半自磨机耐磨铸钢衬板的开发与应用

磨机是水泥工业生产的主机之一,其中衬板与磨球是主要的易损件。

由于对衬板、磨球选材不当或耐磨材料本身的问题,往往会造成耐磨材料使用寿命低,甚至早期开裂、失效,消耗大量的钢材,降低设备运转率,因此,提高耐磨材料的寿命势在必行。

提高耐磨件的使用寿命,材质虽是重要因素之一,它还涉及到制造质量,工艺控制,生产管理等诸多问题。

现将我厂十几年来对耐磨材料的应用、研究情况作一简单介绍,以求共同探讨。

1 磨机衬板对衬板材料的选择原则是:有整体均匀的硬度和组织结构;高的抗冲击疲劳强度;低磨损率、不变形、不破碎。

在符合水泥粉磨工艺要求的前提下,还要进行合理的结构设计。

同时,可根据磨料的特性及不同的粗、细磨仓选择不同的材料。

根据生产需要,我厂自1982年起与科研、生产部门相结合,开始探讨、研制和选用新型耐磨材料衬板。

我们本着以下原则选用新型耐磨材料衬板:(1)技术上可靠。

不能片面追求耐磨性而忽略综合力学性能。

(2)生产上可行。

要注重选用材料制造上有较为普通的生产工艺,并且能形成批量生产。

(3)综合效益好。

采用新材料的最终目的是提高经济效益,要以价值工程观念来分析考虑,不能单看某一材质的单价,要分析提高寿命、运转率,减轻劳动强度等多种因素,看整体工程效益来决定。

(4)科研、生产和使用三方相结合,针对工况进行科学分析、设计、制造和试用,才能取得良好效益。

1.1 高铬白口铁衬板高铬白口铁衬板成分见表1、热处理工艺见图。

表1 高铬白口铁衬板化学成分(%)高铬白口铁热处理工艺衬板的硬度HRC 58～62。

高铬白口铁材料属于硬、脆材料。

硬度高、耐磨、韧性差,应力集中敏感性强。

我厂第一次试用的高铬白口铁衬板是鞍山一家铸钢厂生产的,于1982年5月装在Φ2.6m×13m水泥磨机的第一仓。

为确保生产,只选用一种凸型衬板,并且将原件的沉头带榫型衬板孔改成椭圆形。

经一年试验,效果良好。

于是,1985年将该磨全套衬板都采用高铬白口铁衬板。

半自磨机筒体衬板磨损分析与研究摘要：半自磨机是一种大型自动化磨矿设备，具备规格大、处理能力强、磨矿效率高、工艺简单等特点。

因此，其应用范围逐渐扩大成为当前矿产领域中常见的设备之一。

在半自磨机的结构构成当中，筒体衬板是其主要构成元件之一，也是影响自磨机性能的关键部件，但由于半自磨机衬板所处工况环境比较复杂，整个工作过程当中不仅要受到浆料的冲击和磨损，同时也要受到严重的侵蚀，而频繁的维修、更换不仅会造成资源浪费，还会造成设备运转率的下降。

为此，对半自磨机筒体衬板磨损进行分析与研究，确定其磨损原因并提出相关优化策略，对提升半自磨机工作效率实现资源优化有着十分积极的意义。

关键词：半自磨机筒体衬板磨损分析高压变频器优化策略前言半自磨机是磨矿工艺流程当中的核心设备之一，具有冲击破碎和研磨的双重特征，因此被广泛应用处理不同硬度以及不同强度的矿物磨损当中。

可以说，半自磨机的应用直接影响到矿山的运行成本和经济效益，所以提升其工作性能，减少停机时间十分有必要。

筒体衬板磨损是造成磨机停机的主要原因之一，但在实际的工作过程当中在冲击和磨削作用力下，衬板磨损不可避免。

因此，只有提升其韧性和抗冲击性，才能够从根本上提高其使用寿命，促成设备运转率提升。

1.半自磨机工作原理作为一种自动化磨矿设备，自磨机兼具破碎和粉磨的双重功能，自磨机的工作过程当中通过电机传动实现机械运转，进而带动矿石转动，并在矿石自身相互的冲击和磨削作用力下实现粉碎功能。

该过程当中不需要加入任何的磨矿介质，被磨矿石本身就是一种介质。

而半自磨机与自磨机最大的不同点就是会在磨削的过程当中加入少量钢球，因此在机械运转的过程当中，会利用被磨物料本身的碰撞以及钢球的作用力实现粉碎，加入钢球的半自磨机在处理能力上大有提高，相应的能耗也会降低，不过因为钢球的存在，衬板磨损率会有所提升。

筒体衬板是半自磨机的主要构成元件之一，其作用在于保护筒体，减少筒体本身受研磨体以物料的冲击和摩擦，而除了保护作用之外，筒体衬板对于研磨体的运动规律也有着一定程度的影响，所以可以通过衬板的调整来实现运动状态的调整。

