水泥工業破碎與粉磨設備易損件耐磨材料的選擇

1 錘式破碎機錘頭

1.1 影響錘頭使用壽命的因素
錘頭的磨損情況與諸多因素有關,如:物料性質(入機粒度、種類、硬度、水分、溫度等)、錘頭線速度、篦板篦縫的大小等,會有相當大的差異。合理選材十分重要。

1.2 錘頭材料的選擇 大型破碎機、進料粒度>500 mm、單重 80-125 kg以上的大錘頭,因為受沖擊力大,應以使用安全為前提。
中小型破碎機、入料粒度<200mm、單重50kg以下的錘頭,受沖擊力相對較小,高錳鋼加工硬化性能不能充分發揮,因而不耐磨,應該選擇復合鑄造錘頭(高鉻鑄鐵和結構鋼冶金復合或機械復合)。 小型破碎機、入料粒度<50mm、單重15kg以下的錘頭,受沖擊力更小,更不宜選用高錳鋼,應選擇單一高韌性高鉻鑄鐵鑄造,或機械復合鑄造錘頭。
入料粒度<100mm 的細碎機錘頭,受沖擊力適中,應選用高韌性超高鉻鑄鐵,硬度>HRC60,沖擊韌性>ak8J/cm2,使用壽命可比高錳鋼提高3~5倍。
破碎旋窯熟料或高硬度礦物的細碎機,高韌性超高鉻鑄鐵的硬度不能無限度提高,應選擇硬質合金與超高鉻鑄鐵、結構鋼組合的“三合一”組合錘頭。鈷基硬質合金的硬度高達HRC70以上,抵抗高硬度物料的磨損效果最好,使整體錘頭的使用壽命大幅度提高。例如:產量100t/h的PCX100細碎機中一副組合錘頭可破碎熟料15萬噸。

2 單段錘破大錘頭
用于破碎500~1500mm大塊石料的單段錘式破碎機,錘頭單重80-220kg。因承受的沖擊力太大,錘頭材質有如下5種選擇。
1)合金高錳鋼:在ZGMn13中加入Cr、Mo等合金。
2)超高錳鋼:含Mn16%以上,并加入Cr、Mo等合金。
3)表面堆焊:高錳鋼錘頭工作面堆焊TM55(Mn系)、ZD3(Cr系)等,表面堆焊層硬度HRC56-62。
4)雙金屬復合鑄造:頭部高鉻鑄鐵(20%Cr+Mo+Ni),HRC≥60,柄部為碳鋼或低合金鋼。
5)合金高錳鋼頭部鑲鑄硬質合金塊。
因石灰石的性質差異太大,同一種材質的錘頭壽命會相差十倍。總體來說,目前雙金屬復合鑄造錘頭的使用效果和性價比最好。

3 反擊破板錘
用于破碎500~1500mm大塊石料的反擊式破碎機,板錘單重400~1000kg。因承受的沖擊力太大,板錘材質通常選擇合金高錳鋼或超高錳鋼。單重<200kg的板錘,用于破碎砂巖等硬質物料時,建議選擇超高鉻鑄鐵。

4 立磨輥和盤
1)中小型磨輥和盤:高鉻鑄鐵整體鑄造,HRC62-64。鎳硬鑄鐵Ⅳ整體鑄造,HRC58~64。
2)大型磨輥和盤:上述兩種材質分塊鑄造。
3)表面堆焊:碳鋼堆焊新輥,舊輥和磨盤可堆焊修復。
4)雙金屬復合磨輥:在塑性鑄鐵(HB320)上,以機械方式鑲嵌燕尾槽的高鉻鑄鐵塊(Cr≥16%,HRC≥64)。其優點:①同樣材質的高鉻鑄鐵鑲嵌塊比整體鑄造的磨輥硬度高,耐磨性更好。②塑性鑄鐵對立磨運行中產生的各種應力的擴散有非常好的阻礙作用。即使金屬異物使鑲嵌塊產生裂紋,也難以向內部擴展。設備運行更可靠。③耐磨壽命比Nihard Ⅳ提高50%以上。④鑲嵌塊之間的塑性鑄鐵磨損快,形成小凹槽,增加了對物料的咬合力,可提高粉磨效率。
5)金屬基陶瓷復合材料磨輥和盤:將陶瓷顆粒均勻地分布在高鉻鑄鐵的蜂巢狀結構中。其優點:①陶瓷的硬度Hv2100,遠高于其它材料的硬度(石英Hv~1800,Nihard Ⅳ和高鉻鑄鐵Hv<900,熟料Hv~550),因此具有優異的耐磨性。②磨輥使用壽命比Nihard Ⅳ和高鉻鑄鐵提高1倍以上。③X-win應用于立磨盤,使用壽命提高1~3倍。

5 磨機粗磨倉襯板
通常粗磨倉入磨粒度為15~25mm,最大球徑?90mm,平均球徑70~76mm。球以較大的沖擊力鑿削襯板,同時擠壓物料的尖角切削襯板,因此粗磨倉襯板磨損機理是以高應力沖擊鑿削磨損為主,擠壓切削磨損為輔。受高應力沖擊-要有足夠韌性,受切削磨損-要有高硬度。根據磨損原理,材料硬度(Hm)應大于物料硬度(Ha)的0.8倍,水泥熟料硬度為Hv500~550,相當于HRC49~53。所以襯板硬度應在HRC46以上才耐磨,同時要求沖擊韌性ak>10J/cm2才能不斷裂。因此粗磨倉襯板應選擇中碳多元合金鋼及類似合金鋼材料,硬度>HRC48,沖擊韌性ak>15J/ cm2,使用壽命可達2~5年。
如果磨前有輥壓機組成聯合粉磨,并采用單螺孔的溝槽襯板結構,應選擇高鉻鑄鐵,使用壽命可達6~10年。

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