Analýza selhání opotřebení vložky kuželového drtiče v měděném dole

S ohledem na pracovní podmínky Měděného dolu byla provedena analýza opotřebení kuželového drtiče. Analýza SEM ukázala, že vrtání, řezání a mačkání (narážení) rudy, které vedlo k důlkům, byly dominujícími prostředky opotřebení a únavové odlupování způsobené nízkofrekvenční únavou bylo jedním z prostředků selhání opotřebení. Proto by mělo být požadováno, aby materiály vložky měly jak velmi vysoký povrch, aby odolal vrtání a řezání rudy, tak velmi vysokou pevnost a houževnatost, aby odolávaly nízkofrekvenční únavě a rázovému zatížení. Proto bylo zvoleno legování oceli s vysokým obsahem manganu, aby se zvýšila předběžná tvrdost a rychlost mechanického zpevnění vložky. Mezitím bylo také zlepšení kvality metalurgické slévárny a tepelného zpracování oceli s vysokým obsahem manganu faktorem, který nebylo možné ignorovat.

Náš zákazník, měděný důl Dexing, který je největším měděným dolem v Asii. Má více než 30 sad kuželových drtičů, takže každý rok potřebuje velké množství opotřebitelných dílů kuželových drtičů. Má mnoho dodavatelů opotřebitelných dílů pro drtiče, avšak kvalita těchto dílů není stabilní. Naše slévárna jí proto pomohla najít poruchu opotřebení vložek kuželového drtiče a prodloužit její životnost.

Pracovní podmínky

Rudu v měděném dole Dexing lze rozdělit podle typu horniny rudního tělesa na rudu porfyrového a fylitového typu. Poměr objemu rudy je 1:3. V dobývacím prostoru se nacházejí tři průmyslové druhy oxidované rudy, smíšené rudy a primární sulfidové rudy. Sulfidová ruda je hlavním typem a tvoří více než 99 % hmoty.
Tvrdost měděné rudy Dexing se obecně pohybuje mezi f = 5-8, což patří mezi středně tvrdé rudy. Průměrná pevnost v tlaku rudy fylitového typu je 84,8 MPa a průměrná pevnost v tlaku rudy granodioritového typu je 109,2 MPa.

Vzorkování

Klíčovým krokem analýzy selhání opotřebení je analýza morfologie otěrového povrchu, takže vzorek musí být odebrán z čerstvého otěrového povrchu úlomků opotřebení. Pohyblivý kužel (vložka), který jsme odebrali, byl právě odstraněn z kuželového drtiče a odeslán zpět v čase.
Rozbitá vložka kuželového drtiče se rozřeže na velké vzorky kyslíko-acetylenovým plamenem a odeberou se 4 vzorky shora dolů. Velikost vzorku by měla být taková, aby místo odběru nebylo ovlivněno teplem. Poté pomocí procesu řezání drátem vyjměte vzorek ze středu velkého vzorku pro rastrovací elektronový mikroskop, abyste mohli pozorovat morfologii opotřebení. Velikost vzorku je asi 10 mm × 10 mm × 10 mm a jeden vzorek se odebere pro měření změny mikrotvrdosti od povrchu směrem dovnitř.
Pozorování vzorku bylo provedeno na rastrovacím elektronovém mikroskopu S-2700. Před pozorováním elektronovým mikroskopem byly vzorky očištěny ultrazvukovými vlnami.

Morfologie opotřebení a mechanismus opotřebení

Třítělové abrazivní opotřebení se tvoří mezi pláštěm kuželového drtiče, konkávním kuželovým drtičem a mletou rudou a povrch vložky je ve stavu komplexního napětí.
Působením obrovského pružinového tlakového napětí ruda generuje obrovské tlakové napětí na lokálním povrchu obkladové desky a současně pohybující se kužel vytváří vysoké smykové napětí. Oba působí současně, což způsobuje sekání, řezání a vytlačování obkladové desky.

Z prvního obrázku „Morfologie opotřebení po selhání vložek kuželového drtiče x100“, motorizovaná vyložení kuželového drtiče vykonává excentrický rotační pohyb. Když je vychýlena k pevné pažící desce, způsobí to velké rázové zatížení rozbité rudy, což způsobí stlačení a plastickou deformaci výstelkové desky. V případě opakované opakované plastické deformace tvoří vložka četné stlačovací (nárazové) důlky, zkontrolujte „Morfologii opotřebení po selhání vložek kuželového drtiče x500“.

