组合高耐磨合金钢在喷射式熟料细碎机上的应用
2001-12-26 00:00 来源： 我的钢铁 作者：mysteel
高效防尘ＰＳＬ型喷射式熟料细碎机（也叫ＰＳＬ型喷射式破碎机）在广大水泥企业得到了极为广泛的应用。与中小型球磨机匹配后，可大幅度降低入磨物料粒度（３～５毫米粉状物料占８０％以上），提高磨机产量，降低粉磨能耗，改善水泥成品质量，特别是提高水泥细度（比表面积可大于３５０平方米／千克），提高早期强度，适应水泥新标准的要求。由于ＰＳＬ型喷射式熟料细碎机是利用“离心解理破碎”原理设计运行的，空心叶轮转速达２０００～３０００。因此，对叶轮、反击衬板、喷射口衬板的冲击韧性、硬度、耐磨性等要求很高。
传统材质有高锰钢、高铬铸铁等。高锰钢材质耐磨性提高倍数不理想、重量重、强度和冲击韧性普遍较低，在工作时不能充分加工硬化，因而磨损较快。高铬铸铁由于脆性大，不能承受太大冲击，因而也不能应用在高速冲击的场合。组合高耐磨合金钢是我们新研制成功的新型耐磨材料，已广泛应用于高效防尘ＰＳＬ型喷射式熟料细碎机上。
一、高耐磨合金钢的性能组成
１．化学组合成分
组合高耐磨合金钢的化学成分范围为：碳占２．０％～２．５％，铬占４．０％～８．０％，锰占０．２％～０．５％，硅占０．３％～０．８％，钒占１０％～１５％，钼占２．８％～３．０％。通常讲，组合高耐磨合金钢与高铬铸铁相比，碳减少１．０％左右，铬减少１０％～１２％，锰减少０．３％～０．５％，而大大提高了钒的含量。
２．冲击韧性
利用２０×２０×１１０毫米试样在摆锤式冲击试验机上测试，冲击韧性达１５焦／平方米左右，而高铬铸铁只有７焦／平方米在右。因此组合高耐磨合金钢的冲击韧性比高铬铸铁高５０％以上，适合在喷射式熟料细碎机中应用。
３．硬度
利用冲击韧性后的２０×２０×１１０毫米试样在ＨＲ－１５０Ｒ型洛氏硬度计上测定，洛氏硬度达６５，高铬铸铁为６０ＨＲＣ左右。因此，组合高耐磨合金钢在淬火后的洛氏硬度与高铬铸铁相近或略高。
４．耐磨性
利用１０×１０×３０毫米冲击韧性后的试样在ＭＬＤ－１０型动载荷冲击磨损试验机上进行耐磨试验。若将高铬铸铁的相对耐磨性定为１，试验得出组合高耐磨合金钢的相对耐磨性在３左右。因此，组合高耐磨合金钢适合应用在喷射式熟料细碎机上。
二、ＰＳＬ型喷射式熟料细碎机对耐磨材料质量的要求
高效防尘ＰＳＬ型喷射式熟料细碎机其破碎原理不同于传统破碎机（如鄂破、锤破、反击破、辊压机、圆锥破等）依靠挤压、冲击、磨削等机械外力的作用使物料破碎细化。它是利用“离心解理破碎”原理，具体讲就是利用动量定理ｍ（Ｖ－Ｖ）＝Ｆｔ原理，物料在本产品空心叶轮的高速旋转下，沿叶轮通道运动并从叶轮喷射口以４５米／秒～７０米／秒的高速喷出。物料得到极大动能，喷入破碎腔后与破碎腔内侧的反击板撞击，实现一次破碎。破碎后的物料经反击板反射，再与来自喷射口的物料撞击、摩擦，实现多次撞击、破碎，直到物料不能提供再破碎所需要的能量（由于颗粒质量和运动速度的下降），最后得到细碎和粉化的成品。此过程归纳为喷射、解理、破碎。在此破碎过程中，以物料间多次相互撞击、摩擦（即“料打料”）占主导地位，因此该机原理上的创新解决了传统破碎机磨损件费用高、维修量大、易损件多和运转率低等诸多不足。但是由于物料的高速运动，该机的空心叶轮，反击衬板，特别是喷射口衬板也存在磨损快的问题，如果不科学地选择好材质，就不能充分发挥该机的优越性。
