φ150mm复相耐磨铸造钢球应用试验

朱国庆 陈磊 贾宏杰

（和静县备战矿业有限责任公司 和静 841300）

球磨机使用钢球大致分为铸造球和锻造球两类。通常铸造球直径小于120mm，用于球磨机中；大直径磨机或半自磨机要求钢球直径较大，基本为锻造钢球。铸造球又分铬系铸造和非铬系铸造，其中低铬球铬含量1-4%，中铬球铬含量5-9%，高铬球铬含量大于10%。中低铬铸球耐磨性能差，综合性价比不高。高铬耐磨球性能较好，但冲击韧性差，在大直径磨机中使用易发碎裂。锻造球分普通锻造钢球和新型斜切辊锻钢球[1]。普通锻造钢球是以轴承钢为原料，高温加热然后通过气锤等设备进行锻打成型，再经过热处理，表面硬度可以达到HRC48，但因材质淬透性较差，淬火深度只有15mm 左右，其芯部硬度一般只有HRC 30，因此单耗较高。新型斜切辊锻钢球是以B3 钢（高碳钢）棒材为原料，经高温加热，在斜切辊锻机轧制成型，经过淬火处理后，淬火深度可以达到30mm 左右，表面硬度HRC＞58，冲击韧性大于21焦耳，缺点是成本较高[2]。

备战公司选厂φ5522 半自磨磨机添加φ180mm锻造钢球，其磨耗平均为300g/t，单价较普通铸造球高出1500 元。为进一步降低磨耗和生产成本，选厂为此开展了复相耐磨铸造钢球应用试验。

1 耐磨钢球特点

复相耐磨铸造钢球具有强度高、韧性强、耐疲劳等优良的综合性能。该钢球是以锰、硅、镍为相变元素，经复合孕育和特殊的热处理工艺，形成高性能复相贝氏体球墨铸铁。初始表面硬度在HRC（50-52），冲击韧性大于22J/cm2，钢球研磨过程中表面硬度会不断提高，大大提高钢球耐磨性。此外，钢球中球状石墨成分使其重量较普通铸造钢球轻，磨机负荷降低，起到一定的节能作用。

2 初装球的确定

根据磨机给料粒度，确定试验钢球直径150mm，4 月1 日起开始在选厂磨矿工段2 系列5522 半自磨机使用，初装球量为20吨，试验过程中钢球补加量为200g/t（入磨矿量计）；1 系列仍然使用180mm 锻造钢球。每月进行局部流程考查，对比5522 半自磨机磨耗、排矿细度、分级机溢流细度及铁精粉的细度、品位，试验为期2个月。

3 试验数据与分析

试验期间的钢球磨耗、精矿品位指标对比，见表1；局部流程考察指标：半自磨磨机排矿细度、分级机溢流细度、精粉细度，结果见表2;φ150mm 钢球破碎和失圆情况，结果见表3。

由表1可知，试验期间两个系列入磨品位相当，2系列精粉品位比1 系列精粉品位高0.68%，φ180mm锻造钢球和φ150mm 铸造钢球磨耗分别是279g/t、204g/t。使用φ150mm铸造钢球单耗降低26.88%，单位成本降低22.75%。

表1 1、2系列生产指标对比表

表2 局部流程考查对比表

由表2 数据可知，2 系列精粉品位比1 系列精粉品位高0.68%，φ180mm 锻造钢球和φ150mm 铸造钢球磨耗分别是279g/t、204g/t。2系列φ5522半自磨机排矿、分级机溢流、精粉细度分别比1 系列高出6.34%、5.29%和3.43%，2 系列-200 目生产能力较1系列高出0.1 t/（m3·h）。上述结果表明：处理该类矿石时，使用φ150mm 钢球，更适宜提高半自磨磨机磨矿排矿细度和-200 目生产能力，精粉细度和品位也随之提高。φ180mm钢球直径偏大，不能充分发挥研磨作用，钢球自身磨损较快。

表3 φ150mm钢球破碎和失圆情况统计表

由表3可知，φ150mm 复相耐磨铸造钢球平均破碎、失圆率分别为1.17%和4.43%，两项指标均达到试验要求。

4 结论与建议

（1）针对目前入磨矿石粒度，φ180mm 钢球直径偏大，无法充分发挥研磨作用，导致精粉品位降低。

（2）试验表明，φ150mm 钢球可有效提高5522 磨机磨矿细度和-200目生产能力，分级机溢流、精粉品位随之提高。

（3）φ150mm 复相耐磨铸造钢球较φ180mm 锻造钢球单耗降低26.88%，单位成本降低22.75%。另外其破碎率、失圆率指标满足生产要求。

（4）为进一步提高5522 磨机磨矿细度并保证磨机台时处理量，建议将180mm 钢球和150mm 钢球按一定比例搭配使用。