Анализ износа футеровки конусной дробилки на медном руднике
С учетом условий работы Медного рудника был проведен анализ износа конусной дробилки. Анализ SEM показал, что бурение, резка и сдавливание (удары) руды, в результате которых образовывались ямы, были основными средствами износа, а усталостное растрескивание, вызванное низкочастотной усталостью, было одним из средств износа и разрушения. Следовательно, материалы футеровки должны иметь как очень высокую поверхность, чтобы противостоять бурению и резанию руды, так и очень высокую прочность и ударную вязкость, чтобы выдерживать низкочастотную усталость и ударную нагрузку. Таким образом, для повышения предварительной твердости и скорости деформационного упрочнения гильзы была выбрана легированная сталь с высоким содержанием марганца. Между тем, улучшение качества литья в металлургии и термообработки высокомарганцовистой стали также было фактором, который нельзя игнорировать.
Наш заказчик - медный рудник Dexing, крупнейший медный рудник в Азии. Он имеет более 30 комплектов конусных дробилок, поэтому необходимо большое количество конусные дробилки изнашиваемые детали каждый год. В нем много поставщики изнашиваемых деталей дробилкиОднако качество этих деталей нестабильно. Таким образом, наш литейный завод помог ему выявить неисправность футеровки конусной дробилки и увеличить срок ее службы.
Рабочее Состояние
Руду на медном руднике Дексинг можно разделить на порфировую и филлитовую руду в зависимости от типа породы рудного тела. Соотношение объемов руды составляет 1: 3. В горном районе выделяют три промышленных типа окисленной руды, смешанной руды и первичной сульфидной руды. Сульфидная руда является основным типом и составляет более 99% масс.
Твердость медной руды Dexing обычно находится в диапазоне f = 5-8, что относится к рудам средней твердости. Средняя прочность на сжатие руды филлитового типа составляет 84.8 МПа, а средняя прочность на сжатие руды гранодиоритного типа составляет 109.2 МПа.
Отбор проб
Ключевым этапом анализа повреждений, вызванных износом, является анализ морфологии поверхности износа, поэтому образец необходимо брать со свежей поверхности износа частиц износа. Отобранный нами движущийся конус (футеровка) был только что извлечен из конусной дробилки и отправлен обратно вовремя.
Сломан футеровка конусной дробилки разрезают на большие образцы кислородно-ацетиленовым пламенем и отбирают 4 образца сверху вниз. Размер образца должен быть таким, чтобы место отбора не подвергалось воздействию тепла. Затем, в процессе резки проволоки, возьмите образец в центре большого образца для сканирующего электронного микроскопа, чтобы наблюдать морфологию износа. Размер образца составляет примерно 10 мм × 10 мм × 10 мм, и один образец отбирают для измерения изменения микротвердости от поверхности внутрь.
Наблюдение за образцом производилось на растровом электронном микроскопе S-2700. Перед наблюдением в электронный микроскоп образцы очищали ультразвуковыми волнами.
Морфология износа и механизм износа
Трехкомпонентный абразивный износ образуется между кожухом конусной дробилки, подбарабаньем конусной дробилки и измельченной рудой, а поверхность футеровки находится в сложном напряженном состоянии.
Под действием огромного напряжения сжатия пружины руда создает огромное напряжение сжатия на локальной поверхности плиты футеровки, и в то же время движущийся конус создает одновременно высокое напряжение сдвига. Они действуют одновременно, что вызывает долбление, резку и выдавливание облицовочной плиты.
Из первого рисунка «Морфология износа после разрушения футеровок конусной дробилки x100», моторизованная футеровка конусного дробления выполняет эксцентричное вращательное движение. Когда он отклоняется на неподвижную плиту футеровки, он создает огромную ударную нагрузку на разрушенную руду, вызывая сжатие и пластическую деформацию плиты футеровки. В случае многократной пластической деформации футеровка образует многочисленные ямки сжатия (удара), проверьте «Морфология износа после отказа футеровки конусной дробилки x500».
