铬系耐磨钢段在球磨机上的运用[精选].doc

铬系耐磨钢段在球磨机 中的运用 广西华锡集团股份有限公司河池实业开发分公司——王志明 一、 摘要 球磨机是水泥、化工、冶金、矿山、火电厂和建材（玻璃、耐火材料等）用来磨细物料而普遍采用的主要设备。磨段是用来磨细矿物质的介质，磨段（磨矿介质）当筒体旋转时即被带起并升到一定高度，由于钢本身的重力作用，最后沿一定的轨道下落。在区域内的钢球受到两种力的作用：一为旋转时自切线方向施于钢的作用力；一为与钢球直径相对称一面而与上述作用力相反的力，这个作用力的产生是由于钢本身自重而向下滑动所引起的。上述两种作用力，对于钢会构成一对力偶，由于钢是被挤压在筒体与相邻钢的中间，所以力偶会使钢之间存在大小不等的摩擦力，钢随筒体轴心作公转运动时在区域内自上落下抛落，就在区域里对筒体内的矿石产生强大的冲击作用，将矿石破碎。可以说，在磨机筒体内矿石主要是受磨力、冲击力及挤压力的作用而被磨碎的。 目前，耐磨件的生产主要还是采用铸造工艺。我国铸件200年的总产量是00多万吨，占世界第一，其次是美国和日本。耐磨备件总的消耗量为200万占铸件总生产量9％。其中，球磨机研磨过程中的磨球和衬板消耗量分别为55％和％。我国耐磨铸件生产企业的起源大多是由大型企业的专业机械厂、各行业的机械修造厂和民营铸造厂转化而来的。现今，耐磨铸件企业的数量估计有800～1 000个。其中年产万吨以上耐磨件的大、中型企业不到％。图1为我国耐磨铸件的类别、消耗量及所占比例。? 1、磨球，110万t，55％? 2、衬板，22万t，11％? 3、破碎机锤头等，20万t，l O％? 4、铲齿，1 0万t，5％? 5、履带板等，lO万t，5％? 6、轧辊等，l O万t，5％? 7、其它，1 8万t，9％?? 耐磨材料在建材、火力发电和冶金矿山等工业领域的整个能量和经济成本消耗中占有相当大的比重。在矿物、水泥和煤粉等原材料的生产过程中都会因机器设备和零件的磨损而必须更换。因此，系统研究和不断开发新的耐磨材料和抗磨技术具有很大的实际意义。从学科领域看，它涉及到机械可靠性设计、制造、失效分析、摩擦学、材料科学、系统工程和表面工程等许多分支。而且，很多实际问题常常需要根据设备的使用工况、零件的结构设计、材料选择和应用等问题作为一个系统工程来综合考虑。人们对耐磨材料的系统研究已经有一百多年的历史。从高锰钢、合金钢、镍硬铸铁、各种白口铸铁及铬铸铁等不同类型的耐磨材料，都经历了研究、发展以及生产工艺不断完善和发展的过程。国外这些研究和应用大多是在20世纪60年代以前完成的。像球磨机磨球、衬板这样一些消耗量极大的易损件，目前已经由一些跨国公司采用较为成熟的工艺和材料进行集中批量生产，他们把较多的精力放在制造工艺和设备的完善和标准化方面，采用了比较先进和现代化的生产设备和质量控制手段，产量大，生产效率高，质量比较稳定，制造成本也大大降低。例如，比利时的马格托公司(：Magotteaux Co．)目前年产35万t铬合金耐磨备件，生产总值达3．1 3亿欧元；再如美国的原GST钢铁公司(现由Smoogan’sSteel Grinding Systemstl收购)曾经年产锻钢球达60万t。这些大公司控制了国际上一些大型矿山和水泥工业备件的主要市场。我国近几十年来在耐磨材料和抗磨技术方面的研究和应用一直没有中止。特别是在20世纪70年代到90年代这段时间里，在高锰钢的强化、各种中低合金耐磨钢(包括贝氏体钢)、铬铸铁、马氏体和贝氏体球铁等耐磨材料的系统研究和应用方面都取得了很大的成绩和显著的经济效益，其中有些品种已经被列入了部级或国家标准目前，我国耐磨材料的生产已逐渐向量大、面宽和规模化发展，并已成为一个专门服务于矿山、建材和发电的原材料供应行业而独立存在。其生产工艺、设备条件以及质量控制方面也都有很大的改善，从而大大降低了易损件的消耗指标(磨耗)和成本。1930年左右出现的硬镍铸铁，硬度可达HRC55－60，作为第二代耐磨材料，因为太脆，故只能制作小零件，如砂石清洗机的螺旋叶片板等，且我国镍贵，故应用甚少。比硬镍铸铁晚几年出现的高铸铁则被称为第三代耐磨材料，在其强韧的马氏体基体上，分布坚硬大块的一次碳化物和一定量弥散性细小二次碳化物，当铬含量超过10％后，出现的碳化物呈（Fe,Cr）7C3型。其显微硬度高达HV1300－1800。目前主要应用于反击式的板锤和立轴式的打击板。高铬铸铁按铬含量分为Cr15,Cr20,Cr26三种，铬含量低则价格低含量高则韧性相对较好高铬铸铁的不足之处是硬脆性和价格偏高。目前新的耐磨材料的研究在不断进行之中。据了解有：高韧性马氏体铸钢、多元低合金空冷马氏体－贝氏体铸钢、高强韧性奥氏体－贝氏体钢等，可望成为新一代的耐磨材料，这些新材料一旦成熟并得到应用，将推动特别是对耐磨材料依赖性较强的的发展由于磨