Анализ износа футеровки конусной дробилки на медном руднике

С учетом условий работы Медного рудника выполнен анализ износа конусной дробилки. Анализ СЭМ показал, что бурение, резка и выдавливание (удар) руды, в результате которых образовались шурфы, были доминирующим средством износа, а усталостное выкрашивание, вызванное низкочастотной усталостью, было одним из средств разрушения изнашивания. Следовательно, материалы футеровки должны иметь как очень высокую поверхность, чтобы выдерживать бурение и резку руды, так и очень высокую прочность и ударную вязкость, чтобы выдерживать низкочастотную усталость и ударную нагрузку. Поэтому было выбрано высокомарганцовистое легирование стали для увеличения предварительной твердости и скорости упрочнения гильзы. Между тем улучшение металлургических литейных и термических свойств высокомарганцовистой стали также не могло не учитываться.

Наш клиент, медный рудник Dexing, крупнейший медный рудник в Азии. Он имеет более 30 комплектов конусных дробилок, поэтому каждый год требуется большое количество изнашиваемых деталей конусной дробилки. У него много поставщиков изнашиваемых деталей дробилок, однако качество этих деталей нестабильно. Таким образом, наш литейный завод помог выявить износ футеровки конусной дробилки и увеличить срок ее службы.

Рабочее состояние

Руда медного рудника Дэксинг может быть разделена на порфировую и филлитовую руду в зависимости от типа породы рудного тела. Соотношение объемов руды 1:3. В горнорудном районе имеются три промышленных типа окисленных руд, смешанных руд и первичных сульфидных руд. Сульфидная руда является основным типом и составляет более 99% массы.
Твердость медной руды Dexing обычно составляет f = 5-8, что относится к руде средней твердости. Средняя прочность на сжатие руды филлитового типа составляет 84,8 МПа, а средняя прочность на сжатие руды гранодиоритового типа — 109,2 МПа.

Выборка

Ключевым этапом анализа износа является анализ морфологии поверхности износа, поэтому образец должен быть взят со свежей поверхности износа. Подвижный конус (лайнер), который мы взяли на пробу, был только что снят с конусной дробилки и отправлен в прошлое.
Сломанная футеровка конусной дробилки разрезается кислородно-ацетиленовым пламенем на большие образцы, и сверху вниз отбираются 4 образца. Размер образца должен быть таким, чтобы на место отбора не воздействовало тепло. Затем, в процессе резки проволоки, извлеките образец из центра большого образца для сканирующего электронного микроскопа, чтобы наблюдать морфологию износа. Размер образца составляет около 10 мм × 10 мм × 10 мм, и один образец берется для измерения изменения микротвердости от поверхности внутрь.
Наблюдение за образцом проводили на сканирующем электронном микроскопе С-2700. Перед исследованием под электронным микроскопом образцы очищали ультразвуковыми волнами.

Морфология износа и механизм износа

Абразивный износ трех тел образуется между кожухом конусной дробилки, подбарабаньем конусной дробилки и измельченной рудой, а поверхность футеровки находится в сложном напряженном состоянии.
Под действием огромных пружинных сжимающих напряжений руда создает огромные сжимающие напряжения на локальной поверхности футеровочной плиты, и в то же время подвижный конус одновременно создает высокое касательное напряжение. Эти два действия действуют одновременно, что вызывает долбление, резку и выдавливание футеровочной плиты.

На первом рисунке «Морфология износа после выхода из строя футеровки конусной дробилки в 100 раз» показано, что моторизованная футеровочная плита конусного дробления совершает эксцентричное вращательное движение. Когда он отклоняется к неподвижной плите футеровки, он оказывает огромную ударную нагрузку на разбитую руду, в результате чего плита футеровки сжимается и пластически деформируется. В случае повторной многократной пластической деформации футеровка образует многочисленные ямки сжатия (удара), проверьте «Морфологию износа после выхода из строя футеровки конусной дробилки x500».

В то же время руда, несущая огромную нагрузку, будет подвергать футеровочную плиту напряжению сжатия и сдвигу. Напряжение сжатия вызывает пластическую деформацию подвижной втулки. В случае многократного многократного пластического деформирования на поверхности футеровки образуются многочисленные выдавливающие (ударные) ямки, подобные следующим рисункам «Выдавливающие (ударные) ямки на поверхности износа футеровки конусной дробилки». В то же время на дне экструзионной ямы после многократного выдавливания происходит деформационное упрочнение и исчерпание пластичности с образованием хрупкого разрушения. Его внешний вид «Морфология хрупкого разрушения на дне карьера»

Дальнейшие наблюдения показали, что руда продавливала поверхность хвостовика под действием огромного дробящего напряжения. Поскольку руда имеет низкое значение твердости по Платтсу f, значение f фактически отражает прочность руды на сжатие, f=R/100, R означает прочность на сжатие. Следовательно, прочность руды на сжатие низкая, прочность на разрыв также низкая, и ее легко сломать. После разрыва руда выдавливается на дно карьера за счет меньшей твердости крепи, см. следующий рисунок:

В то же время при вращении подвижного конуса между рудой и хвостовиком возникает касательное напряжение. Скользящая руда и выдавленная на дне карьера руда разрезают и разрезают поверхность крепи.

Поэтому в реальной работе футеровки конусной дробилки одновременно возникают режущие, режущие и вдавливающие (ударные) ямки различных форм износа. Что касается пропорции трех типов износа, то она связана не только с силой и размером руды, но и со значением твердости Платтса f, отражающей прочность руды на сжатие.