Přitom ruda nesoucí obrovské zatížení vystaví obkladovou desku tlakovému a smykovému napětí. Tlakové napětí způsobuje plastickou deformaci pohyblivé vložky. V případě opakované opakované plastické deformace se na povrchu vložky tvoří četné stlačovací (nárazové) jámy, jako jsou následující obrázky „Stlačovací (nárazové) jámy na opotřebitelné ploše vložky kuželového drtiče“. Zároveň na dně vytlačovací jámy dochází po opakovaném vytlačování k deformačnímu zpevnění a vyčerpání plasticity za vzniku křehkého lomu. Jeho vzhled „Morfologie křehkého lomu na dně jámy“

Další pozorování odhalila, že ruda stlačovala povrch vložky pod vlivem obrovského drtícího napětí. Protože ruda má nízkou hodnotu tvrdosti podle Plattsa, hodnota f ve skutečnosti odráží pevnost rudy v tlaku, f=R/100, R znamená pevnost v tlaku. Proto je pevnost rudy v tlaku nízká, pevnost v lomu je rovněž nízká a snadno se láme. Po přetržení rudy dochází z důvodu nižší tvrdosti vyzdívky ke dnu jámy, viz následující obrázek:

Současně, když se pohybující se kužel otáčí, vzniká mezi rudou a vložkou smykové napětí. Klouzavá ruda a ruda vylisovaná na dně jámy řežou a rozřezávají povrch ostění.

Proto při vlastním provozu obložení kuželového drtiče současně dochází k řezným, řezným a lisovacím (nárazovým) jámám Různé formy opotřebení. Pokud jde o podíl těchto tří typů opotřebení, nesouvisí pouze se silou a velikostí rudy, ale také s hodnotou Plattsovy tvrdosti f, která odráží pevnost rudy v tlaku.

Je třeba zdůraznit, že kuželový drtič má velkou drtící sílu a vysokou rychlost otáčení. Při působení velkého tlaku a smykového tlaku je obkladová deska vystavena periodickému kontaktnímu únavovému zatížení. Na podpovrchové vrstvě mohou snadno vzniknout únavové trhliny, které mají za následek únavové odlupování. Odlupování je také jedním z faktorů selhání opotřebení vložky drtiče.

Stručně řečeno, mechanismus opotřebení obložení kuželového drtiče je koexistence opotřebení řezáním, opotřebení plastů a opotřebení únavou. Při různých pracovních podmínkách, zejména při různé hodnotě F tvrdosti rudy, jsou poměry tří mechanismů opotřebení různé.

Cone Crusher Liner zpevnění povrchu

Protože materiál vzorkované vložky kuželového drtiče (obložkové desky) je ocel s vysokým obsahem manganu, je vyrovnávací deska během provozu kuželového drtiče vystavena velkému rázovému zatížení, takže má dobrý účinek zpevnění.

Tvrdost vložky kuželového drtiče

Z tabulkových výsledků testů je vidět, že vložka kuželového drtiče je vystavena velkému rázovému zatížení drcené rudy. Tvrdost Hv povrchu vložky může být až 500 nebo více, ale hloubka kalení je pouze do 2 mm.
Proto je požadováno, aby vložka měla dobrou houževnatost a dostatečnou pevnost, aby odolala velkému rázovému zatížení a způsobila vylamování.
Hodnoty povrchového zpevnění různých částí téže obkladové desky jsou různé, což ukazuje, že různé části obkladové desky mají různá napětí a různé velikosti rudy.
Horní část pohyblivé obkladové desky je zasažena velkou rudou, takže hodnota vytvrzení je nejvyšší; zatímco ve spodní části pohyblivé obkladové desky byla ruda rozbita a její hodnota povrchového zpevnění je nízká.