高韧性高铬铸铁衬板的研制和应用冯胜山杨应凯叶学贤曹金宏余松明1 前言据统计，我国每年消耗的金属耐磨材料约300万吨以上，其中仅冶金矿山消耗的衬板就达10万吨左右。

目前我国各类矿山用磨机等选矿设备中的衬板等易损件一般都采用ZGMn13高锰钢材质。

这类易损件在使用时要承受一定的冲击和磨料磨损，因此其材质应具有良好的抗磨性能和一定的冲击韧性。

ZGMn13奥氏体高锰钢的冲击韧性很高(аk达200J/cm2),原始硬度不超过HB230，但在高的冲击负荷作用下，工件表面层能够产生硬化效应，其表面硬度可达HRC42～48，而中心仍保持优良的韧性。

但如果服役时冲击能量不够，奥氏体高锰钢表面冲击硬化效应不能充分产生，高锰钢表面达不到高硬度，则工件很快磨损。

同时高锰钢的屈服极限（б0.2）较低（约为350MPa左右），在使用中，尤其是使用前期工件易发生塑性变形。

另外球磨机衬板与研磨介质（如磨球）之间还存在一个硬度匹配问题，研磨介质硬度一般应高于衬板硬度HRC3左右较宜，但目前很多厂矿使用的低铬铸铁、高铬铸铁磨球的硬度大大高于高锰钢衬板硬度。

高锰钢在低冲击负荷下的上述不足常常导致工件的韧性有余而耐磨性不够，磨损失效快，而且变形严重，致使工件寿命短。

Cr>11%的高铬白口铸铁的共晶碳化物为六方晶系的M7C3，（CrFe）7C3的硬度为HRV50 1200～1800，比一般白口铸铁的共晶碳化物Fe3C（HRV50840～1100）高，同时凝固特性发生变化，凝固时（CrFe）7C3是孤立相，而奥氏体是连续相，因而韧性较普通白口铸铁大有改善，因此是抗磨粒磨损和抗切削磨损的首选材料。

国外应用较多，主要用于中低冲击负荷工况条件的衬板、锤头、磨球、渣浆泵过流部件等大中型磨损件。

国内外对高铬铸铁的磨损机制、断裂机制、断裂韧性（Ｋ1c值）、裂纹扩展机理进行了一系列的研究，结果表明高铬铸铁可以通过调整碳铬比，加入各类合金元素，采用稀土变质处理和热处理工艺等来控制碳化物的大小和形态、二次碳化物量及弥散度以及基体组织（马氏体、奥氏体、索氏体），从而调整性能，满足工件使用要求。

高耐磨铬钼钢磨机衬板的研究与应用发布时间：2023-01-13T08:27:29.386Z 来源：《中国科技信息》2022年16期第8月作者：杨瑶[导读] 本文介绍了采用ZG50-I高耐磨铬钼钢磨材质制作衬板，针对半自磨机与球磨机磨矿原理不同设计出不同种类衬板合理的硬度值区间杨瑶山西中条山机电设备有限公司山西运城 043700摘要本文介绍了采用ZG50-I高耐磨铬钼钢磨材质制作衬板，针对半自磨机与球磨机磨矿原理不同设计出不同种类衬板合理的硬度值区间，研究其耐磨性能，并根据衬板结构的不同控制其铸造和热处理过程产生的变形。

关键词高耐磨铬钼钢化学成分硬度冲击韧性1 前言随着能源费用的增长，矿山品位的下降，降低建设投资和生产费用是世界各国矿山工业面临的一个重要课题。

采用高效大型磨矿设备是近年来选矿厂建设的主要方向。

但随着磨矿设备的大型化，衬板、齿板、轧臼壁和破碎壁等磨损易耗件的尺寸增加，所受到的冲击力大，磨损量显著增加，使用寿命明显缩短，已经成为高效大型磨矿设备发展的一个瓶颈。

因此开发新型耐磨材料，在降低设备运行能耗的基础上，提高耐磨件的寿命和耐冲击能力，确保大型设备安全高效运行，不仅可以大幅降低金属材料的消耗，而且对于提高生产效率、保证设备和人员的安全、降低生产成本、节约资源和能源具有重要意义。

2 球磨机与半自磨机工作原理球磨机是由水平的筒体，进出料空心轴及磨头等部分组成，筒体为长的圆筒，筒内装有研磨体，筒体为钢板制造，由钢制衬板与筒体固定，研磨体一般为钢制圆球，并按不同直径和一定比例装入筒中，研磨体也可用钢段。

