Analyse des Verschleißfehlers der Kegelbrecherauskleidung in der Kupfermine
Angesichts der Arbeitsbedingungen der Kupfermine wurde die Analyse des Verschleißfehlers des Kegelbrechers durchgeführt. Die SEM-Analyse zeigte, dass das Bohren, Schneiden und Quetschen (Aufprallen) von Erz, das zu Gruben führte, das dominierende Verschleißmittel war und das durch niederfrequente Ermüdung verursachte Abplatzen der Ermüdung eines der Mittel zum Verschleißversagen war. Daher sollte von den Auskleidungsmaterialien verlangt werden, dass sie sowohl eine sehr hohe Oberfläche haben, um dem Bohren und Schneiden von Erz zu widerstehen, als auch eine sehr hohe Festigkeit und Zähigkeit, um niederfrequenter Ermüdung und Stoßbelastung zu widerstehen. Daher wurde eine Legierung mit hohem Manganstahlgehalt ausgewählt, um die vorläufige Härte und die Kaltverfestigungsrate des Liners zu erhöhen. In der Zwischenzeit war auch die Verbesserung der metallurgischen Gießerei- und Wärmebehandlungsqualitäten von Stahl mit hohem Mangangehalt ein Faktor, der nicht ignoriert werden konnte.
Unser Kunde, die Kupfermine Dexing, die größte Kupfermine in Asien. Es hat mehr als 30 Sätze Kegelbrecher, benötigen also eine große Anzahl von Kegelbrecher Verschleißteile jährlich. Es hat viele Lieferanten von BrecherverschleißteilenDie Qualität dieser Teile ist jedoch nicht stabil. Daher hatte unsere Gießerei ihr geholfen, das Verschleißversagen von Kegelbrecherauskleidungen zu finden und ihre Lebensdauer zu verbessern.
Arbeitsbedingung
Das Erz in der Dexing-Kupfermine kann je nach Art des Erzkörpergesteins in Porphyr- und Phylliterz unterteilt werden. Das Verhältnis des Erzvolumens beträgt 1: 3. Im Bergbaugebiet gibt es drei industrielle Arten von oxidiertem Erz, Mischerz und primärem Sulfiderz. Das Sulfiderz ist der Haupttyp und macht mehr als 99% der Masse aus.
Die Härte von Dexing-Kupfererz liegt im Allgemeinen zwischen f = 5-8, was zu mittelhartem Erz gehört. Die durchschnittliche Druckfestigkeit des Erzes vom Phyllit-Typ beträgt 84.8 MPa, und die durchschnittliche Druckfestigkeit des Erzes vom Granodiorit-Typ beträgt 109.2 MPa.
Probennahme
Der Hauptschritt der Verschleißversagensanalyse besteht darin, die Morphologie der Verschleißfläche zu analysieren. Daher muss die Probe von der frischen Verschleißfläche der Verschleißteile entnommen werden. Der von uns beprobte bewegliche Kegel (Liner) wurde gerade aus dem Kegelbrecher entfernt und in der Zeit zurückgeschickt.
Das zerbrochene Kegelbrecherauskleidung wird durch eine Sauerstoff-Acetylen-Flamme in große Proben geschnitten, und 4 Proben werden von oben nach unten entnommen. Die Größe der Probe sollte so sein, dass die Probenahmestelle nicht durch Hitze beeinträchtigt wird. Nehmen Sie dann während des Drahtschneidvorgangs die Probe in der Mitte der großen Probe für das Rasterelektronenmikroskop heraus, um die Verschleißmorphologie zu beobachten. Die Größe der Probe beträgt etwa 10 mm × 10 mm × 10 mm, und eine Probe wird entnommen, um die Änderung der Mikrohärte von der Oberfläche nach innen zu messen.
Die Beobachtung der Probe wurde mit einem S-2700-Rasterelektronenmikroskop durchgeführt. Vor der Beobachtung mit dem Elektronenmikroskop wurden die Proben mit Ultraschallwellen gereinigt.
