球磨机衬板磨损分析及对策研究

岳建国+岳卫国+王廷勇

摘 要：球磨机是一种应用广泛的磨粉设备，利用离心力和摩擦力的原理工作，具有作业率高、工作温度高等特征，因此常常被用于冶金、矿山等行业之中，并取得了良好的效果。但球磨机在工作中，极容易造成衬板的磨损和损坏，从而影响球磨机的使用寿命，本文将从球磨机衬板磨损的成因入手，深入研究球磨机衬板磨损的对策，以供相关从业人员借鉴学习。

关键词：球磨机；衬板；磨损；硬度；钢球

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.190

0 引言

球磨机是建材、矿山、冶金、等行业使用广泛的粉磨机械，衬板是球磨机中的重要组成部分，一方面起到保护磨机的作用，另一方面衬板通过提升磨球和矿物，对物料进行粉碎和研磨。提高衬板的耐磨性和使用寿命就成为磨机备件制造商的迫切课题。本文将立足于球磨机的运行工况，提出具有参考价值的应对措施。

1 球磨机衬板磨损情况分析

1.1 衬板与钢球之间产生磨损

球磨机的工作原理是利用筒体转动，并按照作业的实际需要，将钢球提升到一定的高度后以抛物线下落，冲击筒内的物料，从而使物料和衬板充分摩擦。因此在连续的工作下，钢球与衬板会出现严重的磨损现象，这与物料的硬度有着直接的联系。除此之外，衬板的磨损现象还与钢球的耐磨性有关，在钢球滑动之中，会增加衬板与钢球的摩擦力，并且摩擦力随着钢球的硬度增大而增大，不仅会导致衬板的损坏，还极有可能引起安全事故，造成设备损坏甚至威胁作业人员的生命安全。同时，衬板的磨损情况与钢球的数量也有着直接关系，球磨机中的钢球越多，衬板的损耗程度也就越高，因此需要注意钢球数量与作业效率之间的辩证关系，否则会造成衬板的断裂，影响磨粉工作的连续性。此外，在实际的应用中发现，钢球的大小和提升的高度也会对衬板产生差异的影响，钢球的直径越大，被提升的高度越大，初速度就越大，钢球在翻滚之中产生的冲击力越大，因此相比直径较小的钢球，越大的钢球造成的磨损越严重。相关工作人员需要做好钢球数量、大小的合理搭配，平衡好效率与安全性之间的关系，避免衬板断裂、漏浆的情况发生[1]。

1.2 衬板的材质、热处理工艺不合理

衬板的材质及热处理工艺直接决定衬板的机械性能，会对衬板的磨损情况产生重要影响；如果衬板材质选择不当，热处理工艺不合理，会大幅度降低衬板的抗疲劳强度和使用寿命，就无法满足球磨机磨粉作业的要求，甚至出现塑变起鼓等问题。对衬板进行热处理，是降低球磨机衬板磨损的重要途径，因此要根据衬板的材质，选择合适的热处理工艺。然而在实际的工作中，相关工作人员缺乏对衬板材质的认识，从而热处理的工作中，对衬板的加工不足，不仅没有起到强化的作用，反而使衬板的强度更低，在受到钢球、物料的撞击时，就会出现塑性变形的现象。热处理工艺不合理，还会影响衬板的屈服强度，使球磨机螺栓在巨大的剪切力的作用下，发生断裂的现象。

1.3 球磨机运行的影响

一旦球磨机处于不正常的运行状态，也会给衬板的使用带来不良的影响。一般来说，球磨机中的钢球与物料是混合在一起的，因此当钢球以抛物线的状态冲击衬板使，物料会起到一定的缓冲作用，逐渐的将物料磨细。当设备低负荷运行时，钢球就会直接冲击衬板，从而造成衬板的严重磨损，甚至发生断裂。相关工作人员需要重视这个问题，保证球磨机的正常运行。

2 球磨机衬板磨损的应对措施

2.1 合理的选择钢球和衬板

合理的选择钢球和衬板是降低衬板磨損的重要途径，因此相关工作人员需要从刚球的大小、数量，球磨机衬板与钢球之间的硬度比值入手，从根本上降低球磨机运行过程中衬板的损耗。一般来说，球磨机衬板与钢球的硬度比要控制在1：0.8左右，其次需要控制球磨机内矿粉与钢球的比例，一般来说，矿粉是刚球的两倍左右，一旦这个比例失调，很容易造成球磨机低负荷运行，从而导致钢球直接冲击衬板，引起衬板的断裂。相关工作人员还需要控制好衬板的材质与刚球的硬度，这两个方面都需要按照规定，并做好钢球与衬板的合理搭配，例如钢球的硬度如果为HRC37，那么衬板的硬度应该为HRC43，根据衬板的材质与硬度，合理的选择衬板热处理工艺[2]。

2.2 采用新材料衬板

随着技术的进步，新材料衬板也开始应用于球磨机中，例如用橡胶与硬质合金钢组成的复合衬板，就比较理想的解决了衬板的韧性与刚度的矛盾，减少了衬板在运行过程中受到的冲击力。相比普通衬板，复合衬板的耐热性与强度都有大幅度的提升，尤其在使用寿命方面，复合陈板是传统衬板的两倍作用，大大的提高了企业的经济效益。此外，复合衬板的工作噪音小、重量轻，易于推广，但缺乏实践，但具有广阔的市场前景，在应对衬板老化与衬板磨损等问题上，都有很大的发展空间。

2.3 控制好球磨机的运行状态

控制好球磨机的运行状态也是应对衬板磨损的重要举措，当球磨机呈现低负荷运行时，需要及时调整球磨机的进矿量，从而提高矿的可磨性系数。在衬板的安装环节，需要对不吻合的部件进行挖补处理，从而使衬板充分的融入球磨机的工作体系之中，相关工作人员在衬板安装之后，要进行反复的调试，并进行详细的记录，保证球磨机内固定螺栓具有一定的预紧力，以防在球磨机作业当中螺栓松动。此外，还需要及时的更换衬板，一般来说，只要操作得当，需要12个月更换一次衬板，做好充分的检查工作，并根据实际情况主动调整衬板的位置，在一定程度上能够减少衬板的损耗[3]。

3 结语

综上所述，为了应对球磨机衬板磨损等问题，需要研究衬板磨损的成因，并提出相应的措施，例如，合理的选择钢球和衬板、控制好球磨机的运行状态、采用新材料衬板等，从而减少运行当中的不必要的损耗。

参考文献：

[1]李卫，周平安，陈华辉.耐磨新材料新技术研究开发与耐磨材料产业化——第十届全国耐磨材料大会述评[J].铸造，2014（07）：503-510.

[2]王定祥.球磨机衬板磨损失效分析与选材[A].中国机械工程学会.2012中国铸造活动周论文集[C].中国机械工程学会：2012：8.

[3]祖方遒，陈忠华，鲁幼勤.金属衬板材料的发展及其磨损失效机制概述[J].现代铸铁，2010（03）：24-30.