根据研磨物料的粒度加以选择，物料由球磨机进料端空心轴装入筒体内，当球磨机筒体转动时候，研磨体由于惯性和离心力作用，摩擦力的作用，使它附在筒体衬板上被筒体带走，当被带到一定的高度时候，由于其本身的重力作用而被抛落，下落的研磨体像抛射体一样将筒体内的物料给击碎。

半自磨机和球磨机同属卧式放置的筒式磨矿设备。

自磨机和半自磨机的发展和应用_杨琳琳自磨机和半自磨机的发展和应用杨琳琳文书明(昆明理工大学昆明650093)摘要回顾了自磨和半自磨机的发展历程,讨论了自磨和半自磨机的发展趋势,对自磨、半自磨流程和常规碎磨流程作了经济分析比较,针对自磨和半自磨机的一些缺点提出了改进方法。

关键词磨矿自磨机半自磨机富矿储量的枯竭,以及对金属需求的增加,需要处理的矿石量日益增加,这要求选矿设备规模不断增大,性能不断提高〔1〕。

选矿流程的关键作业之一是磨矿〔2〕。

磨矿工艺可以分为两大类:一类是传统的碎磨流程,另一类是(半)自磨工艺。

传统的磨矿流程经多年的生产实践检验,表现出工艺流程长,所用设备型号和数量多,金属消耗量大,基建投资和生产费用高等缺点〔3〕。

而半自磨回路由于其流程简单(省去了两段破碎机及筛分设备),配置方便,投资省,在国内外已被越来越多的矿山所采用〔4〕。

它的优越性不仅在高吨位的选厂直接地显示出来,而且这种工艺正在越来越多地应用于3000t/d的中等或更小规模的选厂,特别是用于处理潮湿的、黏性的高黏土的矿石更具有优越性〔5〕。

1 自磨和半自磨机的发展历程自1880年出现圆筒式磨机并于1899年在金矿试用后,人们就发现了矿石可以自磨〔6〕。

世界上第一台自磨机于1932年制成〔7〕。

20世纪50年代末,自磨机开始应用于矿山生产〔8〕。

20世纪60年代后,加拿大、美国、前苏联、澳大利亚、挪威及我国的许多冶金矿山都陆续采用了全自磨流程〔9〕。

在自磨过程中,磨机中大于100m m的矿石起研磨介质的作用,小于80mm大于20mm的矿粒磨碎能力差,其本身也不易为大块矿石磨碎(这部分物料通常称为“难磨颗粒”),为了磨碎这部分物料有时往自磨机中加入占磨机容积4%～8%左右的大钢球,使磨矿效率大为提高,因而出现了半自磨。

半自磨机属于圆筒形磨机,特点是重载荷,低转速,起动转矩大。

我国于20世纪70年代初开始在工业上应用自磨、半自磨技术〔10〕。

新型球磨机高锰钢衬板的开发与应用的开题报告一、选题背景球磨机被广泛应用于矿山、水泥厂、化工厂等行业中的细碎、混合、制造及干燥等工艺。

而球磨机中有一项非常核心的部件，就是球磨机的衬板。

衬板质量直接影响到球磨机的使用寿命和维护成本。

传统衬板主要包括钢板、铸铁、橡胶等材料，但是这些材料在使用过程中都存在着一些缺点，如使用寿命短、易损坏、维护成本高等问题。

目前，新型高锰钢材料在球磨机领域中的应用正在逐渐受到重视。

高锰钢是一种高强度、高韧性、抗磨损能力很强的材料，可以有效延长球磨机的使用寿命，降低维护成本，减少因为设备维护而产生的停工时间和生产损失。

因此，本文将探讨新型球磨机高锰钢衬板的研发和应用，以提高球磨机的使用效率和降低企业的生产成本。

二、研究目的本研究的目的是在探索高锰钢材料的基础上，研发一种新型的球磨机高锰钢衬板，并且对该衬板的性能进行分析和比较，同时探讨其在实际生产中的应用效果，为球磨机生产企业提供有效的技术支持和实用方案。

三、研究内容1.了解球磨机及其衬板的现状与问题；2.研究高锰钢材料的性能特点及其在球磨机中的应用；3.设计高锰钢衬板结构并进行优化；4.制备高锰钢衬板，进行相关性能测试；5.利用实验室模拟和实际现场试验，分析新型高锰钢衬板的使用效果，并与传统衬板进行对比分析；6.对结果进行总结并提出结论。

四、研究意义随着工业技术的进步和市场需求的增加，球磨机的应用范围逐渐扩大，使用寿命和维护成本也成为企业普遍关注的热点问题。

本研究所开发的新型高锰钢衬板具有优异的耐磨、抗压性能，可以显著提高球磨机的使用寿命和效率，降低企业的生产成本，同时为球磨机行业的发展和技术升级提供了重要的技术支持和实用方案。

