礦山設備材料怎么選擇更耐磨？


隨著科技及工業的快速發展，大型機械設備零部件磨損速率顯著增加，嚴重影響了磨礦效率。據統計，全世界 1/3 能源消耗于摩擦磨損，80% 零件因磨損而失效。磨粒磨損作為普遍的磨損失效形式，占比高達 50%。礦山行業屬于耐磨件高消耗行業，伴隨著礦山企業規模不斷擴大、礦石品位逐年降低，破碎、粉磨設備的生產能力成為提高產能的關鍵因素，物料粉碎過程中能量消耗和鋼材消耗等問題也變得更加突出。


1 選材原則
目前市場上耐磨材料種類繁多，且各有其優越性和局限性，需要根據實際工況合理選材，充分發揮材料特性，才能提高耐磨件使用壽命。對于礦山設備，耐磨材料選擇一般遵循如下原則。


1.1 工藝流程
因地理位置及巖識成形機理不同，礦物的組成成分之間機械性能亦不同，使得礦石的破碎研磨難易程度存在差異性。受礦山規模、采礦方式及投資運營成本等因素影響，碎磨工藝流程呈現多樣化。選礦廠往往根據自身特點進行工藝流程的設計與選擇，工藝流程分布不同，同時存在干、濕磨礦的生產方式，需要根據具體工況條件選用不同的耐磨材料。


1.2 碎磨設備
礦石碎磨過程主要包括破碎作業和磨礦作業。破碎設備是破碎作業穩定運行的關鍵，主要包括圓錐破碎幾、鄂式破碎幾、旋回破碎幾以及高壓輥磨幾、盤旋式破碎幾等。破碎作業處于碎磨工藝流程中上游環節，主要作用是破碎開采的大塊礦石，為磨礦作業提供符合粒度要求的物料。因此，破碎幾襯板承受強烈沖擊和高接觸應力，需要外硬內韌的耐磨材料以抵抗強沖擊和強大壓力。


磨礦設備主要有半自磨機、自磨機、球磨機和攪拌磨機等。自磨機、半自磨機與球磨機的工作原理基本相同，只是自磨機以物料本身作為磨礦介質，以此達到礦石粉碎的效果。自磨機襯板遭受大塊物料的研磨和較小的沖擊，高硬度、高耐磨性且保持一定韌性的耐磨材料是不錯的選擇，高鉻鑄鐵材質襯板現已嘗試在大型自磨機上進行應用。半自磨機以一定比例的磨料作為磨礦介質，利用磨料、物料以及襯板間的碰撞、沖擊和摩擦，形成有效粉碎。半自磨機襯板遭受磨料、物料強烈的沖擊和研磨，沖擊磨損嚴重。因此，材料選擇更關注材料的強韌性、硬韌性，以此保證磨機運行中襯板的按全可靠性和使用壽命，防止襯板發生早期斷裂，一般可選用高韌性低合金鋼、新型高錳鋼以及復合材料。球磨機磨球規格小，物料填充率高，磨體被提升后對襯板沖擊作用弱，襯板以研磨為主，宜選用高硬度、耐磨性好，并兼顧一定韌性的材料，如馬氏體耐磨鋼、高鉻鑄鐵或復合材料等。攪拌磨作為細磨和超細磨設備，它是利用內部攪拌器帶動磨礦介質旋轉，實現粉碎物料以及對復雜礦物進行篩選的目的。攪拌磨基本的磨碎作用是磨剝而不是沖擊作用，襯板在磨介及物料作用下，表面受到高應力的研磨，耐磨材料一般選用鉻系抗磨白口鐵。


隨著磨礦技術、磨礦工藝的發展，碎磨設備的規格越來越大，可處理物料的塊度增加，設備比破碎率增加，處理能力增強，因而碎磨設備用耐磨襯板幾何形狀變大，截面增厚，質量增加，承受相當強烈的碰撞、擠壓、沖擊和摩擦，對耐磨材料的韌性、強度、淬透性等性能提出了更高的要求。