Verschleißmorphologie und Verschleißmechanismus
Der Dreikörper-Schleifverschleiß wird zwischen dem Kegelbrechermantel, dem konischen Konusbrecher und dem gemahlenen Erz gebildet, und die Oberfläche der Auskleidung befindet sich in einem komplexen Spannungszustand.
Unter der Einwirkung einer großen Federdruckspannung erzeugt das Erz eine große Druckspannung auf der lokalen Oberfläche der Auskleidungsplatte, und gleichzeitig erzeugt der bewegliche Kegel gleichzeitig eine hohe Scherspannung. Die beiden wirken gleichzeitig, was zum Meißeln, Schneiden und Extrudieren der Auskleidungsplatte führt.
Aus dem ersten Bild „Verschleißmorphologie nach Ausfall der Kegelbrecherauskleidung x100“ geht hervor, dass die motorisierte Auskleidungsplatte mit Kegelquetschung eine exzentrische Rotationsbewegung ausführt. Wenn es zur festen Auskleidungsplatte abgelenkt wird, wird das gebrochene Erz einer enormen Stoßbelastung ausgesetzt, wodurch die Auskleidungsplatte zusammengedrückt und plastisch verformt wird. Bei wiederholter wiederholter plastischer Verformung bildet der Liner zahlreiche Quetsch- (Aufprall-) Gruben. Überprüfen Sie die „Verschleißmorphologie nach Ausfall des Kegelbrecherliners x500“.
Gleichzeitig wird das Erz, das die enorme Last trägt, die Auskleidungsplatte einer Druck- und Scherbeanspruchung aussetzen. Die Druckspannung verursacht eine plastische Verformung der beweglichen Auskleidung. Bei wiederholter wiederholter plastischer Verformung bilden sich auf der Oberfläche des Liners zahlreiche Quetsch- (Aufprall-) Vertiefungen, wie die folgenden Bilder mit „Quetsch- (Aufprall-) Gruben auf der Verschleißfläche des Kegelbrecherliners“. Gleichzeitig tritt am Boden der Extrusionsgrube nach wiederholter Extrusion eine Verformungsverstärkung auf und die Plastizität ist erschöpft, um einen Sprödbruch zu bilden. Sein Aussehen "Morphologie des Sprödbruchs am Boden der Grube"
Weitere Beobachtungen ergaben, dass das Erz die Oberfläche des Liners unter dem Einfluss einer enormen Druckspannung zusammendrückte. Da das Erz einen niedrigen Platts-Härte-f-Wert hat, spiegelt der f-Wert tatsächlich die Druckfestigkeit des Erzes wider, f = R / 100, R bedeutet Druckfestigkeit. Daher ist die Druckfestigkeit des Erzes gering, die Bruchfestigkeit ist ebenfalls gering und es ist leicht zu brechen. Nachdem das Erz gebrochen ist, wird es aufgrund der geringeren Härte der Auskleidung auf den Boden der Grube gedrückt (siehe folgendes Bild):
Während sich der bewegliche Kegel dreht, wird gleichzeitig eine Scherspannung zwischen dem Erz und der Auskleidung erzeugt. Das gleitende Erz und das am Boden der Grube gepresste Erz schnitten und schnitten die Oberfläche der Auskleidung.
Daher gibt es beim tatsächlichen Betrieb der Kegelbrecherauskleidung gleichzeitig verschiedene Formen des Verschleißes, Schneid- und Pressgruben. Der Anteil der drei Verschleißarten hängt nicht nur mit der Kraft und Größe des Erzes zusammen, sondern auch mit dem Wert der Platts-Härte f, der die Druckfestigkeit des Erzes widerspiegelt.
Es ist darauf hinzuweisen, dass der Kegelbrecher eine große Quetschkraft und eine hohe Drehzahl aufweist. Unter der Einwirkung eines enormen Druck- und Scherdrucks ist die Auskleidungsplatte periodischen Kontaktermüdungsbelastungen ausgesetzt. Ermüdungsrisse können leicht auf der Untergrundschicht auftreten, was zu Ermüdungsabplatzungen führt. Das Abblättern ist auch einer der Fehlerfaktoren für den Verschleiß der Brecherauskleidung.
