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球磨机衬板的主要失效形式

时间:2022-06-15 17:51

球磨机衬板的主要失效形式

球磨机磨料磨损很少是由一种磨损机制所引起,衬板在磨料磨损条件下工作时,其失效过程往往十分复杂,球磨机衬板失效形式常见有以下几种:

1、磨损失效

磨损失效是衬板的主要失效形式。磨料磨损是一个复杂的系统过程,在磨料磨损工况条件下,因磨损导致材料去除的主要有塑变和断裂两种机制。

由塑性变形机制引起的材料去除过程:当磨料与材料相接触时,不仅对材料进行切削,还将材料推向两边,这使得材料受很大的逆性变形,同时在沟槽附近的材料也受较大的变形。低硬度的磨料会使材料表面产生浅划痕,而高硬度的磨料则使材料表面形成切削沟。划痕和切削沟中被切除的金属材料形成磨屑而流失。多数情况下,沟槽中的金属材料发生塑变,堆积在划痕和切削沟的两侧,最后形成犁沟。梨沟产生的塑变脊,当受到后来的物料作用时可能会把堆积起的材料重新压平,如此反复塑变会导致材料最终剥落形成磨屑。

由断裂机制引起材料去除过程:磨料在法向力作用下压入材料的表面,若压痕深度大于材料产生断裂的临界深度时,工件就会因断裂机制引起材料去除。对于脆性断裂机理占支配地位,脆性材料的断裂,其外部条件取决于载荷大小,内部条件取决于材料的硬度及断裂韧性。

2、断裂失效

球磨机衬板受到研磨体及物料的冲击,特别是在大型球磨机上,衬板所受的冲击功作用较大,其断裂的危险性将增加。以下原因也会造成衬板的断裂失效,在大型球磨机上如果采用抗磨白口铁制作为衬板,而该材料的韧性较低,衬板与筒体之间没有缓冲材料,会造成衬板的断裂失效。其次,在铸造时材料内部存在缺陷,如缩孔、缩松、气孔等这也会造成材料的失效。像高锰钢这类材料,在热处理后通常硬度偏低,虽然通过冲击可以提高其硬度,但实际热处理后的硬度不是过低就是过高,非常容易造成断裂。因此在选用衬板材料,除了其本身应具有的韧性外,还必须消除衬板内部存在各种缺陷。

3、凸起变形

衬板在使用过程中,磨球与物料的冲击摩擦使得衬板表面产生热量,且工作面到内表面也有一定的温差,还有生产时有时熟料的温度可高达100摄氏度以上,更加增大了衬板的温差,这会导致衬板内外膨胀量不同而产生应力,尤其高锰钢的热变形比普通钢更为严重。如果应力大于材料的屈服程度,衬板会向球磨机中间凸起并释放应力。衬板的工作表面比内表面膨胀效应大,最终造成弯曲变形,即凸起变形。还有高锰钢衬板在小型球磨机使用时,由于加工硬化不足也会导致变形严重,拆卸不易,甚至拉断衬板的坚固螺栓,从而造成严重事故。

4、腐蚀

在湿磨情况下,材料与有一定酸碱度的物料接触,必然会产生腐蚀。腐蚀和磨损交互作用,会加速材料的流失。在湿式矿山衬板中,常见的腐蚀形式有小孔腐蚀、缝隙腐蚀及应变差异电池腐蚀等。一般在湿磨情况下,钢的40%~90%的消耗量是由腐蚀引起的。磨损与腐蚀的交互作用,使材料表面力学性能弱化,加速材料的腐蚀磨损。而对于钢铁材料在腐蚀的工况条件下的耐磨性研究目前还没有很明确的结论,一般都采用腐料磨损试验来衡量材料耐磨性的好坏。但在实际应用过程中腐蚀的影响是不可忽视的。

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