Výběr Materiálů

Podle výše uvedené analýzy morfologie opotřebení a mechanismu opotřebení vyžaduje obložení kuželového drtiče nejen vysokou tvrdost povrchu, aby odolala sekání a řezání rudy, ale také vyžaduje vysokou pevnost a houževnatost, aby se zlepšila odolnost proti velkému rázovému zatížení a schopnost únavy při nízkém cyklu, nebude zlomit a zlomit. Základním požadavkem pro výběr materiálu vložky kuželového drtiče je proto maximální zvýšení povrchové tvrdosti a zlepšení její odolnosti proti opotřebení řezem při zajištění toho, že vložka nepraská. Vzhledem k vysoké plasticitě a houževnatosti oceli s vysokým obsahem manganu a bezkonkurenční vysoké schopnosti mechanického zpevnění jiných materiálů odolných proti opotřebení je vysoce manganová ocel stále materiálem volby pro obložení kuželových drtičů. Jak se však výkon drtiče stále zvyšuje, zvyšuje se poměr drcení a kvalita rudy se dále snižuje, zejména měděný důl Dexing je chudá ruda a pro ocel s vysokým obsahem manganu je obecně obtížné splnit požadavky výroby. Proto je nutné zvýšit počáteční tvrdost oceli s vysokým obsahem manganu a zvýšit rychlost jejího mechanického zpevnění za předpokladu lepšího uplatnění inherentních vlastností oceli s vysokým obsahem manganu a zajištění správné plasticity a houževnatosti oceli s vysokým obsahem manganu. . Na základě toho, na základě složení běžné oceli s vysokým obsahem manganu, zvažujeme legovací úpravu pro zlepšení pevnosti a tvrdosti oceli s vysokým obsahem manganu a rovnoměrné rozložení značného počtu bodů hmotnosti s vysokou tvrdostí na bázi austenitu pro zlepšení opotřebované formy oceli. vložka, zpomalte rychlost opotřebení. Přidání legujících prvků do ocelí s vysokým obsahem manganu je prospěšné pro zlepšení pevnosti a tvrdosti, ale nevyhnutelně povede ke snížení plasticity a houževnatosti. Proto musí být množství legujících prvků přidáno, aby se zabránilo nadměrnému snížení plasticity a houževnatosti a vedlo k fragmentaci. Naše slévárna tedy navrhuje používat k odlévání vložek kuželových drtičů manganovou ocel CrMoVTiRe,

Výsledky zkoušek ukazují, že počáteční tvrdost vysokomanganové oceli CrMoV TiRe může dosáhnout přibližně HB 260, což přispívá ke zlepšení odolnosti proti opotřebení řezem.
Přídavek legujících prvků, zejména přídavek karbidotvorných prvků, však nevyhnutelně povede ke zvýšení počtu nerozpuštěných karbidů, což do určité míry sníží plasticitu a houževnatost ve srovnání s běžnými vysokomanganovými oceli.
Zatímco přikládáme důležitost legování vysokomanganových ocelí, nesmíme opomíjet zlepšení metalurgické kvality, zejména snížení množství fosforu a vměstků. Jedná se o ekonomický a pohodlný způsob, jak zlepšit životnost obložení z oceli s vysokým obsahem manganu. Během úpravy houževnatosti vody by měly být parametry procesu tepelného zpracování, jako je teplota úpravy houževnatosti vody, doba vstupu a výstupu vody a teplota vody, přísně kontrolovány tak, aby množství nerozpuštěných karbidů a vysrážených karbidů bylo řízeno v rozsahu předepsaném národními normami.

Mělo by být zdůrazněno, že při věnování pozornosti materiálu vložky kuželového drtiče by neměla být ignorována formulace procesu odlévání. Tloušťka stěny obložení kuželového drtiče je velká a maximální tloušťka stěny jemně drceného obložení může dosáhnout 200 mm. Při použití běžného lití do písku je rychlost chlazení pomalejší a teplota lití není přísně kontrolována. Hrubý. Vzhledem k hrubým zrnům je při 100násobném přiblížení pozorováno pouze jedno zrno, je tedy přiblíženo pouze 50násobně, nelze jej tedy hodnotit podle národního standardu GB6394. Zjemnění zrna pomůže zvýšit životnost vložky.
Proto se v procesu odlévání doporučuje používat písek z kovových forem a snížit teplotu lití, což pomůže zjemnit zrno obložení z vysoce manganové oceli.

Mr. Nick Sun     [email protected]