王著

摘 要：不同礦物不同磨段對(duì)磨機(jī)襯板的使用壽命和成本有著重要影響。本文通過(guò)對(duì)磨襯板磨損原理、襯板材質(zhì)的梳理，結(jié)合襯板的生產(chǎn)實(shí)踐，對(duì)球磨機(jī)襯板的使用提出了建議。

關(guān)鍵詞：金屬礦山；球磨機(jī)；襯板

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.217

隨著我國(guó)優(yōu)質(zhì)鐵礦石等資源的日漸匱乏，低品相的物料開始大量進(jìn)入選礦環(huán)節(jié)，使得球磨機(jī)的研磨效率降低，而襯板則是最主要的磨機(jī)消耗件。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示，我國(guó)磨機(jī)襯板的損耗約為0.2kg/t，而西方發(fā)達(dá)國(guó)家（如加拿大、美國(guó)等）的這一數(shù)據(jù)僅為0.05 kg/t?？芍覈?guó)球磨機(jī)襯板質(zhì)量的提升還有很大空間。

1 球磨機(jī)襯板磨損的原理

球磨機(jī)工作時(shí)，帶動(dòng)物料、研磨介質(zhì)和水經(jīng)過(guò)給料裝置進(jìn)入筒體，主電機(jī)帶動(dòng)筒體旋轉(zhuǎn)，物料在筒體內(nèi)部經(jīng)研磨介質(zhì)（鋼球）撞擊、及研磨介質(zhì)之間及研磨介質(zhì)與襯板之間的研磨，完成研磨過(guò)程。在這一過(guò)過(guò)程中，球磨機(jī)襯板與物料、研磨介質(zhì)直接接觸，介質(zhì)和物料對(duì)襯板形成磨削與沖擊，這是襯板磨損的最主要原因。

2 金屬材質(zhì)球磨機(jī)襯板

（1）高鉻鑄鐵球磨機(jī)襯板。高鉻鑄鐵是在原有C、Cr、Si、Mn、Mo等金屬元素的基礎(chǔ)上，添加少量Cu、Ti、V、B等元素制成，其硬度HRC≥56，具有良好的抗磨損性，使用廣泛。其主要缺陷是，作為球磨機(jī)襯板使用時(shí)，容易在高溫種變形。另外，材質(zhì)中大量碳化物的存在使其在物料和介質(zhì)的沖擊下，易發(fā)生碎裂。近些年來(lái)，我國(guó)對(duì)高鉻鑄鐵進(jìn)行了大量的研究與試驗(yàn)，適量添加W、B、Ti、V、Re等，減少M(fèi)o、Cu、Ni等的使用，在提高高鉻鑄鐵性能的同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。而近幾年開始使用的稀土釩鈦高鉻鑄鐵是以少量的稀土元素V、Ti取代價(jià)格高昂的Mo、Cu等材料，經(jīng)改進(jìn)工藝制得。該材料的硬度HRC=62.6，韌性也有了很大的提高，性能遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)高鉻鑄鐵，推廣價(jià)值較大。

（2）合金鑄鋼系列球磨機(jī)襯板。耐磨合金襯板是近些年首先以進(jìn)口方式得到認(rèn)可的，其在沖擊力較弱的中小型球磨機(jī)和二段磨機(jī)上使用較為廣泛。其中使用比較多的主要有高韌性抗熱耐磨鑄鋼、高耐磨貝氏體鑄鋼、高硼鑄鋼、鉻鉬鑄鋼、中鉻合金耐磨鑄鋼等。

高耐磨性高鉻鑄鋼是以高鉻鑄鐵為原料，減少C、MO、Ni、Mn、Cu含量，增加極少量稀土元素，使用“淬火+回火”熱處理工藝制成，使其韌性、耐磨性大大提高。

高耐磨貝氏體鑄鋼以Mn、Cr、Si為主要合金原料，少量添加MO、Ni、Ti 等，使用“正火+回火”熱處理工藝制成，其硬度HRC=49，且抗沖擊韌性性能突出。其耐磨性約為高碳鑄鐵襯板的2倍，適合制造磨機(jī)襯板。

高硼鑄鋼是以低碳鋼為原料，加入1.2%-3.0%的B及少量Mn、Cr、Ti、V 和Re等，使用使用“淬火+回火” 熱處理工藝制成。其硬度HRC=58，主要用于沖擊力較小的研磨作業(yè)區(qū)，其耐磨性約為高錳鋼的2倍，且具有可靠性高成本低的特點(diǎn)。