Zusammenfassend ist der Verschleißmechanismus der Kegelbrecherauskleidung die Koexistenz von Schneidverschleiß, Kunststoffverschleiß und Ermüdungsverschleiß. Aufgrund der unterschiedlichen Arbeitsbedingungen, insbesondere des unterschiedlichen F-Werts der Erzhärte, sind die Anteile der drei Verschleißmechanismen unterschiedlich.
Oberflächenhärtung des Cone Crusher Liner
Da das Material der abgetasteten Kegelbrecherauskleidung (Auskleidungsplatte) aus hochmanganhaltigem Stahl besteht, ist die Auskleidungsplatte während des Betriebs des Kegelbrechers einer enormen Stoßbelastung ausgesetzt, so dass sie eine gute Kaltverfestigungswirkung hat.
Cone Crusher Liner Härte
Artikel | Abstand von der Oberfläche (mm) | |||||||||
0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 6.0 | 7.0 | 8.0 | |
1 (oberer Bereich) | 527 | 350 | 336 | 313 | 291 | 285 | 285 | 250 | 245 | 264 |
2 (mittlerer Bereich) | 569 | 336 | 283 | 299 | 265 | 248 | 257 | 243 | 245 | 245 |
3 (unterer Bereich) | 494 | 289 | 280 | 272 | 274 | 274 | 269 | 246 | 245 | 230 |
Aus den Testergebnissen der Tabelle ist ersichtlich, dass die Kegelbrecherauskleidung im zerkleinerten Erz einer enormen Stoßbelastung ausgesetzt ist. Die Härte Hv der Auskleidungsoberfläche kann bis zu 500 oder mehr betragen, die Härtungstiefe liegt jedoch nur innerhalb von 2 mm.
Daher muss der Liner eine gute Zähigkeit und ausreichende Festigkeit aufweisen, um der enormen Stoßbelastung standzuhalten und Abplatzungen zu verursachen.
Die Oberflächenhärtungswerte verschiedener Teile derselben Auskleidungsplatte sind unterschiedlich, was zeigt, dass verschiedene Teile der Auskleidungsplatte unterschiedliche Spannungen und unterschiedliche Erzgrößen aufweisen.
Der obere Teil des beweglichen Auskleidungsbretts wird von einem großen Erz getroffen, sodass der Härtungswert am höchsten ist. Im unteren Teil des beweglichen Auskleidungsbretts wurde das Erz gebrochen und sein Oberflächenhärtungswert ist niedrig.
Materialauswahl
Gemäß der obigen Analyse der Verschleißmorphologie und des Verschleißmechanismus erfordert die Kegelbrecherauskleidung nicht nur eine hohe Oberflächenhärte, um dem Meißeln und Schneiden des Erzes zu widerstehen, sondern erfordert auch eine hohe Festigkeit und Zähigkeit, um die Beständigkeit gegen große Stoßbelastungen und die Ermüdungsfähigkeit bei geringem Zyklus zu verbessern brechen und brechen. Grundvoraussetzung für die Materialauswahl der Kegelbrecherauskleidung ist daher, die Oberflächenhärte so weit wie möglich zu erhöhen und ihre Beständigkeit gegen Schnittverschleiß zu verbessern, während sichergestellt wird, dass die Auskleidung nicht reißt. Aufgrund der hohen Plastizität und Zähigkeit von Stahl mit hohem Mangangehalt und der unübertroffenen Kaltverfestigungsfähigkeit anderer verschleißfester Materialien ist Stahl mit hohem Manganstahl immer noch das Material der Wahl für Kegelbrecherauskleidungen. Wenn jedoch die Leistung des Brechers weiter zunimmt, nimmt das Zerkleinerungsverhältnis zu und der Erzgehalt weiter ab, insbesondere ist die Dexing-Kupfermine ein mageres Erz, und es ist für Stahl mit hohem Mangangehalt im Allgemeinen schwierig, die Produktionsanforderungen zu erfüllen. Daher ist es notwendig, die Anfangshärte des Stahls mit hohem Mangangehalt zu erhöhen und seine Kaltverfestigungsrate unter der Voraussetzung zu erhöhen, dass die inhärenten Eigenschaften des Stahls