Analýza selhání opotřebení vložky kuželového drtiče v měděném dole
S ohledem na pracovní podmínky měděného dolu byla provedena analýza poruchy opotřebení kuželového drtiče. Analýza SEM ukázala, že vrtání, řezání a mačkání (narážení) rudy, jehož výsledkem byly jámy, byly převládajícími prostředky opotřebení a únavové odlupování způsobené nízkofrekvenční únavou bylo jedním z prostředků opotřebení. Proto by se mělo vyžadovat, aby materiály vložky měly jak velmi vysoký povrch, který odolává vrtání a řezání rudy, tak velmi vysokou pevnost a houževnatost, aby odolávaly nízkofrekvenční únavě a nárazovému zatížení. Bylo tedy zvoleno legování oceli s vysokým obsahem manganu, aby se zvýšila předběžná tvrdost a rychlost vytvrzování vložky. Mezitím také zlepšení slévárenské metalurgie a kvality tepelného zpracování oceli s vysokým obsahem manganu bylo faktorem, který nemohl být ignorován.
Náš zákazník, měděný důl Dexing, který je největším měděným dolem v Asii. Má více než 30 sad kuželových drtičů, takže potřebujete velké množství kuželové drtiče opotřebovávají součásti každý rok. Má mnoho dodavatelé opotřebitelných dílů drtiče, avšak kvalita těchto dílů není stabilní. Naše slévárna jí proto pomohla najít poruchu opotřebení vložek kuželového drtiče a zlepšit její životnost.
Pracovní Podmínka
Ruda v měděném dole Dexing může být rozdělena na porfyrovou a fylitovou rudu podle typu horninového tělíska. Poměr objemu rudy je 1: 3. V těžební oblasti existují tři průmyslové typy oxidované rudy, smíšené rudy a primární sulfidové rudy. Sulfidová ruda je hlavním typem a představuje více než 99% hmotnosti.
Tvrdost Dexingové měděné rudy se obecně pohybuje mezi f = 5-8, což patří ke středně tvrdé rudě. Průměrná pevnost v tlaku rudy fylitového typu je 84.8 MPa a průměrná pevnost v tlaku rudy granodioritového typu je 109.2 MPa.
Vzorkování
Klíčovým krokem analýzy selhání opotřebení je analýza morfologie opotřebitelného povrchu, takže vzorek musí být odebrán z čerstvého opotřebitelného povrchu zbytků opotřebení. Pohybující se kužel (vložka), který jsme odebrali, byl právě odstraněn z drtiče kužele a odeslán zpět v čase.
Rozbité vložka kuželového drtiče je rozřezán na velké vzorky plamenem kyslík-acetylen a 4 vzorky jsou odebírány shora dolů. Velikost vzorku by měla být taková, aby místo odběru nebylo ovlivněno teplem. Poté procesem řezání drátem vyjměte vzorek ve středu velkého vzorku pro skenování elektronovým mikroskopem, abyste sledovali morfologii opotřebení. Velikost vzorku je přibližně 10 mm × 10 mm × 10 mm a odebere se jeden vzorek k měření změny mikrotvrdosti od povrchu dovnitř.
Pozorování vzorku bylo prováděno na rastrovacím elektronovém mikroskopu S-2700. Před pozorováním elektronovým mikroskopem byly vzorky vyčištěny ultrazvukovými vlnami.
Noste morfologii a mechanismus opotřebení
Třídílné abrazivní opotřebení se vytváří mezi pláštěm drtiče kužele, konkávním drtičem kužele a drcenou rudou a povrch vložky je ve stavu složitého namáhání.
Působením velkého pružinového tlakového napětí vytváří ruda obrovské tlakové napětí na místním povrchu obkladové desky a současně pohybující se kužel generuje současně vysoké smykové napětí. Působí současně, což způsobuje sekání, řezání a vytlačování obkladové desky.
Z prvního obrázku „Noste morfologii po poruše vložek kuželového drtiče x100“ provádí motoricky obložená deska s kuželovým drcením výstřední rotační pohyb. Když je vychýlen k pevné obkladové desce, způsobí to velkou rázovou zátěž zlomené rudy, což způsobí, že bude obkladová deska stlačena a plasticky zdeformována. V případě opakované opakované plastické deformace tvoří vložka četné vytlačovací (nárazové) jámy, zkontrolujte „Noste morfologii po selhání vložek kuželového drtiče x500“.
