鐵礦選礦設備(bèi)磨機磨球的磨損主要包括磨料磨(mó)損和(hé)疲勞磨損。
磨料磨損是指外界硬顆粒(lì)或(huò)者對磨表麵上硬突起物在摩擦(cā)過程中引起表麵材料(liào)脫落現象;而疲勞磨損則是指循環應力周期性作用在摩擦表(biǎo)麵上,使表麵(miàn)材料疲勞而(ér)引起材料成微粒脫落的(de)現象。
磨球的(de)磨損失效可以概括為下麵幾種機製:
1、切削和鑿削磨損
鐵礦選(xuǎn)礦設備磨機磨(mó)球在運動上升階段,與鐵礦石間產生相對滑動,或者是滑動兼(jiān)滾動。被磨物料煤(méi)的硬度較低,但仍然可以(yǐ)造成擦傷式磨料磨損,特(tè)別(bié)是煤中(zhōng)含有18%左右的灰分,灰分中含有SiO2、Al2O3等硬的組成物,對表(biǎo)麵可起切削作用,形(xíng)成切屑,在表麵留下溝槽(cáo),造成切削磨損。由於煤中硬組分比較低(dī),因此溝槽隻在磨麵局部地區不均勻分布。硬組分磨粒硬度、尺寸不同,因(yīn)而所形成的溝槽深淺不一,寬窄有異(yì)。此外由於磨球運動形式複雜,切削路徑(jìng)也不同,在相對滑動中發生長程切削,形成較長的磨溝。當有滑動(dòng)兼滾動時,出現短程切削,形成(chéng)較短(duǎn)溝槽。當磨球下落,發生衝擊(jī)時,局部鑿削,形成弧(hú)立的鑿削坑。因而(ér)*後形成微觀磨麵上的縱橫交錯、雜亂分布的切削溝槽和(hé)弧(hú)立的鑿(záo)削坑,對局部軟區則會形成嚴重的切削磨損。
2、變形磨損(sǔn)
磨球與鐵礦相對滑動和衝擊接觸時,除去直接切削和(hé)鑿(záo)削外(wài),當衝擊功很大時不家(jiā)犁溝變(biàn)形和鑿削變形伴隨發生,這種變形是指(zhǐ)表麵的局部塑性流動,金屬將被推擠(jǐ)至溝槽和鑿削凹坑(kēng)外側,在鐵礦重複作(zuò)用、金屬反複變形下,因(yīn)為應變(biàn)疲勞產生裂紋,裂(liè)紋擴展、連接,形成犁屑薄片(piàn),自表麵脫(tuō)落。硬度較高的材料形成變形磨(mó)損作用較小;硬度較低,塑性較大的材料變形磨損的比例較大。
3、疲勞磨損
在鐵礦選礦設備球磨機工作期間,磨(mó)球始終受到衝擊和碰撞,磨(mó)球表麵必要存(cún)在疲勞過(guò)程,根據疲勞剝落的尺寸大小(xiǎo)可區分為宏觀(guān)疲勞剝落和微觀疲勞剝落兩種。在鑄球中(zhōng)(低碳白口和中錳球鐵)兩類疲勞都發生,在鍛磨球(qiú)中,如果鋼材質量不好,也可能出現宏觀疲勞(láo),但主要出現表麵的微觀疲勞剝落。疲勞過程(chéng)包含疲勞裂紋的形成和擴(kuò)展兩個(gè)過程,而(ér)疲勞裂紋的形成取決於應力狀態和材料情況。鑄(zhù)球中冶金質量不好,存在鑄造缺陷(氣孔、縮孔、夾雜等)、缺陷處應力集中容易形成裂紋,在較短的疲勞(láo)周次下可擴展到邊緣,形成宏觀大塊剝落,導致(zhì)表麵失圓。這種宏觀疲勞剝落是鑄磨球中特有的危害性*大的一種磨損方式。微觀(guān)疲勞剝落由磨(mó)麵和(hé)亞表層特征綜合確(què)定,如前所述,是由表層或亞表層的疲勞(láo)裂紋擴展形(xíng)成的淺層剝落,其尺寸較小。疲勞裂紋的形成取決於磨球的受力和應力狀態。