В то же время руда, несущая огромную нагрузку, подвергнет плиту футеровки напряжению сжатия и сдвигу. Напряжение сжатия вызывает пластическую деформацию движущейся гильзы. В случае многократной повторяющейся пластической деформации на поверхности футеровки образуются многочисленные ямки сжатия (удара), как на следующих рисунках «Ямки сжатия (удара) на поверхности износа футеровки конусной дробилки». При этом на дне экструзионной ямы после повторной экструзии происходит деформационное упрочнение и исчерпание пластичности с образованием хрупкого разрушения. Его внешний вид «Морфология хрупкого разрушения на дне карьера».
Дальнейшие наблюдения показали, что руда сдавливала поверхность хвостовика под действием огромного раздавливающего напряжения. Поскольку руда имеет низкое значение твердости f по Платтсу, значение f фактически отражает прочность руды на сжатие, f = R / 100, R означает прочность на сжатие. Следовательно, прочность на сжатие руды низкая, прочность на разрыв также низкая, и ее легко сломать. После разрыва руды она выдавливается на дно карьера из-за меньшей твердости футеровки, см. Следующий рисунок:
В то же время, когда движущийся конус вращается, между рудой и хвостовиком возникает напряжение сдвига. Скользящая руда и руда, выдавленная на дне карьера, рассекают поверхность футеровки.
Таким образом, при реальной эксплуатации футеровки конусной дробилки одновременно происходят резка, резка и прессование (удар) ямок. Различные формы износа. Что касается соотношения трех типов износа, это связано не только с силой и размером руды, но и со значением твердости по Платту f, которое отражает прочность руды на сжатие.
Следует отметить, что конусная дробилка имеет большую силу дробления и высокую скорость вращения. Под действием огромного давления сжатия и сдвига вагонка подвергается периодическим контактным усталостным нагрузкам. На подповерхностном слое легко могут образоваться усталостные трещины, что приведет к усталостному растрескиванию. Отслаивание также является одним из факторов разрушения футеровки дробилки.
Таким образом, механизм износа футеровки конусной дробилки - это сосуществование режущего износа, пластического износа и усталостного износа. При различных условиях работы, особенно при различном значении F твердости руды, пропорции трех механизмов износа различны.
Упрочнение поверхности футеровки конусной дробилки
Поскольку материал отобранной футеровки конусной дробилки (футеровочная плита) представляет собой сталь с высоким содержанием марганца, футеровочная плита подвергается огромным ударным нагрузкам во время работы конусной дробилки, поэтому она имеет хороший эффект деформационного упрочнения.
Твердость футеровки конусной дробилки
Товар | Расстояние от поверхности (мм) | |||||||||
0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 6.0 | 7.0 | 8.0 | |
1 (верхняя часть) | 527 | 350 | 336 | 313 | 291 | 285 | 285 | 250 | 245 | 264 |
2 (средняя зона) | 569 | 336 | 283 | 299 | 265 | 248 | 257 | 243 | 245 | 245 |
3 (нижняя часть) | 494 | 289 | 280 | 272 | 274 | 274 | 269 | 246 | 245 | 230 |
Из результатов испытаний таблицы видно, что футеровка конусной дробилки подвергается огромной ударной нагрузке в измельченной руде. Твердость Hv поверхности гильзы может достигать 500 и более, но глубина упрочнения составляет всего 2 мм.
Следовательно, футеровка должна иметь хорошую ударную вязкость и достаточную прочность, чтобы выдерживать огромную ударную нагрузку и вызывать выкрашивание.
Значения поверхностного упрочнения разных частей одной и той же облицовочной плиты различаются, что показывает, что разные части облицовочной плиты имеют разные напряжения и разные размеры руды.
На верхнюю часть движущейся облицовочной плиты попадает крупная руда, поэтому показатель твердости самый высокий; в то время как в нижней части движущейся футеровки руда раздроблена, и ее поверхностное упрочнение невысоко.
