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  連續式球磨機是Konow和Davidson1891年向德國申請并獲得專利的產品,專利號為No.62871,標題為《中心喂料切向卸料球磨》。專利中描述磨機內填充卵石球和少量金屬球,筒體采用陶瓷和鑄鐵襯板防護,這便是最早的現代球磨機襯板。上世紀初,最大的磨機為φ1.2×6m,粉磨立窯熟料產量為3t/h,而當時光流逝到1990年,比利時的Gaurain-Ramecriox水泥工廠投運時使用的是由8.7MW環形馬達驅動的φ5.8×16.0m球磨機,該磨與一臺裝機功率為2.4MW的φ2.0×1.0m輥壓機聯用。粉磨旋窯熟料,水泥比表面積為380m2/kg時,磨機最大產量為360t/h。
  可以看出伴隨著水泥工業的高速發展,磨機直徑規格越來越大,球磨機襯板也隨之發生了重大的變化。襯板材質由早期的高錳鋼、鎳硬鑄鐵、普通白口鑄鐵等發展到今日幾大系列上百個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百花齊放的局面。襯板結構也由過去單純的防護內襯發展成為一種技術性和理論性都很強的“裝置”。先進結構設計襯板可以有效的提高磨機產量,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年協助天津水泥設計院吳綿旗、王紹興兩位老師設計的角螺旋、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明的溝槽襯板,特別是近年來在高細篩分磨中大量應用的擋料圈、環等早已偏離了防護這一初始概念,其形式之多、形狀之繁,枚不勝舉。那么在生產實踐中,具體選用何種材質,何種結構的襯板,則要應時應地根據具體的工況條件合理的選配。耐磨材料行業有句行話:沒有一桿包打天下的槍。而水泥粉磨作業更是很難找出兩臺運營結果參數如2臺同型號機床這么相近的兩臺磨機,甚至一個車間里兩臺同型號,一條配料線(不是10條)下來的磨機,其產量、電耗、比表面積都不盡完全相同。這就是粉磨作業獨特的個性特點,也是吸引眾多工程技術人員樂此不疲、癡迷投身其中的魅力所在。

  •  襯板的分類
  磨機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件如擋料圈、環等,盡管它早已不是傳統意義上的防護性部件,但習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
  磨機在回轉時,磨內研磨介質(鋼球、段、棒等)、物料被襯板帶至一定高度后拋落或瀉落,在拋落研磨介質及物料過程中對襯板形成了沖擊和磨損。水泥工業由于細度控制要求,磨機長徑比一般大于2.5,全磨多分為2~3個倉(最多至5個倉)。一般一個二倉磨,一倉的功能為細碎與粗磨,它的入磨粒度一般在P80≤25mm(配有細碎機和輥壓機則分別是P80≤5mm和P80≤1.0mm左右),各企業工況條件不同會有所區別。由于入磨物料粒度大,故一倉內最大球徑在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,此時襯板磨損機理是以高應力沖擊鑿削磨損為主,擠壓鑿削為輔。對一個二倉磨的二倉,當物料經過隔倉板進入二倉時一般P80≤1.5mm,比表面積S≥120m2/kg。故此時倉內鋼球直徑或等當量鋼段直徑一般在φ15mm~φ50mm之間。篩分磨由于可控制進入后倉物料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(細磨倉)是低應力切削磨損。

  •  磨機襯板損壞的主要形式
  磨機襯板損壞的主要形式有斷裂、磨損、變形與脫落三類。首先咱們談第一個問題即斷裂問題。
  斷裂是磨機襯板生產制造與應用中最嚴重的問題,這類問題的原因除與使用有關外,屬于制造方面的一般有如下5個問題:
  1、化學成分設計不合理或化學成分控制不準確;
  2、有嚴重的冶金質量問題,如夾雜物超標,成分偏析等;
  3、有嚴重的鑄造缺陷,如縮孔、疏松、氣孔、鑄造金相組織不良等;
  4、熱處理工藝設計不合理或熱處理工藝控制不準確;
  5、生產過程中應力控制與消除不合理,如不合理的鑄造工藝設計,澆鑄后松箱、開箱時間不合理,打磨、焊補方式不當及熱處理淬火后未及時回火等。
  屬于使用方面的原因一般有如下4個問題:
  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,導熱性均較差,故在安裝中未經與供應商技術部門取得共識之前是嚴禁使用電焊、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,安裝完后丟進去幾包水泥,灌上水轉上幾分鐘,因為離心力作用,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。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。安裝時最好盡可能使用扭力扳手,規范預緊力。
  
  3、不合適的更換周期。
  以往使用高錳鋼襯板的朋友,在實踐中總結了一條經驗:只要不影響磨機產量,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,以擴大磨機有效內徑,增加研磨體裝載量來提高產量。欄主于1987年曾將一臺φ1.83×6.4m磨磨機襯板從45mm減至25mm厚,同時對研磨體裝載量、鋼球級配進行調整后,磨機產量提高了約10%。而如今大部分磨機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機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、襯板選材與結構設計不匹配
  這一般指兩個方面問題,一方面是指過去襯板多采用高錳鋼材質,由于合格高錳鋼韌性極高,故襯板結構幾乎可隨心所欲設計,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,交給沒有經驗的鑄造廠,要求生產成高硬度、高脆性耐磨襯板。當兩個外行糊涂到一起,這就很容易出問題了。另一方面是過去襯板往往有2個螺栓孔,并且是方孔的,這在鑄造上很容易造成內部和尖角應力集中。
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