[發明專利]水泥工業管磨機用新型襯板結構及其制作方法

有效

• 申請號: 201010271651.6
• 申請日: 2010-09-03
• 公開（公告）號: CN101912804A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 李小如
• 申請（專利權）人: 華智節能(香港)有限公司
• 主分類號: B02C17/22
• 分類號: B02C17/22
• 代理公司: 北京高默克知識產權代理有限公司 11263
• 代理人: 汪振中

技術領域

本發明屬于機械領域，涉及一種工業管磨機，尤其涉及一種水泥工業管磨機用的新型襯板結構及其制作方法。

現有技術

現有水泥工業管磨機內襯板的工作條件是中低壓，中低沖擊力。往復受力失效頻數小于10的7次方，屬低循環疲勞。磨損類型為中低應力擦傷式磨粒磨損。這種工作條件統稱為“小能量、多次重復沖擊”的工作條件。

迄今為止，國內外水泥工業用管磨機的襯板制造都是運用電弧爐、工頻爐等煉鋼設備，經過配料、熔煉，并同時將襯板做出沙型或金屬型，然后澆鑄、出型、熱處理而成的鑄造鋼鐵耐磨材料襯板。其機械物理性能指標為：洛氏硬度HRC在55～60左右；沖擊值α_k在4～8J/cm²；金相組織為馬氏體加碳化物。其碳化物的亞微觀形態為連續網狀，在鋼鐵材料內部起到的作用是微裂紋的破壞作用。網狀碳化物只有在破網的條件下，襯板材料的機械物理性能才會有較大幅度的改善和提高。這也是科技工作者長期奮斗的目標，但至今收效甚微。這也是鋼鐵耐磨材料使用壽命不佳的技術關鍵之一。

因此，現行水泥工業管磨機襯板都采用大鑄造厚度來保證理想的維修周期和合適的使用壽命。

例如：Φ3.8×13m管磨機襯板厚度都在65mm以上，內襯裝置總重量達105T。由于襯板厚，重量大，其在磨筒體內的固定方法只能采用螺栓連接固定，則在筒體上的鉆孔總數可高達1632孔，嚴重削弱了筒體的剛度和強度。根據經濟性維修周期(使用壽命)的需要，襯板厚度應該在65mm左右，每塊襯板的尺寸大致為250×350×60mm，則每塊重量約在44kg左右。這樣的條件下，有人提出以其他方式進行固定的方案，如在上個世紀六十年代曾做過試驗，采用膠粘劑進行鑲砌和粘貼的固定方法。但稍有不慎在安裝時垮落會發生重大人身事故，或運轉時襯板在磨內垮落會發生重大設備事故。

若想減小尺寸來減輕重量，在襯板厚度不減薄的情況下，是無法實現的。隨著磨機的大型化，磨內襯板的尺寸越來越大，就更不適宜用膠黏劑粘貼了。

長期以來水泥工業管磨機鑄造鋼鐵耐磨材料襯板的使用壽命一直沒有重大突破，一直徘徊在7000～10000小時。中國大陸水泥工業每年消耗的管磨機襯板總量就高達30余萬噸。大幅度延長襯板使用壽命，節省鋼材消耗，無論對節能和環保都具有十分重大的經濟意義。

如何減少襯板厚度和重量、增加研磨體填充量、大幅度提高磨機產量；改革襯板固定方式、實現磨筒體無鉆孔或少鉆孔從而增加筒體剛度和強度，保證設備運行可靠等等一直是科技工作者夢寐以求的成果，時至今日仍收效甚微。

隨著粉磨技術的發展，上世紀八十年代預粉磨技術的應用可以大幅度節省能源逐漸被人們認識。在現行水泥工業管磨機的前道逐步安裝擠壓機、立磨、小短磨等預粉磨設備已是大勢所趨。這樣，管磨機的入磨物料粒度已經從原來的25～30mm下降到1mm以下，甚至逐漸下降為150～200m²/kg比表面積。因此，管磨機粉磨的力學性能發生了根本的變化。一言以蔽之，管磨機襯板在粉磨作業中所受到的沖擊力大大下降了。

由此，對管磨機襯板材質的要求不再是：“為了抵御沖擊力不發生斷裂，不但需要良好的抗沖擊韌性α_k值(20～30J/cm²)，同時也很需要有一定的斷面，這個斷面就是襯板厚度。”

鋼鐵耐磨材料的沖擊值α_k和洛氏硬度HRC兩者是不可兼得的。要想提高沖擊值α_k，必須犧牲洛氏硬度HRC；要提高洛氏硬度HRC，必須降低沖擊值α_k。當沖擊值α_k達到20～30J/cm²時其洛氏硬度充其量只能達到40～45的水平，這時為了延長磨耗時間必須有足夠的襯板厚度去滿足經濟性維修周期(使用壽命)的需要。

在具有預粉磨工藝的條件下，后管磨機主要依靠研磨功能進行粉磨。這時管磨機襯板材質只需要有適當沖擊值α_k(4～6J/cm²)的前提下，需要有越高越好的洛氏硬度HRC(最好能達到55～60)來抵御粉磨磨損獲得足夠的使用壽命。這只是在低α_k值時才有可能提高HRC。事實上現行襯板技術的發展是大大滯后的。這也為本發明技術提供了發展空間和機遇。

發明內容

本發明為了提高管磨機襯板材料的機械物理性能，提供一種新的工業管磨機，其重量比現有管磨機大為降低。

本發明高性能新型襯板的制作方法有三種技術方案：

1)金屬襯板