，表面布滿篦縫，強(qiáng)度下降，加上受一倉(cāng)鋼球沖擊，因此材料的韌性一定要高，否則極易斷裂。

28、雙層隔倉(cāng)板的隔倉(cāng)篦板通常在徑向上分24圈，與隔倉(cāng)盲板通過(guò)螺栓連接固定在隔倉(cāng)板支架上，隔倉(cāng)篦板的尺寸變小，受力情況大為改善，對(duì)材料韌性的要求降低。 隔倉(cāng)板最不適宜選用高錳鋼，因?yàn)橐桩a(chǎn)生塑性變形，堵塞篦縫，且加工硬化不足，壽命短。應(yīng)選擇中碳多元合金鋼及類(lèi)似合金鋼材料，使用壽命可比高錳鋼提高12倍。雙層隔倉(cāng)篦板還可選擇高鉻鋼或高鉻鑄鐵類(lèi)材質(zhì)，使用壽命可比高錳鋼提高34倍。9. 研磨體鋼球、鋼段、橢圓球、鋼棒通稱(chēng)為研磨體。研磨體的耐磨性直接影響磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率與粉磨效率。水泥行業(yè)絕大多數(shù)采用鋼球和鋼段，以下通稱(chēng)為磨球。9.1 磨球的分類(lèi)及技術(shù)要求磨球按生產(chǎn)方式可分為三大類(lèi)：鍛造、軋制及鑄造。在選礦行業(yè)中，

29、鍛造與軋制球占有較大的比例，水泥行業(yè)則是鑄造磨球占絕對(duì)比例。鑄造磨球按化學(xué)成份可分為：鉻系抗磨鑄鐵球（低鉻、中鉻、高鉻、超高鉻），球墨鑄鐵球，其它合金鑄鐵球，其中鉻系抗磨鑄鐵球占絕對(duì)比例。2010年4月開(kāi)始實(shí)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)鑄造磨球GB/T 17445-2009，力學(xué)性能指標(biāo)見(jiàn)表9-1，化學(xué)成分要求見(jiàn)表9-2，磨球直徑公差見(jiàn)表9-3。表9-1 鑄造磨球力學(xué)性能指標(biāo)名稱(chēng)牌號(hào)表面硬度(HRC)表面與心部硬度差碎球率其它鉻合金鑄鐵磨球ZQCr26 / Cr20 / Cr15 / Cr12583HRC1.0%沖擊疲勞壽命和金相組織由供需雙方確定ZQCr8482.0%ZQCr547ZQCr245供需雙方確定

30、球墨鑄鐵磨球ZQQTB503HRCZQQTM52表9-2 鑄造磨球化學(xué)成分要求名稱(chēng)牌號(hào)化 學(xué) 成 分 （%）CSiMnCrMoCuNiPS鉻合金鑄鐵磨球ZQCr262.0-3.31.20.3-1.5>23-300-3.00-1.20-1.50.100.06ZQCr202.0-3.3>18-23ZQCr152.0-3.3>14-18ZQCr122.0-3.3>10-14ZQCr82.1-3.32.27.0-100-1.00-0.8ZQCr52.1-3.31.54.0-6.00.10ZQCr22.1-3.61.0-3.0球墨鑄鐵磨球ZQQTB3.2-3.82.0-3.52-

31、30.03ZQQTM3.2-3.80.5-1.5表9-3磨球直徑公差公稱(chēng)直徑 3030<6060<8080<100>100直徑公差1.0/1.01.5/1.02.0/1.02.5/1.03.0/1.09.2 磨球的生產(chǎn)工藝和特點(diǎn)9.2.1 磨球的生產(chǎn)工藝可歸納為三大類(lèi)金屬型：手工單金屬模；手工組合金屬模；金屬模全覆砂生產(chǎn)線。砂型：手工單箱或疊箱鑄造；迪莎(DISA)擠壓造型生產(chǎn)線。消失模(EPC)。9.2.2 三種生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)金屬型：金屬模具使鋼水以急冷和定向結(jié)晶方式成型，耐磨性最好。缺點(diǎn)是澆冒口處不耐磨，容易凹陷，外觀質(zhì)量欠佳，生產(chǎn)效率低。目前手工單金屬?；咎蕴?/p>

32、手工組合金屬模是主流生產(chǎn)工藝。金屬模全覆砂生產(chǎn)線是目前最先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，在金屬模表面全部覆砂，高溫金屬液不與金屬模直接接觸，其冷卻速度雖低于金屬模，但仍然遠(yuǎn)大于砂型，外觀質(zhì)量和生產(chǎn)效率都比手工組合金屬模和手工砂型提高很多，同時(shí)彌補(bǔ)了迪莎生產(chǎn)線不適宜生產(chǎn)大球的不足。砂型：粘土或水玻璃砂型的單箱或疊箱鑄造是古老工藝，目前僅用于小球、小段的生產(chǎn)。迪莎(DISA)擠壓造型生產(chǎn)線是目前大型企業(yè)采用最多的工藝，尺寸精度好，生產(chǎn)效率高。目前國(guó)內(nèi)僅用于生產(chǎn)小規(guī)格的球、段。消失模：優(yōu)點(diǎn)是尺寸精度好，生產(chǎn)效率高。不足之處是因其散熱性能較差，磨球組織不夠致密，在大直徑磨機(jī)中使用存在碎球率較高的問(wèn)題。9.3 磨球的失效形式切削和鑿削磨損：磨球在與物料及襯板三體之間的相對(duì)滑動(dòng)和沖擊過(guò)程中，物料中硬而尖銳的組份對(duì)磨球表面進(jìn)行切削或鑿削磨損。脆性剝落：磨球在受沖擊過(guò)程中，脆性相自表面剝落。疲勞磨損：磨球在磨內(nèi)受到反復(fù)沖擊，