Mill liners и мелющие шары are essential components in the operation of ball mills. With the development of modern production technologies, the diameters of ball mills have increased, with mills around 5 meters in diameter now commonly used. This growth has led to higher demands for the quality of liners and grinding balls. Due to the harsh operating conditions that liners and grinding balls are exposed to, maintenance and replacement costs are high, which not only wastes labor and resources but also directly impacts production efficiency. Therefore, researching new wear-resistant materials for liners and grinding balls is key to improving productivity, reducing consumption, and fostering a more efficient and environmentally-friendly production process.
1. Понятие о футеровке шаровой мельницы
Traditional high-manganese steel is no longer suitable for футеровка шаровой мельницы. This is widely recognized in the industry. The disadvantages of high-manganese steel liners include susceptibility to creep and extension, as well as surface phase transformations that cause bowing deformation. These issues make it impossible to achieve the ideal work-hardening effect in the harsh conditions of a ball mill. The former leads to powder leakage and broken bolts, while the latter prevents the expected wear resistance.
В 1970-х и 1980-х годах появились различные материалы для футеровки и мелющих шаров с высокой твердостью, такие как высокохромистый чугун, никельсодержащий чугун, высокоуглеродистая легированная сталь, мартенситный шаровой чугун и некоторые среднеуглеродистые легированные стали. Однако эти материалы имели низкие показатели вязкости - некоторые из них достигали 5J. Из-за ограничений, накладываемых традиционными конструкциями футеровок, эти материалы не получили широкого распространения. Разрушение футеровки стало самым большим препятствием для применения износостойких материалов с высокой твердостью.
Традиционные конструкции футеровки имеют существенные недостатки и не могут обеспечить разработку износостойких материалов. Существуют два основных типа конструкций установки футеровки: одна используется на тепловых электростанциях с пазами типа "ласточкин хвост" и клиновыми винтами, а другая широко применяется в горнодобывающей, цементной, химической промышленности и на крупных электростанциях, где каждая футеровка крепится к барабану болтами. Первая конструкция, хотя и является потенциально эффективной в некоторых случаях, приводит к быстрому износу клиновых винтов, которые являются наиболее нестабильным методом крепления. Вторая конструкция, включающая множество просверленных отверстий и болтов, создает потенциальные точки утечки и увеличивает трудоемкость. Эти конструкции явно несовершенны, особенно если учесть, что крепление вкладышей с помощью отверстий создает многочисленные источники трещин в процессе литья и термообработки.
Самофиксирующаяся безболтовая композитная футеровка шаровой мельницы
В ответ на недостатки традиционных конструкций мы разработали "Композитную самофиксирующуюся безболтовую футеровку для шаровой мельницы" - революционный продукт, который знаменует собой большой прорыв в разработке футеровки для шаровой мельницы. Эта композитная футеровка состоит из двух или трех независимых частей: корпуса из высокотвердого сплава, обеспечивающего износостойкость, и задней пластины из прочного сплава, которая стабилизирует футеровку и создает предварительную нагрузку на корпус.
Используя геометрию самой мельницы и применяя комбинацию из двух металлов, композитная футеровка использует действие мелющих шаров во время работы для предварительного напряжения, достигая самофиксации и повышая общую структурную целостность футеровки. Такая конструкция значительно повышает стабильность и надежность футеровки из материалов с высокой твердостью и низкой прочностью.
Процессы изготовления и установки композитных футеровок проще, чем традиционных, и не требуют модификации существующих мельниц. За последние 20 лет эта инновационная конструкция футеровки была успешно применена на тепловых электростанциях, цементных заводах, в горнодобывающей и фосфорной промышленности, доказав свою превосходную стабильность, надежность и долгосрочные эксплуатационные характеристики. Требования к техническому обслуживанию минимальны, и футеровка может прослужить гораздо дольше традиционных конструкций, способствуя снижению уровня шума и повышению безопасности рабочей среды.