磨球在拋(pāo)落運動時,與鐵礦或磨球撞擊,受到衝擊正應力,或在上升運動發生滾動與相對滑動時(shí),受到正壓力和切向力,均可引起赫茲接觸壓力。表(biǎo)層(céng)下*大切應力引起塑性變形和位錯運動(dòng)。使位錯堆積,應力集中(zhōng),從(cóng)而引起脆性相(xiàng)本身(滲碳體相)或脆性(xìng)相(石墨)與基體界麵處的開裂。當組織中(zhōng)不(bú)存(cún)在脆(cuì)性(xìng)第二相時,則(zé)在界(jiè)麵缺陷處產生裂紋。此外還可在亞表(biǎo)層動態恢複區和硬化區交界處形成裂紋。從磨損的機(jī)理來看,無論是鑿磨損、變形磨損或脆性剝落,均出現裂紋的萌生、擴展直至(zhì)材料脫落,因此它們都可(kě)能被視為疲勞磨損。
4、鐵礦選礦設備磨球的脆性剝(bāo)落
鑄鐵磨(mó)球中(zhōng)處於表麵的脆性第二相(滲碳體,石(shí)墨)在磨損中發生開裂、斷裂和剝落,形成較小的剝落坑。脆性剝落可促進微觀疲勞淺層剝落的發生。
以上幾種機理並非同時對磨球(qiú)失(shī)效起(qǐ)主要作用,對不同材(cái)料、不同工況條件起主要作用的(de)磨損機理(lǐ)是不同的,或是起作用的程(chéng)度不同。磨球磨損機理的變化,大約有以下四種情況。
鐵礦選礦設(shè)備磨球大小不同:根據現場使用的情況來看,低碳白口鑄鐵在大型機中有(yǒu)較(jiào)高的破碎率,亞(yà)表層裂紋形(xíng)成更為嚴重,說(shuō)明大磨機中磨球承受衝擊作用(yòng)較大,疲(pí)勞剝落和脆性(xìng)剝落成為主要機理,切削和變形失效機理起次要作用(yòng)。而在較小磨機中,二類機(jī)理發生的比例有所變(biàn)化,磨球(qiú)的磨損(sǔn)失效以切削和變形機理為主要形式(shì)。
磨球材料不(bú)同:如前所述(shù),鑄鐵磨球與鍛鋼磨球磨損機(jī)理不完全相同,鑄鐵磨球中有脆性第二相和鑄造(zào)缺(quē)陷,因而會出現特有的宏觀疲勞剝落和脆性相的(de)剝落機理。此外,微觀疲勞剝(bāo)落由於脆性剝落的加速和脆性相裂紋源的存在(zài),發生(shēng)的程度(dù)也(yě)更為嚴重些(xiē)。而45Mn一類鍛磨球中,除去切削和變形(xíng)外,還有主要的疲勞磨損機理—微觀疲勞存在,但其程度較輕微。
磨料特性不同:廣泛而言(yán),磨料硬度不同,各種機理所起作用不同,對磨煤磨(mó)球,煤(méi)中所含灰分比例不同(tóng),對(duì)切削機理所起作用有影響,煤中灰份比例越大,煤(méi)料硬(yìng)組分越多,則切削作用增大,切削(xuē)磨損更為(wéi)嚴(yán)重。
運動時間不同:運行時間不同,也會引起磨損機理的變化。主要由於磨球內外組織的差別所引起。以中(zhōng)錳球為例,內外(wài)石墨化程度不同(tóng),表層一般石墨化不(bú)足,而有白化發生,表層(céng)較硬,因而磨(mó)損初期,切削輕微,碳化物剝落和微觀疲勞剝落(luò)較為嚴重。而隨著時間的增長,表層磨掉後,出現石墨的剝落和疲勞磨(mó)損,切削作用有所增加。
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