تحليل فشل تآكل بطانة الكسارة المخروطية في منجم النحاس

نظرًا لظروف العمل في منجم النحاس ، تم إجراء تحليل فشل التآكل للكسارة المخروطية. أظهر تحليل SEM أن الحفر والقطع والضغط (الصدم) للخام الذي نتج عنه حفر كانت وسائل التآكل السائدة وأن تشظية التعب الناجم عن إجهاد التردد المنخفض كان أحد وسائل فشل التآكل. لذلك ، يجب أن يكون لمواد البطانة سطح مرتفع جدًا لمقاومة الحفر وقطع الركاز وقوة وصلابة عالية جدًا لمقاومة إجهاد التردد المنخفض وحمل الصدمات. لذلك ، تم اختيار صناعة السبائك الفولاذية ذات المنغنيز العالي لزيادة الصلابة الأولية ومعدل تصلب العمل للبطانة. وفي الوقت نفسه ، فإن تحسين مسبك المعادن وخصائص المعالجة الحرارية لصلب المنغنيز العالي كان أيضًا عاملاً لا يمكن تجاهله.

عميلنا ، منجم Dexing للنحاس ، وهو أكبر منجم للنحاس في آسيا. لديها أكثر من 30 مجموعة من الكسارات المخروطية ، لذلك تحتاج إلى عدد كبير من أجزاء التآكل من الكسارة المخروطية كل عام. لديها العديد من موردي قطع غيار الكسارة ، ومع ذلك ، فإن جودة هذه الأجزاء غير مستقرة. لذلك ، فإن مسبكنا قد ساعده في العثور على فشل تآكل بطانات الكسارة المخروطية وتحسين العمر الافتراضي لها.

ظرف العمل

يمكن تقسيم الخام الموجود في Dexing Copper Mine إلى رخام سماقي وخامات من نوع الفيلايت وفقًا لنوع صخور الجسم الخام. نسبة حجم الخام هي 1: 3. في منطقة التعدين ، هناك ثلاثة أنواع صناعية من خام مؤكسد ، خام مختلط ، وخام كبريتيد أولي. خام الكبريتيد هو النوع الرئيسي ويمثل أكثر من 99٪ من الكتلة.
تكون صلابة خام النحاس Dexing بشكل عام بين f = 5-8 ، والتي تنتمي إلى خام متوسط ​​الصلابة. متوسط ​​مقاومة الانضغاط لخام نوع الفيلايت هو 84.8 ميجا باسكال ، ومتوسط ​​مقاومة الانضغاط لخام الجرانوديوريت هو 109.2 ميجا باسكال.

أخذ العينات

تتمثل الخطوة الرئيسية لتحليل فشل التآكل في تحليل شكل سطح التآكل ، لذلك يجب أخذ العينة من سطح التآكل الجديد لحطام التآكل. تم إزالة المخروط المتحرك (البطانة) الذي أخذنا منه للتو من الكسارة المخروطية وشحنه مرة أخرى في الوقت المناسب.
يتم قطع بطانة الكسارة المخروطية المكسورة إلى عينات كبيرة بواسطة لهب الأكسجين والأسيتيلين ، ويتم أخذ 4 عينات من أعلى إلى أسفل. يجب أن يكون حجم العينة بحيث لا يتأثر موقع أخذ العينات بالحرارة. بعد ذلك ، من خلال عملية قطع الأسلاك ، أخرج العينة الموجودة في وسط العينة الكبيرة لمسح المجهر الإلكتروني لمراقبة شكل التآكل. يبلغ حجم العينة حوالي 10 مم × 10 مم × 10 مم ، ويتم أخذ عينة واحدة لقياس التغير في الصلابة الدقيقة من السطح إلى الداخل.
تم إجراء مراقبة العينة على المجهر الإلكتروني الماسح S-2700. قبل الملاحظة بالمجهر الإلكتروني ، تم تنظيف العينات بالموجات فوق الصوتية.

ارتداء آلية التشكل وارتداء

يتكون التآكل الكاشطة ثلاثي الأجسام بين عباءة الكسارة المخروطية ، والكسارة المخروطية المقعرة وخام الأرض ، ويكون سطح البطانة في حالة إجهاد معقدة.
تحت تأثير ضغط الزنبرك الضخم ، يولد الخام ضغطًا انضغاطيًا هائلاً على السطح المحلي للوحة البطانة ، وفي نفس الوقت ، يولد المخروط المتحرك ضغطًا عاليًا للقص في نفس الوقت. يعمل الاثنان في نفس الوقت ، مما يؤدي إلى الإزميل والقطع والبثق لصفيحة البطانة.

من الصورة الأولى "ارتداء مورفولوجيا بعد فشل البطانات المخروطية x100" ، تقوم لوحة البطانة الآلية للتكسير المخروطي بحركة دوران غريب الأطوار. عندما تنحرف إلى لوحة البطانة الثابتة ، فإنها ستعطي حمل تأثير كبير على الخام المكسور ، مما يتسبب في انضغاط لوح البطانة وتشوهه البلاستيكي. في حالة تكرار التشوه البلاستيكي المتكرر ، تشكل البطانة العديد من حفر الضغط (التصادم) ، تحقق من "فشل التآكل بعد فشل بطانات الكسارة المخروطية x500".

