連續(xù)式球磨機(jī)是Konow和Davidson1891年向德國申請并獲得專利的產(chǎn)品,專利號為No.62871,標(biāo)題為《中心喂料切向卸料球磨》。專利中描述磨機(jī)內(nèi)填充卵石球和少量金屬球,筒體采用陶瓷和鑄鐵襯板防護(hù),這便是最早的現(xiàn)代球磨機(jī)襯板。上世紀(jì)初,最大的磨機(jī)為φ1.2×6m,粉磨立窯熟料產(chǎn)量為3t/h,而當(dāng)時(shí)光流逝到1990年,比利時(shí)的Gaurain-Ramecriox水泥工廠投運(yùn)時(shí)使用的是由8.7MW環(huán)形馬達(dá)驅(qū)動的φ5.8×16.0m球磨機(jī),該磨與一臺裝機(jī)功率為2.4MW的φ2.0×1.0m輥壓機(jī)聯(lián)用。粉磨旋窯熟料,水泥比表面積為380m2/kg時(shí),磨機(jī)最大產(chǎn)量為360t/h。
可以看出伴隨著水泥工業(yè)的高速發(fā)展,磨機(jī)直徑規(guī)格越來越大,球磨機(jī)襯板也隨之發(fā)生了重大的變化。襯板材質(zhì)由早期的高錳鋼、鎳硬鑄鐵、普通白口鑄鐵等發(fā)展到今日幾大系列上百個(gè)品種的以合金鋼為主,高、低鉻鑄鐵、奧貝球鐵及其它材料并舉的一個(gè)百花齊放的局面。襯板結(jié)構(gòu)也由過去單純的防護(hù)內(nèi)襯發(fā)展成為一種技術(shù)性和理論性都很強(qiáng)的“裝置”。先進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)襯板可以有效的提高磨機(jī)產(chǎn)量,降低電耗,增加水泥比表面積,減少噪音。它的形狀也早已不是簡單的板狀,欄主于1984年協(xié)助天津水泥設(shè)計(jì)院吳綿旗、王紹興兩位老師設(shè)計(jì)的角螺旋、圓角方形襯板,1986年與合肥水泥研究院魯幼勤工程師共同發(fā)明的溝槽襯板,特別是近年來在高細(xì)篩分磨中大量應(yīng)用的擋料圈、環(huán)等早已偏離了防護(hù)這一初始概念,其形式之多、形狀之繁,枚不勝舉。那么在生產(chǎn)實(shí)踐中,具體選用何種材質(zhì),何種結(jié)構(gòu)的襯板,則要應(yīng)時(shí)應(yīng)地根據(jù)具體的工況條件合理的選配。耐磨材料行業(yè)有句行話:沒有一桿包打天下的槍。而水泥粉磨作業(yè)更是很難找出兩臺運(yùn)營結(jié)果參數(shù)如2臺同型號機(jī)床這么相近的兩臺磨機(jī),甚至一個(gè)車間里兩臺同型號,一條配料線(不是10條)下來的磨機(jī),其產(chǎn)量、電耗、比表面積都不盡完全相同。這就是粉磨作業(yè)獨(dú)特的個(gè)性特點(diǎn),也是吸引眾多工程技術(shù)人員樂此不疲、癡迷投身其中的魅力所在。
襯板的分類
磨機(jī)襯板一般按其使用部位分為:筒體襯板、磨頭襯板、隔倉板、出磨篦板、人孔襯板及特殊襯板五類。特殊襯板指具有特殊功能作用的構(gòu)件如擋料圈、環(huán)等,盡管它早已不是傳統(tǒng)意義上的防護(hù)性部件,但習(xí)慣上我們還是將其稱之為襯板,而劃入特殊襯板一類。

襯板的工況服役條件
磨機(jī)在回轉(zhuǎn)時(shí),磨內(nèi)研磨介質(zhì)(鋼球、段、棒等)、物料被襯板帶至一定高度后拋落或?yàn)a落,在拋落研磨介質(zhì)及物料過程中對襯板形成了沖擊和磨損。水泥工業(yè)由于細(xì)度控制要求,磨機(jī)長徑比一般大于2.5,全磨多分為2~3個(gè)倉(最多至5個(gè)倉)。一般一個(gè)二倉磨,一倉的功能為細(xì)碎與粗磨,它的入磨粒度一般在P80≤25mm(配有細(xì)碎機(jī)和輥壓機(jī)則分別是P80≤5mm和P80≤1.0mm左右),各企業(yè)工況條件不同會有所區(qū)別。由于入磨物料粒度大,故一倉內(nèi)最大球徑在φ90~100mm,平均球徑在φ70~75mm。大直徑鋼球以較大的沖擊力鑿削襯板,物料被鋼球沖、擠后,其尖角侵入襯板,此時(shí)襯板磨損機(jī)理是以高應(yīng)力沖擊鑿削磨損為主,擠壓鑿削為輔。對一個(gè)二倉磨的二倉,當(dāng)物料經(jīng)過隔倉板進(jìn)入二倉時(shí)一般P80≤1.5mm,比表面積S≥120m2/kg。故此時(shí)倉內(nèi)鋼球直徑或等當(dāng)量鋼段直徑一般在φ15mm~φ50mm之間。篩分磨由于可控制進(jìn)入后倉物料P80≤0.9mm,S≥150m2/kg,可配裝φ6×6~φ14×14微型鋼段。由于二倉一般多配以小波或花紋平襯板,帶球能力較低,研磨體一般以瀉落為主,故對襯板沖擊力不大,因此二倉(細(xì)磨倉)是低應(yīng)力切削磨損。
