耐磨材料使用案例
- 分类:工程案例
- 发布时间:2020-04-16 00:00:00
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连续式球磨机是Konow和Davidson1891年向德国申请并获得专利的产品,专利号为No.62871,标题为《中心喂料切向卸料球磨》。专利中描述磨机内填充卵石球和少量金属球,筒体采用陶瓷和铸铁衬板防护,这便是最早的现代球磨机衬板。上世纪初,最大的磨机为φ1.2×6m,粉磨立窑熟料产量为3t/h,而当时光流逝到1990年,比利时的Gaurain-Ramecriox水泥工厂投运时使用的是由8.7MW环形马达驱动的φ5.8×16.0m球磨机,该磨与一台装机功率为2.4MW的φ2.0×1.0m辊压机联用。粉磨旋窑熟料,水泥比表面积为380m2/kg时,磨机最大产量为360t/h。
可以看出伴随着水泥工业的高速发展,磨机直径规格越来越大,球磨机衬板也随之发生了重大的变化。衬板材质由早期的高锰钢、镍硬铸铁、普通白口铸铁等发展到今日几大系列上百个品种的以合金钢为主,高、低铬铸铁、奥贝球铁及其它材料并举的一个百花齐放的局面。衬板结构也由过去单纯的防护内衬发展成为一种技术性和理论性都很强的“装置”。先进结构设计衬板可以有效的提高磨机产量,降低电耗,增加水泥比表面积,减少噪音。它的形状也早已不是简单的板状,栏主于1984年协助天津水泥设计院吴绵旗、王绍兴两位老师设计的角螺旋、圆角方形衬板,1986年与合肥水泥研究院鲁幼勤工程师共同发明的沟槽衬板,特别是近年来在高细筛分磨中大量应用的挡料圈、环等早已偏离了防护这一初始概念,其形式之多、形状之繁,枚不胜举。那么在生产实践中,具体选用何种材质,何种结构的衬板,则要应时应地根据具体的工况条件合理的选配。耐磨材料行业有句行话:没有一杆包打天下的枪。而水泥粉磨作业更是很难找出两台运营结果参数如2台同型号机床这么相近的两台磨机,甚至一个车间里两台同型号,一条配料线(不是10条)下来的磨机,其产量、电耗、比表面积都不尽完全相同。这就是粉磨作业独特的个性特点,也是吸引众多工程技术人员乐此不疲、痴迷投身其中的魅力所在。
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衬板的分类
磨机衬板一般按其使用部位分为:筒体衬板、磨头衬板、隔仓板、出磨篦板、人孔衬板及特殊衬板五类。特殊衬板指具有特殊功能作用的构件如挡料圈、环等,尽管它早已不是传统意义上的防护性部件,但习惯上我们还是将其称之为衬板,而划入特殊衬板一类。
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衬板的工况服役条件
磨机在回转时,磨内研磨介质(钢球、段、棒等)、物料被衬板带至一定高度后抛落或泻落,在抛落研磨介质及物料过程中对衬板形成了冲击和磨损。水泥工业由于细度控制要求,磨机长径比一般大于2.5,全磨多分为2~3个仓(最多至5个仓)。一般一个二仓磨,一仓的功能为细碎与粗磨,它的入磨粒度一般在P80≤25mm(配有细碎机和辊压机则分别是P80≤5mm和P80≤1.0mm左右),各企业工况条件不同会有所区别。由于入磨物料粒度大,故一仓内最大球径在φ90~100mm,平均球径在φ70~75mm。大直径钢球以较大的冲击力凿削衬板,物料被钢球冲、挤后,其尖角侵入衬板,此时衬板磨损机理是以高应力冲击凿削磨损为主,挤压凿削为辅。对一个二仓磨的二仓,当物料经过隔仓板进入二仓时一般P80≤1.5mm,比表面积S≥120m2/kg。故此时仓内钢球直径或等当量钢段直径一般在φ15mm~φ50mm之间。筛分磨由于可控制进入后仓物料P80≤0.9mm,S≥150m2/kg,可配装φ6×6~φ14×14微型钢段。由于二仓一般多配以小波或花纹平衬板,带球能力较低,研磨体一般以泻落为主,故对衬板冲击力不大,因此二仓(细磨仓)是低应力切削磨损。