Současně ruda nesoucí velké zatížení vystaví obkladovou desku tlakovému a smykovému napětí. Tlakové napětí způsobuje plastickou deformaci pohyblivé vložky. V případě opakované opakované plastické deformace jsou na povrchu vložky vytvořeny četné vytlačovací (nárazové) jamky, jako následující obrázky „Squeeze (nárazové) jamky na opotřebované ploše vložky kuželového drtiče“. Ve stejné době, na dně vytlačovací jámy, po opakovaném vytlačování dochází k deformačnímu zpevnění a je vyčerpána plasticita za vzniku křehkého lomu. Jeho vzhled „Morfologie křehkého lomu na dně jámy“
Další pozorování odhalila, že ruda vytlačila povrch vložky pod účinkem obrovského tlakového napětí. Protože ruda má nízkou hodnotu Plattsovy tvrdosti f, hodnota f ve skutečnosti odráží pevnost rudy v tlaku, f = R / 100, R znamená pevnost v tlaku. Proto je pevnost rudy v tlaku nízká, pevnost v tahu je také nízká a je snadné ji zlomit. Poté, co se ruda rozbije, je stlačena na dno jámy kvůli nižší tvrdosti ostění, viz následující obrázek:
Současně s otáčením pohybujícího se kužele vzniká mezi rudou a vložkou smykové napětí. Klouzavá ruda a ruda se stlačily na dně jámy a rozřezaly povrch obložení.
Proto při skutečném provozu vyzdívky kuželového drtiče existují současně řezací, řezací a lisovací (nárazové) jámy různé formy opotřebení. Pokud jde o podíl tří typů opotřebení, nesouvisí to jen se silou a velikostí rudy, ale také s hodnotou Plattovy tvrdosti f, která odráží pevnost rudy v tlaku.
Je třeba zdůraznit, že drtič kužele má velkou drticí sílu a vysokou rychlost otáčení. Působením velkého tlaku a smykového tlaku je podšívková deska vystavena periodickým kontaktním únavovým zatížením. Na podpovrchové vrstvě se mohou snadno vyskytnout únavové trhliny, což má za následek odlupování únavy. Odlupování je také jedním z faktorů selhání opotřebení vložky drtiče.
Stručně řečeno, mechanismem opotřebení obložení drtiče kužele je koexistence řezného opotřebení, plastového opotřebení a únavového opotřebení. S různými pracovními podmínkami, zejména rozdílnou hodnotou F tvrdosti rudy, se podíly tří mechanismů opotřebení liší.
Cone Crusher Liner povrchové kalení
Protože materiál vzorkované vložky kuželového drtiče (obkladové desky) je z vysoce manganové oceli, je obkladová deska vystavena velkému rázovému zatížení během provozu kuželového drtiče, takže má dobrý účinek při kalení.
Tvrdost vložky kuželového drtiče
Položka | Vzdálenost od povrchu (mm) | |||||||||
0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 6.0 | 7.0 | 8.0 | |
1 (horní oblast) | 527 | 350 | 336 | 313 | 291 | 285 | 285 | 250 | 245 | 264 |
2 (střední oblast) | 569 | 336 | 283 | 299 | 265 | 248 | 257 | 243 | 245 | 245 |
3 (spodní oblast) | 494 | 289 | 280 | 272 | 274 | 274 | 269 | 246 | 245 | 230 |
Z výsledků testů v tabulce je patrné, že vložka kuželového drtiče je vystavena velkému rázovému zatížení drcené rudy. Tvrdost Hv povrchu vložky může být až 500 nebo více, ale hloubka kalení je pouze do 2 mm.
Proto se vyžaduje, aby vložka měla dobrou houževnatost a dostatečnou pevnost, aby odolala velkému rázovému zatížení a způsobila štěpení.
Hodnoty povrchového vytvrzení různých částí stejné obkladové desky jsou různé, což ukazuje, že různé části obkladové desky mají různá napětí a různé velikosti rudy.
Horní část pohyblivé vyzdívky je ovlivněna velkou rudou, takže hodnota vytvrzení je nejvyšší; zatímco ve spodní části pohyblivé obkladové desky byla ruda rozbitá a její hodnota povrchového vytvrzení je nízká.