磨機(jī)襯板損壞的主要形式
磨機(jī)襯板損壞的主要形式有斷裂、磨損、變形與脫落三類。首先咱們談第一個(gè)問題即斷裂問題。
斷裂是磨機(jī)襯板生產(chǎn)制造與應(yīng)用中最嚴(yán)重的問題,這類問題的原因除與使用有關(guān)外,屬于制造方面的一般有如下5個(gè)問題:
1、化學(xué)成分設(shè)計(jì)不合理或化學(xué)成分控制不準(zhǔn)確;
2、有嚴(yán)重的冶金質(zhì)量問題,如夾雜物超標(biāo),成分偏析等;
3、有嚴(yán)重的鑄造缺陷,如縮孔、疏松、氣孔、鑄造金相組織不良等;
4、熱處理工藝設(shè)計(jì)不合理或熱處理工藝控制不準(zhǔn)確;
5、生產(chǎn)過程中應(yīng)力控制與消除不合理,如不合理的鑄造工藝設(shè)計(jì),澆鑄后松箱、開箱時(shí)間不合理,打磨、焊補(bǔ)方式不當(dāng)及熱處理淬火后未及時(shí)回火等。
屬于使用方面的原因一般有如下4個(gè)問題:
1、安裝手段不正確。
由于大部分耐磨材料尤其是高合金材料如高鉻鑄鐵、中鉻合金鋼等,導(dǎo)熱性均較差,故在安裝中未經(jīng)與供應(yīng)商技術(shù)部門取得共識之前是嚴(yán)禁使用電焊、氣割等輔助手段的。
2、安裝管理不到位
對于高硬度襯板、尤其是高鉻鑄鐵類,由于脆性較大,故對安裝工藝有一定要求,即筒體表面應(yīng)涂以砂漿或墊上3-5mm厚石棉或橡膠墊。過去有的廠圖省事,安裝完后丟進(jìn)去幾包水泥,灌上水轉(zhuǎn)上幾分鐘,因?yàn)殡x心力作用,水泥漿順著安裝縫全灌到襯板背后了。雖看著粗放了些,倒也挺省事,效果也還行,至少比什么都不干要強(qiáng)。此外新襯板安裝好后最好先加入一部分料,以避免惡性空砸襯板。安裝時(shí)最好盡可能使用扭力扳手,規(guī)范預(yù)緊力。
3、不合適的更換周期。
以往使用高錳鋼襯板的朋友,在實(shí)踐中總結(jié)了一條經(jīng)驗(yàn):只要不影響磨機(jī)產(chǎn)量,襯板可使用(不是增加,是減薄,意思正好相反,)到十幾毫米厚。有的廠還專門要求供貨方做成薄襯板,以擴(kuò)大磨機(jī)有效內(nèi)徑,增加研磨體裝載量來提高產(chǎn)量。欄主于1987年曾將一臺φ1.83×6.4m磨磨機(jī)襯板從45mm減至25mm厚,同時(shí)對研磨體裝載量、鋼球級配進(jìn)行調(diào)整后,磨機(jī)產(chǎn)量提高了約10%。而如今大部分磨機(jī)襯板都是高耐磨的脆性材料,如高鉻鑄鐵或中、高鉻合金鋼,往往磨到1半厚就容易斷裂了。這也就解釋了為什么高鉻鑄鐵磨損試樣在平盤磨損試驗(yàn)機(jī)上耐磨性高出高錳鋼十倍甚至更高,而在高鉻鑄鐵襯板供貨時(shí)卻只敢承諾壽命比高錳鋼提高3-5倍呢?其中很重要的一個(gè)原因即是:高錳鋼恨不得能磨成一張薄板,能彎曲變形也不會斷裂,而能堅(jiān)持到底直至幾近耗盡。而高鉻鑄鐵一般磨損至原始厚度50%就建議更換了。
4、襯板選材與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不匹配
這一般指兩個(gè)方面問題,一方面是指過去襯板多采用高錳鋼材質(zhì),由于合格高錳鋼韌性極高,故襯板結(jié)構(gòu)幾乎可隨心所欲設(shè)計(jì),可長、可薄、可在背后挖空等,但有些水泥廠拿著這種只適合高韌性高錳鋼做的襯板圖紙,交給沒有經(jīng)驗(yàn)的鑄造廠,要求生產(chǎn)成高硬度、高脆性耐磨襯板。當(dāng)兩個(gè)外行糊涂到一起,這就很容易出問題了。另一方面是過去襯板往往有2個(gè)螺栓孔,并且是方孔的,這在鑄造上很容易造成內(nèi)部和尖角應(yīng)力集中。
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