由于球磨机衬板的磨损率较高,消耗量较大,属于易耗品,且对其性能有较高的要求,因此关于球磨机衬板的材质研究及应用一直以来为业界所关注。显然,如何提高球磨机衬板的耐磨性,有效延长其使用寿命,具有重要的现实意义。
一、球磨机衬板材质应用现状
1、金属衬板
(1)高锰钢
我国20世纪几乎把高锰钢作为全面的耐磨材料使用。但在使用实践中发现,高锰钢的耐磨性是有条件的,只有在冲击大、应力高、磨料硬的情况下,高锰钢才耐磨。而且其屈服强度低、热膨胀系数较大,易于变形,拆卸困难,给球磨机运行带来许多不良影响,尤其在使用高硬度磨球后,故障表现更突出。因此,在许多领域已逐渐被其它耐磨材料所取。高锰钢要扩大其应用范围,必须进行改进性研究,进一步提高其耐磨性。在各种磨损条件下,钢的耐磨性主要取决于钢的硬度。高锰钢以奥氏体为基,起始硬度不高,屈服强度也低,易于变形。因此,采用合金化以强化基体,是提高其耐磨性和屈服强度的重要途径。
(2)多元低、中合金耐磨钢
低、中合金耐磨钢是很有发展前途的一类耐磨钢。近年来,国内外均趋向于使用低、中合金耐磨钢制造衬板等矿山用耐磨件。因为低、中合金耐磨钢的硬度和强度高,冲击韧性也较高,并可以通过调整成分和热处理工艺,来调整其综合力学性能以满足服役条件的需要。国外这类低、中合金钢已广泛用于制造大断面球磨机衬板、挖掘机和推土机履带板、铲斗齿、齿轮等部件 。
2、橡胶衬板
通过对橡胶材质、衬板结构和安装方式等的综合改进,现在许多细磨作业磨机广泛使用了橡胶衬板,在一定范围内也应用在粗磨作业的球磨机中。橡胶衬板耐磨性好坏,取决于它在受到磨蚀粒子的冲撞或粒子压入其表面时,而不被割断或划破而保持弹性的能力。橡胶衬板具有耐磨损、抗腐蚀、降低噪声和改善磨矿作业状况等经济特点,与锰钢衬板比较,其使用寿命较长,但由于橡胶不耐高温,再者,钢球直径过大对橡胶衬板的磨损是有害的,这些原因限制了橡胶衬板在我国的广泛应用。
3、高铝陶瓷衬板
细磨磨机用陶瓷衬板,是磨机发展早期在许多细磨机中所用tr石材衬板的演化发展,陶瓷砖替tr石材做衬板,具有良好的耐磨性、耐崩裂性、强度高、韧性好、耐热性和耐化学腐蚀性强,比较适应目前条件下的经济生产和安装条件。在某些场合,这种衬板可经济地替金属衬板和橡胶衬板。
二、球磨机衬板选材的要求
为给定的球磨机选择理想的衬板材料是很难的,因为这涉及到的因素太多,这里只能谈一些基本要求的因素。
1、应根据不同的工况条件选择不同材质的衬板。高锰钢由于不能充分发挥其加工硬化特性,故不宜作球磨机衬板材料,特别是不宜作中、小型球磨机衬板材料。但是在受强烈冲击的工况条件下,却是不可取的优良材料。
2、衬板选材与衬板形状结构有关。国外球磨机衬板块小而厚,有利于发挥材料特性,不易开裂。国内的球磨机由于型号老,衬板块大而薄。因此,在采用新型耐磨材料时要注意衬板形状结构的配合。
3、橡胶衬板应优先使用,特别是对新建选矿厂的球磨机尤为如此。因为只要在技术上和经济上合适的地方,使用橡胶或其他弹性材料做衬板都比金属材料衬板优越。
4、结合我国资源,根据具体工况条件,推广应用合金钢衬板是我国衬板选材的发展方向。
5、要注意衬板硬度与磨球硬度匹配。磨球与衬板的磨损方式是伴随有冲击载荷的三体磨料磨损,在动载三体磨料磨损条件下进行。
球磨机衬板的材质及性能对球磨机工作效率的影响是极为显著的,球磨机衬板材质的选择要根据实际生产情况,还要综合复杂的工作环境,并要结合先进的生产工艺,合理选择球磨机衬板的材质,实现球磨机质量的飞跃发展,提高经济效益。
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