Výběr materiálů
Podle výše uvedené analýzy morfologie opotřebení a mechanismu opotřebení vyžaduje vyzdívka kuželového drtiče nejen vysokou tvrdost povrchu, aby odolávala sekání a řezání rudy, ale také vyžaduje vysokou pevnost a houževnatost pro zlepšení odolnosti proti velkým nárazovým zatížením a nízkocyklové únavové schopnosti, zlomit a zlomit. Proto je základním požadavkem na výběr materiálu vložky kuželového drtiče co nejvíce zvýšit tvrdost povrchu a zlepšit její odolnost proti opotřebení při řezání a zároveň zajistit, aby vložka nepraskala. Vzhledem k vysoké plasticitě a houževnatosti oceli s vysokým obsahem manganu a bezkonkurenční schopnosti jiných materiálů odolných proti opotřebení při vysokém vytvrzování je stále vysoce manganová ocel materiálem pro obložení kuželového drtiče. Jak se však výkon drtiče stále zvyšuje, zvyšuje se poměr drcení a dále klesá kvalita rudy, zejména měděný důl Dexing je chudá ruda a pro ocel s vysokým obsahem manganu je obecně obtížné splnit výrobní požadavky. Proto je nutné zvýšit počáteční tvrdost oceli s vysokým obsahem manganu a zvýšit rychlost jejího vytvrzování za předpokladu lepšího uplatnění inherentních vlastností oceli s vysokým obsahem manganu a zajištění, aby ocel s vysokým obsahem manganu měla správnou plasticitu a houževnatost . Na základě toho, na základě složení běžné oceli s vysokým obsahem manganu, uvažujeme o legování za účelem zlepšení pevnosti a tvrdosti oceli s vysokým obsahem manganu a rovnoměrného rozložení značného počtu hmotných bodů s vysokou tvrdostí na základě austenitu pro zlepšení opotřebované formy vložka, zpomalte rychlost opotřebení. Přidání legujících prvků do ocelí s vysokým obsahem manganu je však prospěšné pro zlepšení pevnosti a tvrdosti, ale nevyhnutelně povede ke snížení plasticity a houževnatosti. Proto musí být přidáno množství legujících prvků, aby se zabránilo nadměrnému snížení plasticity a houževnatosti a vedlo k fragmentaci. Naše slévárna tedy navrhuje použít manganovou ocel CrMoVTiRe k odlévání vložek kuželového drtiče,
CrMoVTiRe Chemické složení manganové oceli | |||||||||
C | Si | Mn | S | P | Cr | Mo | V | Ti | Re |
1. 3 ~ 1. 5 | 0. 3 ~ 0. 6 | 13 ~ 15 | <0. 04 | <0. 07 | 1. 8 ~ 2. 2 | 0. 8 ~ 1. 2 | 0. 3 ~ 0. 5 | 0. 15 ~ 0. 25 | 0. 5 |
Výsledky zkoušek ukazují, že počáteční tvrdost CrMoV TiRe vysoce manganové oceli může dosáhnout asi HB 260, což vede ke zlepšení odolnosti proti opotřebení.
Přidání legujících prvků, zejména přidání karbidotvorných prvků, však nevyhnutelně povede ke zvýšení počtu nerozpuštěných karbidů, což do určité míry sníží plasticitu a houževnatost ve srovnání s běžnými vysokomanganovými ocelemi.
Přikládáme-li důležitost legování ocelí s vysokým obsahem manganu, nesmíme opomenout ani zlepšení metalurgické kvality, zejména snížení množství fosforu a inkluzí. Jedná se o ekonomický a pohodlný způsob, jak prodloužit životnost obložení z vysoce manganové oceli. Během zpracování houževnatosti ve vodě by měly být přísně kontrolovány parametry procesu tepelného zpracování, jako je teplota zpracování houževnatosti vody, doba vstupu a výstupu vody a teplota vody, aby se množství nerozpuštěných karbidů a vysrážených karbidů kontrolovalo v rozsahu předepsaném národními normami.
Je třeba zdůraznit, že při věnování pozornosti materiálu vložky kuželového drtiče by neměla být ignorována formulace procesu odlévání. Tloušťka stěny vyzdívky kuželového drtiče je velká a maximální tloušťka stěny jemně drcené vyzdívky může dosáhnout 200 mm. Při použití běžného lití do písku je rychlost chlazení pomalejší a teplota odlévání není přísně kontrolována. Hrubý. Z důvodu hrubých zrn je při 100násobném zvětšení pozorováno pouze jedno zrno, takže je zvětšeno pouze 50krát, takže jej nelze vyhodnotit podle národní normy GB6394. Zdokonalení zrna pomůže prodloužit životnost vložky.
Proto se při procesu lití doporučuje používat kovový formovací písek a snížit teplotu lití, což pomůže vylepšit zrno obkladové desky z vysoce manganové oceli.