2. Важность шлифовальных шаров
Grinding balls used in ball mills are typically made from high-carbon high-alloy cast iron or high-carbon low-alloy forged or cast balls. In dry processes, such as those used in thermal power plants and cement industries, high-chromium cast iron balls are commonly used, while mining operations, which typically use wet processes, often use high-carbon low-alloy balls.
На рынке представлено огромное разнообразие мелющих шаров, и в некоторых случаях выбор шаров основывается не на эффективности процесса, а на доступности и стоимости. К основным типам мелющих шаров относятся высокохромистые чугунные шары (например, Cr8, Cr12, Cr15, Cr18, Cr24) и низкохромистые чугунные шары. Шары из мартенситного и низкохромистого чугуна обладают одинаковой износостойкостью, но основное различие заключается в процессе производства.
Чугунные мелющие шары с высоким содержанием хрома обладают превосходной износостойкостью, при этом коэффициент износа на электростанциях и цементных заводах обычно составляет от 15 до 50 граммов на тонну. Использование высокохромистых шаров не только снижает затраты, но и минимизирует потребление рабочей силы и электроэнергии, что делает их экологически чистым выбором. Мы можем с уверенностью назвать их "зелеными мелющими шарами".
В горнодобывающей промышленности, особенно для мокрых процессов, обычно используются шары из сплавов с низким содержанием хрома. При добыче меди, железа и молибдена эти шарики обычно составляют 500-700 граммов на тонну. Повышение твердости шаров из низкохромистого сплава (например, до HRC55) позволяет значительно улучшить износостойкость.
3. Взаимосвязь между футеровкой мельницы и мелющими шарами
Распространенное заблуждение заключается в том, что твердость мелющих шаров должна быть на 3-5 HRc выше, чем у футеровки. Однако в действительности футеровка играет гораздо более значительную роль в работе шаровой мельницы. Основное внимание должно быть уделено обеспечению длительного срока службы футеровки, в идеале - двух циклов капитального ремонта, при минимальном обслуживании.
Выбор правильного материала как для футеровки, так и для мелющих шаров очень важен. Для футеровки следует отдавать предпочтение таким материалам, как композитные самофиксирующиеся футеровки из высокохромистого чугуна, благодаря их длительному сроку службы и надежности. Для мелющих шаров следует выбирать лучшие износостойкие шары, соответствующие материалу футеровки.
Очень важно выбирать футеровки с твердостью выше HRc50, так как это обеспечивает оптимальную износостойкость. Мелющие шары из высокохромистого чугуна или кованой легированной стали с твердостью более HRc52 (литые) или HRc55 (кованые) - идеальный выбор для обеспечения долговечности всей системы измельчения.
4. Заключение
Высокомарганцевая сталь и традиционные конструкции вкладышей: Они не подходят для современных шаровых мельниц. Революционная конструкция композитной самофиксирующейся футеровки эффективно решает такие проблемы, как поломка болтов и утечка порошка, сокращая объем технического обслуживания более чем на 98%. Она максимально повышает твердость и износостойкость материалов, достигая оптимальной производительности измельчения.
Выбор материала футеровки и мелющих шаров: При сухих процессах на электростанциях и цементных заводах предпочтение следует отдавать футеровкам из средне- и низкохромистой легированной стали или высокохромистого чугуна в сочетании с мелющими шарами из высокотвердого высокохромистого чугуна. В горнодобывающей промышленности следует выбирать футеровки из низкоуглеродистой легированной стали или чугуна с низким содержанием хрома, а также мелющие шары из высокотвердого низкохромистого сплава.
Соответствие вкладышей и шлифовальных шаров: Футеровка является основным фактором, определяющим эффективность помола в мельнице. Правильный выбор футеровки со сроком службы не менее двух циклов капитального ремонта позволяет лучше подобрать мелющие шары. В идеале футеровка и мелющие шары должны быть подобраны таким образом, чтобы поддерживать оптимальную производительность в течение как можно более длительного периода времени.
EN
PT
ES
RU
ID
TR