في الوقت نفسه ، فإن الحاملة الخام للحمل الضخم ستعرض لوحة البطانة لضغط الضغط وضغط القص. يسبب إجهاد الضغط تشوهًا بلاستيكيًا للبطانة المتحركة. في حالة تكرار التشوه البلاستيكي المتكرر ، يتم تشكيل العديد من حفر الانضغاط (الصدمة) على سطح البطانة ، مثل صور "ضغط (الصدمات) التالية على السطح المتآكل لبطانة الكسارة المخروطية". في نفس الوقت ، في قاع حفرة البثق ، بعد البثق المتكرر ، يحدث تقوية التشوه واستنفاد اللدونة لتشكيل كسر هش. مظهره "مورفولوجيا الكسر الهش في قاع الحفرة"

كشفت المزيد من الملاحظات أن الخام ضغط سطح البطانة تحت تأثير إجهاد التكسير الهائل. نظرًا لأن الخام يحتوي على قيمة f صلابة بلاتس منخفضة ، فإن القيمة f تعكس في الواقع قوة ضغط الخام ، f = R / 100 ، R تعني قوة الانضغاط. لذلك ، فإن قوة ضغط الخام منخفضة ، وقوة الكسر منخفضة أيضًا ، ومن السهل كسرها. بعد تكسر الخام ، يتم ضغطه إلى أسفل الحفرة بسبب قساوة البطانة المنخفضة ، انظر الصورة التالية:

في نفس الوقت ، عندما يدور المخروط المتحرك ، يتولد إجهاد القص بين الركاز والبطانة. يتم ضغط الخام المنزلق والخام في قاع الحفرة وقطع سطح البطانة.

لذلك ، في التشغيل الفعلي لبطانة الكسارة المخروطية ، توجد في نفس الوقت حفر القطع والقطع والضغط (الصدم) أشكال مختلفة من التآكل. أما بالنسبة لنسبة أنواع التآكل الثلاثة ، فهي لا تتعلق فقط بقوة الخام وحجمه ، ولكن أيضًا بقيمة صلابة بلاتس التي تعكس قوة ضغط الخام.

يجب الإشارة إلى أن الكسارة المخروطية لديها قوة تكسير كبيرة وسرعة دوران عالية. تحت تأثير الضغط الهائل وضغط القص ، تتعرض لوحة البطانة لأحمال إجهاد ملامسة دورية. يمكن أن تحدث شقوق التعب بسهولة على الطبقة تحت السطحية ، مما يؤدي إلى تشقق التعب. يعتبر التقشر أيضًا أحد عوامل الفشل في تآكل بطانة الكسارة.

باختصار ، آلية التآكل لبطانة الكسارة المخروطية هي التعايش بين تآكل القطع والتآكل البلاستيكي وتآكل التعب. مع ظروف العمل المختلفة ، وخاصة قيمة F المختلفة لصلابة الخام ، تختلف نسب آليات التآكل الثلاثة.

كسارة مخروطية بطانة تصلب السطح

نظرًا لأن مادة بطانة الكسارة المخروطية التي تم أخذ عينات منها (لوحة البطانة) عبارة عن فولاذ منغنيز عالي ، فإن لوحة البطانة تتعرض لحمل تصادم كبير أثناء تشغيل الكسارة المخروطية ، بحيث يكون لها تأثير تصلب عمل جيد.

مخروط كسارة بطانة صلابة

يمكن أن نرى من نتائج اختبار الجدول أن بطانة الكسارة المخروطية تتعرض لحمل تصادم كبير في خام المسحوق. يمكن أن تصل صلابة Hv لسطح البطانة إلى 500 أو أكثر ، لكن عمق التصلب يكون في حدود 2 مم فقط.
لذلك ، يجب أن تتمتع البطانة بمتانة جيدة وقوة كافية لمقاومة حمل الصدمات الهائل والتسبب في التقطيع.
تختلف قيم تصلب السطح لأجزاء مختلفة من نفس لوح التبطين ، مما يدل على أن الأجزاء المختلفة من لوح البطانة لها ضغوط مختلفة وأحجام مختلفة من الخام.
يتأثر الجزء العلوي من لوح البطانة المتحرك بخام كبير ، وبالتالي فإن قيمة التصلب هي الأعلى ؛ بينما في الجزء السفلي من لوحة البطانة المتحركة ، تم كسر الخام ، وقيمة تصلب سطحه منخفضة.

