关于球磨机衬铁的应用浅谈

辛亮　朱洪军　肖启飞

摘 要：一种新型的、适合于球磨机的衬板材料具有较强的淬透性和淬硬性，耐磨性对于高锰钢衬板有明显的提高，除此之外，改种衬板材料的生产成本也降低了，具有更高的实用价值。

关键词：衬板材料；球磨机；应用

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

0 引言

应用于球磨机的衬板具有承担研磨材料的冲击作用和磨损作用，而且有助于在球磨机运用过程中提高研磨材料本身的硬度的作用。同时，不同形式的衬板也可以用来调整研磨体在球磨机内的运行状态，以增强的球磨机对研磨材料的粉碎作用，有利于提高球磨机的工作效率，增加产量，降低成本，减少金属消耗。物质材料的发展对球磨机的功能和应用提出了更多的新要求，提高衬板的耐用性也成为了备受讨论的课题。如今市场上衬板的材料主要有合金的耐磨钢，高锰钢材料和高铬铸铁材料。其中应用于衬板最多的是高锰钢，因为其能承受冲击力较强，磨损材料自身硬度大，在这样的情况下，它的自身柔韧性较高，易变形。低中合金的耐磨钢材料屈服程度较好，但由于其淬透性和淬硬性不及高锰钢，对于自身较硬的磨损材料耐磨性较差。高铬铸铁自身具有很好的耐磨性，淬透性和淬硬性也比较强，但由于其开发成本较高，使开发商不得不寻找新型的衬铁材料来替代。

1 球磨机衬铁的成分

硅元素可以有效的降低钢的溶解度，所以在炼钢的过程中在所需的脱氧剂中添加适量的硅元素，则有助于增强钢的硬度，改善钢板材料的柔韧度。锰元素在适当的高温环境下可以延缓铁元素的转换，从而形成多种碳合物。铬元素能有效改善刚的淬透性，提高钢板材料自身的硬度与强度，稳定钢板的性能。在炼钢的过程里添加少量的钛，通过化学反应提高了钢的韧性和强度。钙元素具有极强的脱氧能力，并且对铸钢内的夹杂物具有变质功能，添加适量的钙元素能够促进铸钢内的硫化物转化为硫化碳，有利于增加铸钢的密度，提高了铸钢的硬度，提升了铸钢过程中抵抗钢由于高温而产生断裂的性质。

2 球磨机衬板的制作和应用

（1） 衬板的铸造与熔炼。制作衬板的过程中，在大型的电炉内进行冶炼时，硅铁和锰铁会同时在装料时装进电炉内。当成分调整到符合规定时，将电炉内的温度设定到1600℃ 到1650℃的范围内，然后添加铝材料进行脱氧之后出炉。在炼制过程中，为了充分保证钢液的纯度，可以在钢包底部放置一块具有透气功能的砖，通过该砖注入适量体积的氩气，可以去除钢液中含有的杂质，进而有效增强钢的韧性和耐磨性，同时也能延长钢板的使用寿命。

（2）衬板的淬火和回火的处理。中，低合金的钢铸组织体积比较粗大，会直接影响到材料的硬度和韧性，所以要进行加热处理来增强使用性能。一般情况下，衬板的奥氏体化温度应合理控制在980℃ 到1000℃之间，持续保温2个小时，之后便可以淬入油池。如果衬板的表层温度低于300摄氏度时，进入回炉操作时，温度应该控制在320摄氏度到360摄氏度之间，持续保温2小时到4小时之间，才能充分保证钢板材料的质量和使用寿命。

（3）衬板的选型与应用。1）高铬铸铁衬板。在线切割机上进行衬板取样，是为了检查衬板的韧度，硬度和强度。通过实验便可知新型材料具有较好的强韧性和较强的硬度，是一种理想的耐磨性材料。对高铬铸铁钢板进行摆锤式的冲击试验，通过结果比较得出高铬铸铁能保持较高的硬度和相对理想的冲击韧性，承受力和耐磨程度也相对比较稳定。实验表明，运用该材料制作成的衬板比奥氏体高锰钢材料寿命多2倍。高铬铸铁铸态组织为粗大奥氏体和共晶碳化物，冲击承受能力差，耐磨性也比较低。经过淬火加热处理后，留存的大量残余物会析出碳化物，使增强钢板材料的硬度，但同时，冲击韧性受脆性所受到的影响降低，导致耐磨性变差。衬板在使用过程中，不仅要求该具有较强的硬度，还要有一定的强韧性。对于称所造成的磨损主要来自于磨损材料，如果磨损材料过硬，导致不能进入衬板表面，则衬板表面与磨损材料多次备受压力摩擦，会使表面产生磨损，所以如果衬板的硬度和强韧性不符合要求都有可能会造成磨损的加速。由此综合可以得出，当磨损材料硬度较低的时候，高铬铸铁衬板具有良好的抗磨性能；对高铬铸铁进行淬火和回火操作，会增强高铬铸铁的硬度和韧性，此时的耐磨性能最好；高铬铸铁的生产过程中，用锰来代替部分价格昂贵的成分，不仅能满足使用要求还能降低操作成本。2） 低合金耐磨铸钢。低合金耐磨铸钢要承受强烈的压力磨损，还得具备良好的韧性，因此对强度和硬度要求较高。加入微量的稀土元素，便可产生沉淀强化作用，能增加一定的硬度，并且能够保持其足量的韧性。因此，低合金耐磨铸钢近年多被应用于建才，发电部门，操作成本低，经济效益好。但是我国目前低合金耐磨钢铸材料仍然有限，还未得到广泛的推广，很多领域还未充分应用。3）高锰钢材料。高锰钢材料的钢板适用于硬度较低的磨料产生的磨损情况下和高硬度磨损材料但冲击力较低的冲击磨损。高锰钢作为常见的衬板材料，具有在强烈冲击下表面会快速硬化，内层仍保持强度高的韧性，这种抗磨损耐冲击的特性是其他材料无法比拟的。但是近年来实践中不断发现，高锰钢不是在所有条件下都具有强度高的耐磨性。只有在冲击力强，硬度高，磨损材料硬度强的情况下，才会体现较高的耐磨性。同时高锰材料自身硬度较低，最初使用时易于变形，从而会造成较大规模的磨损。因此，专家学者提出运用传统的高锰材料铸板来作为球磨机衬板是不合适的。所以，今后的高锰钢系列的钢板材料应该有所改进：优化成分结构和加热处理，增强衬板的耐磨性；在使用以高锰钢为材料的衬板时，尽可能减少贵重金属的使用频率，有助于降低操作成本，延长钢板的使用寿命；在高锰钢材料钢板的制作过程中，尽量轻量化设计，减少设备运行费用。

参考文献：

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