Следует отметить, что конусная дробилка имеет большое усилие дробления и высокую скорость вращения. Под действием огромных сжимающих и сдвигающих давлений вагонка подвергается периодическим контактно-усталостным нагрузкам. В подповерхностном слое могут легко возникать усталостные трещины, приводящие к усталостному выкрашиванию. Отслаивание также является одним из факторов износа футеровки дробилки.

Таким образом, механизм износа футеровки конусной дробилки представляет собой сосуществование режущего износа, пластического износа и усталостного износа. При разных условиях работы, особенно при разном значении F твердости руды, пропорции трех механизмов износа различны.

Упрочнение поверхности футеровки конусной дробилки

Поскольку материал образца футеровки конусной дробилки (футеровочной плиты) представляет собой сталь с высоким содержанием марганца, футеровочная плита подвергается огромной ударной нагрузке во время работы конусной дробилки, так что она имеет хороший эффект упрочнения.

Твердость футеровки конусной дробилки

Из результатов испытаний в таблице видно, что футеровка конусной дробилки подвергается огромной ударной нагрузке в измельченной руде. Твердость Hv поверхности гильзы может достигать 500 и более, но глубина упрочнения не превышает 2 мм.
Следовательно, футеровка должна иметь хорошую ударную вязкость и достаточную прочность, чтобы противостоять огромной ударной нагрузке и вызывать выкрашивание.
Значения поверхностного упрочнения разных частей одной и той же облицовочной плиты различны, что показывает, что разные части облицовочной плиты имеют разные напряжения и разные размеры руды.
На верхнюю часть движущейся облицовочной доски воздействует крупная руда, поэтому показатель упрочнения самый высокий; в то время как в нижней части движущейся плиты футеровки руда была разрушена, и ее значение поверхностного упрочнения низкое.

Выбор материалов

Согласно приведенному выше анализу морфологии износа и механизма износа, футеровке конусной дробилки требуется не только высокая твердость поверхности, чтобы противостоять долблению и резанию руды, но также требуется высокая прочность и ударная вязкость для повышения устойчивости к огромным ударным нагрузкам и способность к малоцикловой усталости, не будет ломать и ломать. Таким образом, основным требованием к выбору материала футеровки конусной дробилки является максимально возможное увеличение твердости поверхности и улучшение ее стойкости к износу при резании, при этом гарантируя, что футеровка не растрескивается. Благодаря высокой пластичности и ударной вязкости стали с высоким содержанием марганца, а также непревзойденной способности других износостойких материалов к деформационному упрочнению, сталь с высоким содержанием марганца по-прежнему является предпочтительным материалом для футеровки конусных дробилок. Однако по мере того, как мощность дробилки продолжает увеличиваться, коэффициент дробления увеличивается, а качество руды продолжает снижаться, особенно медный рудник Дексинг представляет собой бедную руду, и для стали с высоким содержанием марганца, как правило, трудно удовлетворить производственные требования. Следовательно, необходимо увеличить начальную твердость высокомарганцовистой стали и увеличить скорость ее деформационного упрочнения с целью лучшего проявления присущих высокомарганцевой стали характеристик и обеспечения надлежащей пластичности и ударной вязкости высокомарганцовистой стали. . Исходя из этого, исходя из состава обычной высокомарганцовистой стали, рассматриваем легирующую обработку для повышения прочности и твердости высокомарганцовистой стали и равномерного распределения значительного количества массовых точек высокой твердости на основе аустенита для улучшения изношенной формы лайнер, замедлить скорость износа. Однако введение легирующих элементов в высокомарганцевые стали благотворно влияет на повышение прочности и твердости, но неизбежно ведет к снижению пластичности и ударной вязкости. Следовательно, количество легирующих элементов должно быть добавлено, чтобы избежать чрезмерного снижения пластичности и ударной вязкости и привести к фрагментации. Поэтому наш литейный завод предлагает использовать марганцевую сталь CrMoVTiRe для литья футеровки конусной дробилки.

Результаты испытаний показывают, что начальная твердость высокомарганцовистой стали CrMoV TiRe может достигать примерно HB 260, что способствует повышению стойкости к износу при резании.
Однако добавка легирующих элементов, особенно добавка карбидообразующих элементов, неизбежно приведет к увеличению количества нерастворенных карбидов, что в определенной степени снизит пластичность и ударную вязкость по сравнению с обычными высокомарганцевыми сталями.
Придавая большое значение легированию высокомарганцевых сталей, нельзя пренебрегать улучшением металлургического качества, особенно уменьшением количества фосфора и включений. Это экономичный и удобный способ увеличить срок службы футеровок из высокомарганцовистой стали. Во время обработки на гидроизоляцию параметры процесса термообработки, такие как температура гидроизоляции, время на входе и выходе воды, а также температура воды, должны строго контролироваться, чтобы количество нерастворенных карбидов и осажденных карбидов контролировалось в пределах диапазона, установленного национальными стандартами.

Следует отметить, что, обращая внимание на материал футеровки конусной дробилки, нельзя игнорировать постановку процесса литья. Толщина стенки футеровки конусной дробилки большая, а максимальная толщина стенки футеровки из мелкого дробления может достигать 200 мм. При использовании обычного литья в песчаные формы скорость охлаждения медленнее, а температура литья строго не контролируется. Грубый. Из-за грубой зернистости при увеличении в 100 раз наблюдается только одно зерно, поэтому оно увеличивается только в 50 раз, поэтому его нельзя оценить в соответствии с национальным стандартом GB6394. Измельчение зерна поможет увеличить срок службы вкладыша.
Поэтому в процессе литья рекомендуется использовать металлический формовочный песок и снизить температуру заливки, что поможет улучшить зернистость футеровочной плиты из высокомарганцовистой стали.

Mr. Nick Sun     [email protected]