分析一下，便可得出ＰＳＬ型喷射式熟料细碎机的磨损属低应力高速冲击磨损。我们做过实验，高锰钢使用前表面硬度在ＨＢ２００～２２０，工作后工作面硬度在ＨＢ２３０～３００范围内波动，这说明高锰钢并没有充分加工硬化，因而磨损较快。高铬铸铁的金相组织为碳化物（主要是ＣｒＣ）和金属基体（主要是马氏体）。ＣｒＣ型碳化物是六角形杆状及板条状分布，硬度ＨＶ１３００－１８００，马氏体硬度为ＨＶ５００－１０００。在破碎水泥熟料时，由于基体硬度比碳化物低，易磨损，使碳化物凸现出来，凸现出来的碳化物被熟料划伤、击碎、脱落，失去基体的保护作用。因此，进一步提高材质耐磨性的主要途径是：１．提高碳化物的硬度，减少划伤；２．改善碳化物形态，使之由条块状向球化状发展，以降低被击碎的可能；３．改善碳化物分布，使之由断续网状变为弥散分布，减少对基体的割裂与削弱作用；４．提高基体硬度，以增强其抵抗低应力高速冲击磨损的能力。
经反复测试，组合高耐磨合金钢中的碳化物硬度达ＨＶ２６００，呈近似球状，且高度弥散分布，既减少了碳化物被划伤、击碎的可能性，又保护了基体，提高了材料的耐磨性。因此，组合高耐磨合金钢完全适用于高效防尘ＰＳＬ型喷射式熟料细碎机上。
三、应用举例
江苏远东水泥有限公司直径２．２×６．５米水泥磨配上ＰＳＬ７０喷射式熟料细碎机后（同时配套了我公司生产的ＫＸ６００高细转子式选粉机），产量由原来的１１吨／小时，提高到１８～２０吨／小时，水泥比表面积由原来的２９０平方米／千克提高到３２０平方米／千克。该公司自２００１年７月份使用该设备，目前已达４个月的时间，累计破碎物料近４０００吨，叶轮和反击衬板无明显磨损，喷射口衬板从未更换过。彻底避免了传统破碎机１０～１５天就要调整一下锤头的缺点。
哈尔滨拉林水泥厂自２０００年５月使用了一台ＰＳＬ７０喷射式熟料细碎机后，叶轮和反击衬板没有换过，喷射口衬板也只换过３次，花了约７０００元，累计破碎物料１２万吨，节电达３０万元。
传统材质有高锰钢、高铬铸铁等。高锰钢材质耐磨性提高倍数不理想、重量重、强度和冲击韧性普遍较低，在工作时不能充分加工硬化，因而磨损较快。高铬铸铁由于脆性大，不能承受太大冲击，因而也不能应用在高速冲击的场合。组合高耐磨合金钢是我们新研制成功的新型耐磨材料，已广泛应用于高效防尘ＰＳＬ型喷射式熟料细碎机上。
一、高耐磨合金钢的性能组成
１．化学组合成分
组合高耐磨合金钢的化学成分范围为：碳占２．０％～２．５％，铬占４．０％～８．０％，锰占０．２％～０．５％，硅占０．３％～０．８％，钒占１０％～１５％，钼占２．８％～３．０％。通常讲，组合高耐磨合金钢与高铬铸铁相比，碳减少１．０％左右，铬减少１０％～１２％，锰减少０．３％～０．５％，而大大提高了钒的含量。
２．冲击韧性
利用２０×２０×１１０毫米试样在摆锤式冲击试验机上测试，冲击韧性达１５焦／平方米左右，而高铬铸铁只有７焦／平方米在右。因此组合高耐磨合金钢的冲击韧性比高铬铸铁高５０％以上，适合在喷射式熟料细碎机中应用。
３．硬度
利用冲击韧性后的２０×２０×１１０毫米试样在ＨＲ－１５０Ｒ型洛氏硬度计上测定，洛氏硬度达６５，高铬铸铁为６０ＨＲＣ左右。因此，组合高耐磨合金钢在淬火后的洛氏硬度与高铬铸铁相近或略高。
４．耐磨性