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磨机衬板损坏的主要形式
磨机衬板损坏的主要形式有断裂、磨损、变形与脱落三类。首先咱们谈第一个问题即断裂问题。
断裂是磨机衬板生产制造与应用中最严重的问题,这类问题的原因除与使用有关外,属于制造方面的一般有如下5个问题:
1、化学成分设计不合理或化学成分控制不准确;
2、有严重的冶金质量问题,如夹杂物超标,成分偏析等;
3、有严重的铸造缺陷,如缩孔、疏松、气孔、铸造金相组织不良等;
4、热处理工艺设计不合理或热处理工艺控制不准确;
5、生产过程中应力控制与消除不合理,如不合理的铸造工艺设计,浇铸后松箱、开箱时间不合理,打磨、焊补方式不当及热处理淬火后未及时回火等。
属于使用方面的原因一般有如下4个问题:
1、安装手段不正确。
由于大部分耐磨材料尤其是高合金材料如高铬铸铁、中铬合金钢等,导热性均较差,故在安装中未经与供应商技术部门取得共识之前是严禁使用电焊、气割等辅助手段的。
2、安装管理不到位
对于高硬度衬板、尤其是高铬铸铁类,由于脆性较大,故对安装工艺有一定要求,即筒体表面应涂以砂浆或垫上3-5mm厚石棉或橡胶垫。过去有的厂图省事,安装完后丢进去几包水泥,灌上水转上几分钟,因为离心力作用,水泥浆顺着安装缝全灌到衬板背后了。虽看着粗放了些,倒也挺省事,效果也还行,至少比什么都不干要强。此外新衬板安装好后最好先加入一部分料,以避免恶性空砸衬板。安装时最好尽可能使用扭力扳手,规范预紧力。
3、不合适的更换周期。
以往使用高锰钢衬板的朋友,在实践中总结了一条经验:只要不影响磨机产量,衬板可使用(不是增加,是减薄,意思正好相反,)到十几毫米厚。有的厂还专门要求供货方做成薄衬板,以扩大磨机有效内径,增加研磨体装载量来提高产量。栏主于1987年曾将一台φ1.83×6.4m磨磨机衬板从45mm减至25mm厚,同时对研磨体装载量、钢球级配进行调整后,磨机产量提高了约10%。而如今大部分磨机衬板都是高耐磨的脆性材料,如高铬铸铁或中、高铬合金钢,往往磨到1半厚就容易断裂了。这也就解释了为什么高铬铸铁磨损试样在平盘磨损试验机上耐磨性高出高锰钢十倍甚至更高,而在高铬铸铁衬板供货时却只敢承诺寿命比高锰钢提高3-5倍呢?其中很重要的一个原因即是:高锰钢恨不得能磨成一张薄板,能弯曲变形也不会断裂,而能坚持到底直至几近耗尽。而高铬铸铁一般磨损至原始厚度50%就建议更换了。
4、衬板选材与结构设计不匹配
这一般指两个方面问题,一方面是指过去衬板多采用高锰钢材质,由于合格高锰钢韧性极高,故衬板结构几乎可随心所欲设计,可长、可薄、可在背后挖空等,但有些水泥厂拿着这种只适合高韧性高锰钢做的衬板图纸,交给没有经验的铸造厂,要求生产成高硬度、高脆性耐磨衬板。当两个外行糊涂到一起,这就很容易出问题了。另一方面是过去衬板往往有2个螺栓孔,并且是方孔的,这在铸造上很容易造成内部和尖角应力集中。
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