關于球磨機襯鐵的應用淺談

辛亮　朱洪軍　肖啟飛

摘 要：一種新型的、適合于球磨機的襯板材料具有較強的淬透性和淬硬性，耐磨性對于高錳鋼襯板有明顯的提高，除此之外，改種襯板材料的生產成本也降低了，具有更高的實用價值。

關鍵詞：襯板材料；球磨機；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.035

0 引言

應用于球磨機的襯板具有承擔研磨材料的沖擊作用和磨損作用，而且有助于在球磨機運用過程中提高研磨材料本身的硬度的作用。同時，不同形式的襯板也可以用來調整研磨體在球磨機內的運行狀態，以增強的球磨機對研磨材料的粉碎作用，有利于提高球磨機的工作效率，增加產量，降低成本，減少金屬消耗。物質材料的發展對球磨機的功能和應用提出了更多的新要求，提高襯板的耐用性也成為了備受討論的課題。如今市場上襯板的材料主要有合金的耐磨鋼，高錳鋼材料和高鉻鑄鐵材料。其中應用于襯板最多的是高錳鋼，因為其能承受沖擊力較強，磨損材料自身硬度大，在這樣的情況下，它的自身柔韌性較高，易變形。低中合金的耐磨鋼材料屈服程度較好，但由于其淬透性和淬硬性不及高錳鋼，對于自身較硬的磨損材料耐磨性較差。高鉻鑄鐵自身具有很好的耐磨性，淬透性和淬硬性也比較強，但由于其開發成本較高，使開發商不得不尋找新型的襯鐵材料來替代。

1 球磨機襯鐵的成分

硅元素可以有效的降低鋼的溶解度，所以在煉鋼的過程中在所需的脫氧劑中添加適量的硅元素，則有助于增強鋼的硬度，改善鋼板材料的柔韌度。錳元素在適當的高溫環境下可以延緩鐵元素的轉換，從而形成多種碳合物。鉻元素能有效改善剛的淬透性，提高鋼板材料自身的硬度與強度，穩定鋼板的性能。在煉鋼的過程里添加少量的鈦，通過化學反應提高了鋼的韌性和強度。鈣元素具有極強的脫氧能力，并且對鑄鋼內的夾雜物具有變質功能，添加適量的鈣元素能夠促進鑄鋼內的硫化物轉化為硫化碳，有利于增加鑄鋼的密度，提高了鑄鋼的硬度，提升了鑄鋼過程中抵抗鋼由于高溫而產生斷裂的性質。

2 球磨機襯板的制作和應用

（1） 襯板的鑄造與熔煉。制作襯板的過程中，在大型的電爐內進行冶煉時，硅鐵和錳鐵會同時在裝料時裝進電爐內。當成分調整到符合規定時，將電爐內的溫度設定到1600℃ 到1650℃的范圍內，然后添加鋁材料進行脫氧之后出爐。在煉制過程中，為了充分保證鋼液的純度，可以在鋼包底部放置一塊具有透氣功能的磚，通過該磚注入適量體積的氬氣，可以去除鋼液中含有的雜質，進而有效增強鋼的韌性和耐磨性，同時也能延長鋼板的使用壽命。

（2）襯板的淬火和回火的處理。中，低合金的鋼鑄組織體積比較粗大，會直接影響到材料的硬度和韌性，所以要進行加熱處理來增強使用性能。一般情況下，襯板的奧氏體化溫度應合理控制在980℃ 到1000℃之間，持續保溫2個小時，之后便可以淬入油池。如果襯板的表層溫度低于300攝氏度時，進入回爐操作時，溫度應該控制在320攝氏度到360攝氏度之間，持續保溫2小時到4小時之間，才能充分保證鋼板材料的質量和使用壽命。

（3）襯板的選型與應用。1）高鉻鑄鐵襯板。在線切割機上進行襯板取樣，是為了檢查襯板的韌度，硬度和強度。通過實驗便可知新型材料具有較好的強韌性和較強的硬度，是一種理想的耐磨性材料。對高鉻鑄鐵鋼板進行擺錘式的沖擊試驗，通過結果比較得出高鉻鑄鐵能保持較高的硬度和相對理想的沖擊韌性，承受力和耐磨程度也相對比較穩定。實驗表明，運用該材料制作成的襯板比奧氏體高錳鋼材料壽命多2倍。高鉻鑄鐵鑄態組織為粗大奧氏體和共晶碳化物，沖擊承受能力差，耐磨性也比較低。經過淬火加熱處理后，留存的大量殘余物會析出碳化物，使增強鋼板材料的硬度，但同時，沖擊韌性受脆性所受到的影響降低，導致耐磨性變差。襯板在使用過程中，不僅要求該具有較強的硬度，還要有一定的強韌性。對于稱所造成的磨損主要來自于磨損材料，如果磨損材料過硬，導致不能進入襯板表面，則襯板表面與磨損材料多次備受壓力摩擦，會使表面產生磨損，所以如果襯板的硬度和強韌性不符合要求都有可能會造成磨損的加速。由此綜合可以得出，當磨損材料硬度較低的時候，高鉻鑄鐵襯板具有良好的抗磨性能；對高鉻鑄鐵進行淬火和回火操作，會增強高鉻鑄鐵的硬度和韌性，此時的耐磨性能最好；高鉻鑄鐵的生產過程中，用錳來代替部分價格昂貴的成分，不僅能滿足使用要求還能降低操作成本。2） 低合金耐磨鑄鋼。低合金耐磨鑄鋼要承受強烈的壓力磨損，還得具備良好的韌性，因此對強度和硬度要求較高。加入微量的稀土元素，便可產生沉淀強化作用，能增加一定的硬度，并且能夠保持其足量的韌性。因此，低合金耐磨鑄鋼近年多被應用于建才，發電部門，操作成本低，經濟效益好。但是我國目前低合金耐磨鋼鑄材料仍然有限，還未得到廣泛的推廣，很多領域還未充分應用。3）高錳鋼材料。高錳鋼材料的鋼板適用于硬度較低的磨料產生的磨損情況下和高硬度磨損材料但沖擊力較低的沖擊磨損。高錳鋼作為常見的襯板材料，具有在強烈沖擊下表面會快速硬化，內層仍保持強度高的韌性，這種抗磨損耐沖擊的特性是其他材料無法比擬的。但是近年來實踐中不斷發現，高錳鋼不是在所有條件下都具有強度高的耐磨性。只有在沖擊力強，硬度高，磨損材料硬度強的情況下，才會體現較高的耐磨性。同時高錳材料自身硬度較低，最初使用時易于變形，從而會造成較大規模的磨損。因此，專家學者提出運用傳統的高錳材料鑄板來作為球磨機襯板是不合適的。所以，今后的高錳鋼系列的鋼板材料應該有所改進：優化成分結構和加熱處理，增強襯板的耐磨性；在使用以高錳鋼為材料的襯板時，盡可能減少貴重金屬的使用頻率，有助于降低操作成本，延長鋼板的使用壽命；在高錳鋼材料鋼板的制作過程中，盡量輕量化設計，減少設備運行費用。

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