球磨机衬板的分类及选材原则
发布时间：2018-04-03 03:35:00发布作者：郑矿机器
球磨机是一种被广泛地应用于选矿、建材、化工和电力等工业部门的磨料设备，球磨机衬板是其主要消耗件之一，因此，其使用寿命直接影响球磨机的工作效率。
1，球磨机衬板的分类
01，金属材料衬板
目前我国常用的磨机金属衬板材料主要有以下 4 大类：
（1） 高锰钢及改性高锰钢 高锰钢是由英国人哈特菲尔德发明的，含C 0.9%～1.4% ，Mn 10%～14%，冲击强度ak 为150 J/cm2，经水韧处理后为单一的奥氏体组织，它抗磨是由于受冲击后引起的表面硬化效果所致，初始硬度仅为 HB 179～229，并且它的屈服强度低，容易产生塑性变形，使衬板凸起，严重时会拉断安装螺栓，使拆卸困难。为了提高高锰钢的耐磨性及使用寿命，国内外学者已研制出多种改性高锰钢：① 将 Mn 含量降低为低 Mn、中 Mn 或维持高 Mn 水平，加入变质剂以进行细晶处理；② 加入 Ti、 Nb、V、Mo 及 Cr 等碳化物形成元素以实现*二相强化；③ 加入 W、Cu、 Ni、B 等元素以实现固溶强化；④ 加入稀土元素以净化钢液，改善夹杂物形态及分布以实现综合强化。这类改性钢种很多，在此不一一举例。
（2） 中、高碳合金钢 由于高锰钢用作磨机衬板有它的局限性，因此各种中、高碳钢应运而生。这类钢中均含有一定量的Cr 和 Mo，有的还含有较高的Si 和Mn，经热处理后其组织可为回火马氏体或珠光体及少量碳化物。ak为30～40 J/cm2，HRC 为 50～55，珠光体钢的耐磨性稍差，但它在铸造或使用过程中产生的裂纹倾向性小。它含合金元素少、成本低，与白口铁比韧性好，与高锰钢比，初始硬度高、强度高、生产适应性强。
（3） 高、中铬铸铁 （钢） 此类铸铁 （钢） 是在白口铁中加入 12%～30% 的 Cr 及一定量的Mo 而形成的。ak为6～12 J/cm2，HRC 为 50～60，要在感应炉或电炉中熔炼，经奥氏体化后可以油淬且应尽快回火。其韧性及抗裂纹倾向都比高锰钢及中、高碳合金差，但耐磨性却提高，在实际应用中关键在于使衬板形状小型化，减轻单重，增加壁厚。
（4） 低铬铸铁（钢）含Cr 2% 左右及少量的Mo、Cu等元素，ak 为 4～6 J/cm2，HRC 为 55～60，韧性及耐磨性虽比高铬铸铁差，但它可用冲天炉熔炼，故适用于小型磨机的细仓衬板。
02，橡胶衬板
橡胶衬板具有耐磨损、抗腐蚀、节能、降低噪声和改善磨矿作业状况等经济特点，与锰钢衬板比较，其使用寿命较长，在二、三段磨中可提高 2 倍左右，比重仅为钢的 1/6，降低了工业劳动强度，安装时间减少 7%，降低电耗 10%～15%，磨机生产能力加 10% 左右，介质消耗约降低15%，矿浆产品质量没有什么变化，甚至有所改善。但由于橡胶不耐高温，当温度达 100 ℃ 时，橡胶衬板的磨损量比在 50 ℃ 时磨损量高 5～6 倍；再者，钢球直径过大对橡胶衬板的磨损是有害的，大球径一般不超过 80 mm。这些原因限制了橡胶衬板在我国的广泛应用。
03，高铝陶瓷衬板
陶瓷砖代替天然石材做衬板，具有许多突出的优点，目前可以得到的高铝陶瓷砖衬板含铝大约 92%，其比重为 3.6，约为钢的一半，其洛氏硬度 HRA80-90，它不会被石英那样的磨蚀性矿物粒子刮损或磨掉，且具有良好的耐磨性、耐崩裂性、强度高、韧性好、耐热性和耐化学腐蚀性强，比较适应目前条件下的经济生产和安装条件。在某些场合，这种衬板可经济地替代金属衬板和橡胶衬板。在必须避免磨矿产品受金属和橡胶污染的地方，使用陶瓷衬板往往能解决问题，生产白水泥和钛白涂料，是陶瓷衬板以及陶瓷磨矿介质应用的两大场所。
2，球磨机衬板的选材原则
为给定的磨机选择佳的衬板材料是很难的，因为这涉及到的因素太多，这里只能谈一些一般的原则及必须考虑的因素。
（1） 应根据不同的工况条件选择不同材质的衬板。高锰钢由于不能充分发挥其加工硬化特性，故不宜作磨机衬板材料，特别是不宜作中、小型磨机衬板材料。但是在受强烈冲击的工况条件下，如破碎机衬板，却是不可取代的优良材料。
（2） 应根据磨机规格不同选用不同材质，根据被磨物料不同选用不同材质，根据生产方式不同 （干、湿磨） 选用不同材质，根据不同磨段选用不同材质。
（3） 衬板选材与衬板形状结构有关。国外磨机衬板块小而厚，有利于发挥材料特性，不易开裂。国内的磨机由于型号老，衬板块大而薄。因此，在采用新型耐磨材料时要注意衬板形状结构的配合。
（4） 在必须避免橡胶、铁和铬污染的磨料中，应考虑使用高铝陶瓷砖衬板，同时使用陶瓷球或砾石做磨矿介质。
（5） 在选定衬板时，要注意衬板硬度与与磨球硬度匹配。磨球与衬板的磨损方式是伴随有冲击载荷的三体磨料磨损，有人在动载三体磨料磨损条件下进行试验得出如下结论：① 相同衬板材质，随着磨球材质硬度提高，其耐磨性趋向增高；而相同磨球材质时，并非衬板材质硬度越高，其耐磨性越高。② 高硬度磨球材质与高硬度衬板材质配副时，系统耐磨性佳；而低硬度磨球材质与高硬度衬板材质配副时，其系统耐磨性差。③ 使用高锰钢衬板时，采用高硬度磨球替代低硬度磨球，不会降低高锰钢衬板的耐磨性，反而有提高其耐磨性的趋势。
上述 3 点试验结果表明：衬板与与磨球硬度应趋于一致，据实际经验，认为磨球硬度比衬板硬度高 HRC3 为宜。
