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组合高耐磨合金钢在喷射式熟料细碎机上的应用我的钢铁

2021-11-29 0人读过

组合高耐磨合金钢在喷射式熟料细碎机上的应用_我的钢铁

    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。

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