利用１０×１０×３０毫米冲击韧性后的试样在ＭＬＤ－１０型动载荷冲击磨损试验机上进行耐磨试验。若将高铬铸铁的相对耐磨性定为１，试验得出组合高耐磨合金钢的相对耐磨性在３左右。因此，组合高耐磨合金钢适合应用在喷射式熟料细碎机上。
二、ＰＳＬ型喷射式熟料细碎机对耐磨材料质量的要求
高效防尘ＰＳＬ型喷射式熟料细碎机其破碎原理不同于传统破碎机（如鄂破、锤破、反击破、辊压机、圆锥破等）依靠挤压、冲击、磨削等机械外力的作用使物料破碎细化。它是利用“离心解理破碎”原理，具体讲就是利用动量定理ｍ（Ｖ－Ｖ）＝Ｆｔ原理，物料在本产品空心叶轮的高速旋转下，沿叶轮通道运动并从叶轮喷射口以４５米／秒～７０米／秒的高速喷出。物料得到极大动能，喷入破碎腔后与破碎腔内侧的反击板撞击，实现一次破碎。破碎后的物料经反击板反射，再与来自喷射口的物料撞击、摩擦，实现多次撞击、破碎，直到物料不能提供再破碎所需要的能量（由于颗粒质量和运动速度的下降），最后得到细碎和粉化的成品。此过程归纳为喷射、解理、破碎。在此破碎过程中，以物料间多次相互撞击、摩擦（即“料打料”）占主导地位，因此该机原理上的创新解决了传统破碎机磨损件费用高、维修量大、易损件多和运转率低等诸多不足。但是由于物料的高速运动，该机的空心叶轮，反击衬板，特别是喷射口衬板也存在磨损快的问题，如果不科学地选择好材质，就不能充分发挥该机的优越性。
分析一下，便可得出ＰＳＬ型喷射式熟料细碎机的磨损属低应力高速冲击磨损。我们做过实验，高锰钢使用前表面硬度在ＨＢ２００～２２０，工作后工作面硬度在ＨＢ２３０～３００范围内波动，这说明高锰钢并没有充分加工硬化，因而磨损较快。高铬铸铁的金相组织为碳化物（主要是ＣｒＣ）和金属基体（主要是马氏体）。ＣｒＣ型碳化物是六角形杆状及板条状分布，硬度ＨＶ１３００－１８００，马氏体硬度为ＨＶ５００－１０００。在破碎水泥熟料时，由于基体硬度比碳化物低，易磨损，使碳化物凸现出来，凸现出来的碳化物被熟料划伤、击碎、脱落，失去基体的保护作用。因此，进一步提高材质耐磨性的主要途径是：１．提高碳化物的硬度，减少划伤；２．改善碳化物形态，使之由条块状向球化状发展，以降低被击碎的可能；３．改善碳化物分布，使之由断续网状变为弥散分布，减少对基体的割裂与削弱作用；４．提高基体硬度，以增强其抵抗低应力高速冲击磨损的能力。
经反复测试，组合高耐磨合金钢中的碳化物硬度达ＨＶ２６００，呈近似球状，且高度弥散分布，既减少了碳化物被划伤、击碎的可能性，又保护了基体，提高了材料的耐磨性。因此，组合高耐磨合金钢完全适用于高效防尘ＰＳＬ型喷射式熟料细碎机上。
三、应用举例
江苏远东水泥有限公司直径２．２×６．５米水泥磨配上ＰＳＬ７０喷射式熟料细碎机后（同时配套了我公司生产的ＫＸ６００高细转子式选粉机），产量由原来的１１吨／小时，提高到１８～２０吨／小时，水泥比表面积由原来的２９０平方米／千克提高到３２０平方米／千克。该公司自２００１年７月份使用该设备，目前已达４个月的时间，累计破碎物料近４０００吨，叶轮和反击衬板无明显磨损，喷射口衬板从未更换过。彻底避免了传统破碎机１０～１５天就要调整一下锤头的缺点。
哈尔滨拉林水泥厂自２０００年５月使用了一台ＰＳＬ７０喷射式熟料细碎机后，叶轮和反击衬板没有换过，喷射口衬板也只换过３次，花了约７０００元，累计破碎物料１２万吨，节电达３０万元。
