半自磨機(jī)襯板材質(zhì)及應(yīng)用情況分析

陳忠華

（中建材（合肥）粉體科技裝備有限公司 安徽省合肥市 230051）

選礦流程的關(guān)鍵工藝之一就是磨礦，而半自磨工藝由于其流程簡(jiǎn)單，采用半自磨機(jī)的比例呈上升趨勢(shì)[1]。對(duì)半自磨機(jī)而言，給礦粒度大（-300mm）、鋼球直徑大（φ120～φ200mm）、磨機(jī)直徑大（φ5m～φ12m），因此對(duì)襯板的沖擊和磨損很大，礦漿常常是弱酸性或弱堿性，因此在磨料磨損的情況下又伴隨著腐蝕磨損。這就對(duì)半自磨機(jī)襯板提出了更高的綜合性能要求：抗沖擊、抗磨損、抗腐蝕。因此，從不同半自磨機(jī)襯板材質(zhì)的角度來(lái)分析其應(yīng)用情況。

1 奧氏體錳鋼的應(yīng)用

在鑄造耐磨材料中，奧氏體錳鋼由于其單相奧氏體組織或奧氏體組織中含有碳化物，具有較強(qiáng)的加工硬化能力。當(dāng)其表面受到較大沖擊時(shí)，表面產(chǎn)生加工硬化，但是內(nèi)部保持原有的韌性不變，使其具有較好的抗沖擊載荷能力。奧氏體錳鋼的最大特點(diǎn)是韌性極高，不會(huì)斷裂，但是奧氏體錳鋼在半自磨機(jī)應(yīng)用中使用壽命僅2-6月，其主要失效原因是且因屈服強(qiáng)度過低，襯板極易凸起變形而提前失效。

銅陵冬瓜山銅礦φ8.53×3.96m半自磨機(jī)曾試用一套高錳鋼襯板，使用大約一個(gè)月后，斷裂螺栓像子彈一樣射出，原因是襯板凸起變形嚴(yán)重，盡管磨損不大，只能拆卸終止試驗(yàn)。山東黃金集團(tuán)金倉(cāng)礦業(yè)φ4×1.4m半自磨機(jī)，高錳鋼襯板使用兩個(gè)月后凸起變形嚴(yán)重，軸向凸起14mm，環(huán)向凸起42mm，螺栓被拉斷，噴射而出。中建材寧國(guó)新馬鑄造科技有限公司在沙特某選礦廠φ5.5×2.4m半自磨機(jī)曾試用一套ZGMn17Cr2襯板，使用近三個(gè)月后螺栓頻繁斷裂，雖然磨損量不足1/3，只能拆卸更換，凸起變形的襯板見圖1。

圖1 半自磨機(jī)襯板凸起變形

2 中高碳低合金鋼的應(yīng)用情況

耐磨合金鋼在耐磨材料行業(yè)使用較多，其通過優(yōu)化材質(zhì)成分或改善熱處理工藝等，其硬度和韌性的調(diào)整范圍較大，同時(shí)還可以高硬度和高韌性相兼?zhèn)?，在多種磨機(jī)襯板中使用效果良好。中高碳低合金鋼的最大特點(diǎn)是不會(huì)凸起變形。由于韌性比奧氏體錳鋼低太多，為了保證不斷裂，通過特殊的熱處理工藝提高其沖擊韌性（＞60J/cm2）而降低其硬度（HRC33～40）。使用壽命通常高于奧氏體錳鋼。但是，襯板斷裂的情況時(shí)有發(fā)生，而且使用壽命仍不能令用戶滿意。

3 橡膠金屬?gòu)?fù)合襯板的應(yīng)用情況

金屬耐磨材料制作的半自磨機(jī)襯板存在變形、斷裂、使用壽命短的缺陷，橡膠制作的半自磨機(jī)襯板無(wú)法承受大塊礦石和鋼球的強(qiáng)大沖擊力，以及對(duì)橡膠表面的切割和撕裂，襯板的制作材料成為制約半自磨機(jī)推廣應(yīng)用的主要瓶頸和一大世界難題，近幾年出現(xiàn)的橡膠金屬?gòu)?fù)合襯板具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

橡膠金屬?gòu)?fù)合襯板是在橡膠襯板的工作表面上鑲嵌一塊金屬件，鑲嵌的金屬件材質(zhì)有合金鋼和高鉻鑄鐵兩種。利用橡膠的高彈形變，吸收和逸散沖擊能量，保障襯板的安全性；利用金屬件的高硬度和高強(qiáng)度，抵抗物料的切割和鑿削磨損。橡膠金屬?gòu)?fù)合襯板實(shí)現(xiàn)了橡膠襯板與金屬襯板兩者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)和缺陷抵消，徹底解決了半自磨機(jī)襯板的易變形、易斷裂、壽命短的難題。橡膠金屬?gòu)?fù)合襯板的重量?jī)H為金屬襯板的30%～60%，保留了橡膠襯板重量輕、易安裝的優(yōu)勢(shì)。目前進(jìn)料端襯板、出料格子板、筒體提升條襯板等都已成功推廣應(yīng)用。

瑞典SKEGA、加拿大Polycorp、芬蘭Metso等公司都推出了橡膠金屬?gòu)?fù)合襯板，大量成功地應(yīng)用于國(guó)外各種規(guī)格的半自磨機(jī)。2016年3月江西銀山銅礦選礦廠φ7×3.5m半自磨機(jī)安裝了加拿大Polycorp公司提供的橡膠金屬?gòu)?fù)合襯板，運(yùn)行三個(gè)月后檢查，磨礦效率、電耗、磨損狀況等都很理想，預(yù)計(jì)使用壽命可達(dá)10～12個(gè)月。江西耐普礦機(jī)新材料股份有限公司已成功研制出橡膠金屬?gòu)?fù)合襯板，見圖2。目前已成功應(yīng)用于諸多項(xiàng)目，如中信φ12.2×11m自磨機(jī)出料端復(fù)合襯板（出口澳洲）、德興銅礦大山選礦廠SAGφ10.37×5.19m、云南華聯(lián)鋅銦礦業(yè)SAGφ7.5×3.2m、城門山礦業(yè)SAGφ5.5×1.8m等。并且由于橡膠金屬?gòu)?fù)合襯板由于其重量低，使得磨機(jī)載荷低，具有良好的節(jié)電效果[2]。

圖2 橡膠金屬?gòu)?fù)合襯板

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)客戶使用表明，橡膠金屬?gòu)?fù)合襯板可以在半自磨機(jī)的惡劣環(huán)境下使用，處理能力和效率保持原金屬襯板同等水平，有效解決金屬襯板壽命短、重量重、漏漿、頻繁檢修、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題，并且具有良好的節(jié)電效果。