鉻鉬鑄鋼使用“油淬+回火”熱處理工藝制成。因其具有硬度高（HRC=56）、強(qiáng)度高、韌性好、耐磨性好、抗彎拉能力好、使用壽命長(zhǎng)（3倍與普通高錳鋼的）等特點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)得到廣泛認(rèn)可，并開始研制生產(chǎn)。

3 橡膠材質(zhì)球磨機(jī)襯板

（1）橡膠襯板。橡膠球磨機(jī)襯板是在20世紀(jì)50年代在國(guó)外得到認(rèn)可，開始主要應(yīng)用中小磨機(jī)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用到各型球磨機(jī)中，其工作溫度一般≤70℃。

國(guó)內(nèi)開始大范圍使用橡膠襯板開始于上世紀(jì)60年代，與金屬襯板相比，橡膠襯板具有如下優(yōu)點(diǎn)：1）耐磨、抗腐蝕、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)；2）橡膠襯板的自重僅為同體積鋼制襯板的1/7，可大降低球磨機(jī)電損耗，降低安裝維護(hù)的勞動(dòng)強(qiáng)度。3）減少研磨材料損耗；4）降低球磨機(jī)工作噪聲。

但球磨機(jī)大量使用橡膠襯板會(huì)降低球磨機(jī)單位時(shí)間的處理量，提高單位能耗，因此橡膠球磨機(jī)襯板主要是使用在球磨機(jī)端蓋部位。

（2）橡膠—金屬?gòu)?fù)合襯板，隨著技術(shù)的發(fā)展，球磨機(jī)大型化趨勢(shì)已經(jīng)勢(shì)不可擋，球磨機(jī)的直徑達(dá)到了7.9m，半自磨機(jī)的直徑更是達(dá)到了12.2m。大型球磨機(jī)內(nèi)金屬襯板受到的沖擊和磨損急劇增大，大大降低了襯板的使用壽命。而如果使用橡膠襯板又會(huì)影響磨機(jī)工效。因此，業(yè)界開始使用橡膠—金屬?gòu)?fù)合襯板。

橡膠—金屬?gòu)?fù)合襯板由合金鋼和橡膠材料交錯(cuò)模壓成型，在與物料、研磨介質(zhì)直接接觸部位使用合金材料，襯板與筒體的固定部位使用低成本的普通鋼材，而兩者中間部分使用橡膠，即可緩沖減震又可降低襯板重量。這種襯板在保證球磨機(jī)工效的同時(shí)，減輕了襯板重量，降低了單位產(chǎn)量能耗，提高了襯板壽命。

4 磁性球磨機(jī)襯板

（1）磁性襯板的工作原理。磁性襯板是將磁性材料制造的襯板安裝于球磨機(jī)內(nèi)壁，工作工程中，磁性襯板在其表面吸附一定厚度的物料作為保護(hù)層，可大大降介質(zhì)與物料對(duì)襯板的研磨作用，提高襯板使用壽命。

實(shí)踐證明，磁性襯板的使用壽命那個(gè)是普通鋼制襯板的4-8倍。國(guó)外磁性襯板多使用橡膠磁性襯板，而國(guó)內(nèi)受限于成本則多使用鋼制磁性襯板。

（2）磁性襯板在磁性礦山的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)大型鐵礦礦石中磁化率為6300-12000m3/kg，在磁性襯板作用下極易形成吸附層，利于磁性襯板的推廣使用。目前，首鋼、鞍鋼、包鋼等的二段磨機(jī)上已經(jīng)廣泛使用磁性襯板。

某大型鐵礦的二段磨機(jī)使用的磁性襯板的使用壽命，已經(jīng)達(dá)到了普通鋼制襯板的7倍，且具有如下優(yōu)點(diǎn)：①磁性襯板較薄，可提高磨機(jī)容積，使磨機(jī)工效提高3.16%；②對(duì)精礦品位、產(chǎn)品粒度、回收率等無(wú)影響；③磁性襯板自重低，安裝維護(hù)方便，人工成本低，并由降低單位產(chǎn)量能后、降低生產(chǎn)噪聲等優(yōu)點(diǎn)。

5 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)礦山種類、磨礦段數(shù)的不同，選用合適的磨機(jī)襯板可提高工效、降低單位產(chǎn)量能耗、提高襯板使用壽命。在物料、磨料沖擊力大的一段球磨機(jī)上，筒體可使用抗沖擊較強(qiáng)的高錳合金鋼制襯板，端蓋可使用橡膠襯板或橡膠——合金復(fù)合襯板；磁性礦山大型二段磨機(jī)可使用此磁性襯板；中小型磨機(jī)的一段可使用耐磨合金鑄鋼襯板，端蓋使用橡膠襯板；二段可使用高鉻鑄鐵襯板或橡膠襯板。

參考文獻(xiàn)：

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