五、研究方法本研究采用实验室模拟和实际现场试验相结合的方法，以DESIGN EXPERT为参考软件，研究高锰钢衬板各项性能参数与生产工艺因素之间的相互关系。

在制备高锰钢衬板过程中，采用真空熔炼和水压成形等先进的生产工艺，对制备的高锰钢衬板进行各项性能测试，如硬度、耐磨性、抗压性等。

工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald82由于其自动化程度高、粉磨效率高、设备运转稳定等优点，球磨机在电力、建材、矿山等行业生产中发挥着不可替代的作用，是主要的粉磨与制粉设备。

作为保证球磨机正常运转的主要耐磨部件，衬板在使用过程中的稳定性和强韧性直接影响着球磨机的运转情况。

目前球磨机衬板的主要材质包括高铬铸铁、高锰钢、低合金耐磨铸钢等，但随着球磨机的大型化，对衬板使用性能的要求越来越苛刻，普通材质的衬板并不能满足其使用要求。

因此，如何提高大型球磨机衬板的综合使用性能成为目前亟待解决的关键问题。

根据铜陵有色金属集团冬瓜山铜矿大型半自磨机衬板实际使用情况，通过合金成分的设计以和单件装机考核结果，制备出适于大型球磨机使用的高强度耐磨钢衬板。

1 铜陵有色球磨机的工况条件铜陵有色金属集团冬瓜山铜矿，目前有球磨机5 台：S A M Φ28’×13’(1台)、Ф5.03*8.3溢流型球磨机（2台）、Ф4.0*6.7溢流型球磨机（2台）。

其中SAMΦ28’×13’衬板材质多采用ZGMn13系列，每年衬板消耗量54万 t，直接经济消耗1061.64万元。

2 半自磨衬板成分设计以中高碳合金钢为基础，引入合金元素，通过调整合金元素加入量达到制备耐磨铸钢，提高大型球磨机衬板综合使用性能的目的。

碳是影响钢淬透性最主要的元素。

它在奥氏体中的溶解度很大，而在铁素体的中的溶解度却很小。

碳对钢的组织和力学性能的影响十分明显。

在其它元素确定的前提下，当含碳量较低时(<0.3%)，其淬火后的显微组织为板条马氏体+残余奥氏体或板条马氏体+贝氏体+残余奥氏体；随着碳含量的增加，其淬火组织逐渐转变为隐针马氏体+残余奥氏体+碳化物，或隐针马氏体+残余奥氏体+贝氏体+碳化物。

初步将碳含量确定为0.6%～0.9%。

铬有固溶强化、提高钢的淬透性、增加钢的回火稳定性等作用，随其在钢中含量的增加，可能形成多种碳化物。

半自磨机衬板的开发王曦岳;魏丽红【摘要】半自磨机衬板开发成功不仅可以有效的保证公司半自磨机的生产,而且可以调整我厂产品结构,适应市场的需求,是一个双赢的发展.【期刊名称】《四川冶金》【年(卷),期】2014(036)002【总页数】5页(P60-64)【关键词】半自磨机衬板;开发;试制;工业性试验【作者】王曦岳;魏丽红【作者单位】攀钢矿业公司设备修造总厂,四川攀枝花617000;攀钢矿业公司设备修造总厂,四川攀枝花617000【正文语种】中文【中图分类】TG1421 引言半自磨机是部分利用矿石自身、部分利用钢球作为磨矿介质进行磨矿的设备，从能量有效利用的观点，采用半自磨机磨矿，能耗是比较高的。

但半自磨机替代了中细碎作业、筛分作业、矿石转运环节，使流程缩短，减少了粉尘产生，总的来说投资节省，运行成本降低，对环境影响小。

同时，矿石的剥蚀研磨主要靠矿石自身，钢球消耗低，对后续浮选作业的化学或电化学影响小，因而越来越引起人们的关注。

目前白马选矿二期安装了三台半自磨机，衬板需求量在1850t左右，三期还将装三台半自磨机，衬板需求量在1950t左右，衬板需求量大。

白马半自磨机使用半年来，由于工况恶劣，衬板的消耗量非常大，而目前攀西地区没有生产半自磨衬板的厂家，因此物资处必须外地采购，而采购的价格高，衬板厂家供货周期也很长，所供衬板使用寿命也较短。

第一次采用半自磨机衬板配套生产厂家中信重工的衬板不足三个月出现排料端衬板90%断裂，进料端50%断裂，对公司半自磨生产造成较大制约。

设备修造总厂从上世纪九十年代末开始生产选矿耐磨件，从2000年开始承包选矿厂球磨机衬板的生产，同时近些年还进行了高铬锤头、高铬隔膜阀、叶轮等产品的研制开发，满足了我公司选矿、采矿等生产过程对耐磨铸件的需求，在适应钒钛磁铁矿生产工艺的耐磨材料生产方面积累了较丰富的经验。

现准备开发半自磨机用衬板，实现产品多元化，以满足公司1500工程需要。