اختيار المواد

وفقًا للتحليل أعلاه لمورفولوجيا التآكل وآلية التآكل ، فإن بطانة الكسارة المخروطية لا تتطلب فقط صلابة سطح عالية لمقاومة حفر الخام وقطعه ، ولكنها تتطلب أيضًا قوة وصلابة عالية لتحسين المقاومة لأحمال الصدمات الضخمة وقدرة منخفضة على إجهاد الدورة ، لن كسر وكسر. لذلك ، فإن المطلب الأساسي لاختيار المواد لبطانة الكسارة المخروطية هو زيادة صلابة السطح قدر الإمكان وتحسين مقاومته لتآكل القطع مع ضمان عدم تكسر البطانة. نظرًا لللدونة العالية والمتانة لصلب المنغنيز العالي ، وقدرة تصلب العمل العالية التي لا مثيل لها للمواد الأخرى المقاومة للاهتراء ، لا يزال فولاذ المنغنيز العالي المادة المفضلة لبطانات الكسارة المخروطية. ومع ذلك ، مع استمرار زيادة قوة الكسارة ، تزداد نسبة التكسير وتستمر درجة الخام في الانخفاض ، خاصة أن منجم النحاس Dexing عبارة عن خام ضعيف ، ومن الصعب عمومًا على فولاذ المنغنيز العالي تلبية متطلبات الإنتاج. لذلك ، من الضروري زيادة الصلابة الأولية للفولاذ عالي المنغنيز وزيادة معدل صلابة العمل في إطار فرضية ممارسة الخصائص الكامنة في الفولاذ عالي المنغنيز بشكل أفضل والتأكد من أن الفولاذ عالي المنغنيز يتمتع باللدونة والمتانة المناسبة . بناءً على ذلك ، بناءً على تركيبة الفولاذ العادي عالي المنغنيز ، فإننا نأخذ في الاعتبار معالجة السبائك لتحسين قوة وصلابة فولاذ المنغنيز العالي وتوزيع عدد كبير من نقاط الكتلة عالية الصلابة بالتساوي على أساس الأوستينيت لتحسين الشكل البالي من البطانة ، تبطئ من معدل التآكل. ومع ذلك ، فإن إضافة عناصر صناعة السبائك إلى الفولاذ عالي المنغنيز مفيد في تحسين القوة والصلابة ، ولكنه سيؤدي حتماً إلى تقليل اللدونة والصلابة. لذلك ، يجب إضافة كمية عناصر السبائك من أجل تجنب التقليل المفرط من اللدونة والمتانة ويؤدي إلى التفتت. لذا يقترح مسبكنا استخدام فولاذ المنغنيز CrMoVTiRe لصب بطانات الكسارة المخروطية ،

تظهر نتائج الاختبار أن الصلابة الأولية لصلب المنغنيز العالي CrMoV TiRe يمكن أن تصل إلى حوالي HB 260 ، مما يساعد على تحسين مقاومة التآكل الناتج عن القطع.
ومع ذلك ، فإن إضافة عناصر صناعة السبائك ، وخاصة إضافة العناصر المكونة للكربيد ، سيؤدي حتما إلى زيادة عدد الكربيدات غير المنحلة ، مما يقلل من اللدونة والمتانة إلى حد ما مقارنة بالفولاذ العادي عالي المنغنيز.
بينما نولي أهمية لسبائك الفولاذ عالي المنغنيز ، يجب ألا نتجاهل تحسين جودة المعادن ، وخاصة تقليل كمية الفوسفور والشوائب. هذه طريقة اقتصادية ومريحة لتحسين عمر خدمة البطانات الفولاذية عالية المنغنيز. أثناء معالجة صلابة الماء ، يجب التحكم بدقة في معلمات عملية المعالجة الحرارية مثل درجة حرارة معالجة صلابة الماء ، ومدخل المياه ووقت المخرج ، ودرجة حرارة الماء بحيث يتم التحكم في كمية الكربيدات غير المنحلة والكربيدات المترسبة ضمن النطاق المنصوص عليه في المعايير الوطنية.

وتجدر الإشارة إلى أنه مع الانتباه إلى مادة بطانة الكسارة المخروطية ، لا ينبغي تجاهل صياغة عملية الصب. سمك الجدار لبطانة الكسارة المخروطية كبير ، ويمكن أن يصل سمك الجدار الأقصى للبطانة الدقيقة المكسرة إلى 200 مم. إذا تم استخدام صب الرمل العادي ، يكون معدل التبريد أبطأ ، ولا يتم التحكم بدقة في درجة حرارة الصب. خشن. نظرًا للحبوب الخشنة ، يتم ملاحظة حبة واحدة فقط عند التكبير إلى 100 مرة ، لذلك يتم تكبيرها فقط إلى 50 مرة ، لذلك لا يمكن تقييمها وفقًا للمعيار الوطني GB6394. سيساعد صقل الحبوب على زيادة عمر خدمة البطانة.
لذلك ، في عملية الصب ، يوصى باستخدام رمل القالب المعدني وتقليل درجة حرارة الصب ، مما يساعد على صقل حبيبات لوحة البطانة الفولاذية عالية المنغنيز.

Mr. Nick Sun     [email protected]