Выбор материалов
Согласно приведенному выше анализу морфологии износа и механизма износа, футеровка конусной дробилки не только требует высокой твердости поверхности, чтобы противостоять долблению и резанию руды, но также требует высокой прочности и ударной вязкости для повышения устойчивости к огромным ударным нагрузкам и способности к низкоцикловой усталости. сломать и сломать. Таким образом, основным требованием к выбору материала футеровки конусной дробилки является максимальное увеличение твердости поверхности и повышение ее устойчивости к режущему износу при одновременном обеспечении того, чтобы футеровка не трескалась. Благодаря высокой пластичности и ударной вязкости стали с высоким содержанием марганца и непревзойденной способности к деформационному упрочнению других износостойких материалов, сталь с высоким содержанием марганца по-прежнему является предпочтительным материалом для футеровки конусных дробилок. Однако по мере того, как мощность дробилки продолжает увеличиваться, степень измельчения увеличивается, а содержание руды продолжает снижаться, особенно на медном руднике Дексинг - бедная руда, и для стали с высоким содержанием марганца, как правило, трудно удовлетворить производственные потребности. Следовательно, необходимо повысить исходную твердость высокомарганцевой стали и повысить скорость ее деформационного упрочнения с целью лучшего проявления присущих высокомарганцевой стали характеристик и обеспечения надлежащей пластичности и вязкости высокомарганцевой стали. . Исходя из этого, исходя из состава обычной высокомарганцевой стали, мы рассматриваем легирование для улучшения прочности и твердости высокомарганцевой стали и равномерного распределения значительного количества массовых точек с высокой твердостью на основе аустенита для улучшения изношенной формы лайнер, замедлить скорость износа. Однако добавление легирующих элементов к высокомарганцевым сталям способствует повышению прочности и твердости, но неизбежно ведет к снижению пластичности и ударной вязкости. Следовательно, необходимо добавлять количество легирующих элементов, чтобы избежать чрезмерного снижения пластичности и ударной вязкости и привести к фрагментации. Поэтому наш литейный завод предлагает использовать марганцевую сталь CrMoVTiRe для литья футеровок конусных дробилок,
Химический состав марганцевой стали CrMoVTiRe | |||||||||
C | Si | Mn | S | P | Cr | Mo | V | Ti | Re |
1. 3 ~ 1. 5 | 0. 3 ~ 0. 6 | 13 ~ 15 | <0 | <0 | 1. 8 ~ 2. 2 | 0. 8 ~ 1. 2 | 0. 3 ~ 0. 5 | 0. 15 ~ 0. 25 | 0. 5 |
Результаты испытаний показывают, что исходная твердость высокомарганцевой стали CrMoV TiRe может достигать примерно HB 260, что способствует повышению стойкости к износу при резании.
Однако добавление легирующих элементов, особенно добавление карбидообразующих элементов, неизбежно приведет к увеличению количества нерастворенных карбидов, что в определенной степени снизит пластичность и ударную вязкость по сравнению с обычными высокомарганцевыми сталями.
Придавая большое значение легированию высокомарганцевых сталей, нельзя пренебрегать улучшением металлургического качества, особенно снижением количества фосфора и включений. Это экономичный и удобный способ увеличить срок службы футеровок из высокомарганцовистой стали. Во время обработки на водостойкость параметры процесса термообработки, такие как температура обработки на водостойкость, время на входе и выходе воды и температура воды, должны строго контролироваться, чтобы количество нерастворенных карбидов и осажденных карбидов контролировалось в пределах диапазона, установленного национальными стандартами.
Следует отметить, что, обращая внимание на материал футеровки конусной дробилки, нельзя игнорировать формулировку процесса литья. Толщина стенок футеровки конусной дробилки велика, а максимальная толщина стенок мелкоизмельченной футеровки может достигать 200 мм. При использовании обычного литья в песчаные формы скорость охлаждения ниже, а температура литья строго не контролируется. Грубый. Из-за крупного зерна при увеличении в 100 раз наблюдается только одно зерно, поэтому оно увеличивается только в 50 раз, поэтому его нельзя оценить в соответствии с национальным стандартом GB6394. Доработка зерна поможет увеличить срок службы лайнера.
Поэтому в процессе литья рекомендуется использовать песок для формования металлов и снизить температуру разливки, что поможет улучшить зерно футеровки из стали с высоким содержанием марганца.