mit hohem Mangangehalt besser ausgeübt werden und sichergestellt wird, dass der Stahl mit hohem Mangangehalt eine angemessene Plastizität und Zähigkeit aufweist . Auf dieser Grundlage, basierend auf der Zusammensetzung von gewöhnlichem Stahl mit hohem Mangangehalt, betrachten wir eine Legierungsbehandlung, um die Festigkeit und Härte von Stahl mit hohem Mangangehalt zu verbessern und eine beträchtliche Anzahl von Massenpunkten mit hoher Härte gleichmäßig auf der Basis von Austenit zu verteilen, um die abgenutzte Form von zu verbessern der Liner, verlangsamen die Verschleißrate. Die Zugabe von Legierungselementen zu Stählen mit hohem Mangangehalt ist zwar vorteilhaft für die Verbesserung der Festigkeit und Härte, führt jedoch zwangsläufig zu einer Verringerung der Plastizität und Zähigkeit. Daher muss die Menge an Legierungselementen hinzugefügt werden, um eine übermäßige Verringerung der Plastizität und Zähigkeit zu vermeiden und zu einer Fragmentierung zu führen. Unsere Gießerei schlägt daher vor, CrMoVTiRe-Manganstahl zum Gießen ihrer Kegelbrecherauskleidungen zu verwenden.
CrMoVTiRe Manganstahl Chemische Zusammensetzung | |||||||||
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 |
Die Testergebnisse zeigen, dass die anfängliche Härte von CrMoV TiRe-Stahl mit hohem Mangangehalt etwa HB 260 erreichen kann, was zur Verbesserung der Beständigkeit gegen Schnittverschleiß beiträgt.
Die Zugabe von Legierungselementen, insbesondere die Zugabe von karbidbildenden Elementen, führt jedoch zwangsläufig zu einer Erhöhung der Anzahl ungelöster Karbide, was die Plastizität und Zähigkeit im Vergleich zu gewöhnlichen Stählen mit hohem Mangangehalt bis zu einem gewissen Grad verringert.
Während wir der Legierung von Stählen mit hohem Mangangehalt große Bedeutung beimessen, dürfen wir die Verbesserung der metallurgischen Qualität, insbesondere die Verringerung der Menge an Phosphor und Einschlüssen, nicht vernachlässigen. Dies ist eine wirtschaftliche und bequeme Möglichkeit, die Lebensdauer von Auskleidungen mit hohem Manganstahlgehalt zu verbessern. Während der Wasserzähigkeitsbehandlung sollten die Parameter des Wärmebehandlungsprozesses wie die Wasserzähigkeitsbehandlungstemperatur, die Wassereinlass- und -auslasszeit und die Wassertemperatur streng kontrolliert werden, damit die Menge an ungelösten Carbiden und ausgefällten Carbiden innerhalb des durch nationale Normen vorgeschriebenen Bereichs kontrolliert wird.
Es sollte darauf hingewiesen werden, dass unter Berücksichtigung des Materials der Kegelbrecherauskleidung die Formulierung des Gießprozesses nicht ignoriert werden sollte. Die Wandstärke der Kegelbrecherauskleidung ist groß und die maximale Wandstärke der fein zerkleinerten Auskleidung kann 200 mm erreichen. Wenn gewöhnlicher Sandguss verwendet wird, ist die Abkühlgeschwindigkeit langsamer und die Gusstemperatur wird nicht streng kontrolliert. Grob. Aufgrund der groben Körner wird nur ein Korn beobachtet, wenn es auf das 100-fache vergrößert wird. Daher wird es nur auf das 50-fache vergrößert, sodass es nicht gemäß dem nationalen Standard von GB6394 bewertet werden kann. Die Kornverfeinerung trägt dazu bei, die Lebensdauer des Liners zu verlängern.
Daher wird empfohlen, beim Gießprozess Metallformsand zu verwenden und die Gießtemperatur zu verringern, um die Körnung der Auskleidungsplatte mit hohem Manganstahl zu verfeinern.