半自磨機襯板材質(zhì)及應用情況分析

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）

選礦流程的關鍵工藝之一就是磨礦，而半自磨工藝由于其流程簡單，采用半自磨機的比例呈上升趨勢[1]。對半自磨機而言，給礦粒度大（-300mm）、鋼球直徑大（φ120～φ200mm）、磨機直徑大（φ5m～φ12m），因此對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。這就對半自磨機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，從不同半自磨機襯板材質(zhì)的角度來分析其應用情況。

1 奧氏體錳鋼的應用

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，具有較強的加工硬化能力。當其表面受到較大沖擊時，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是韌性極高，不會斷裂，但是奧氏體錳鋼在半自磨機應用中使用壽命僅2-6月，其主要失效原因是且因屈服強度過低，襯板極易凸起變形而提前失效。

銅陵冬瓜山銅礦φ8.53×3.96m半自磨機曾試用一套高錳鋼襯板，使用大約一個月后，斷裂螺栓像子彈一樣射出，原因是襯板凸起變形嚴重，盡管磨損不大，只能拆卸終止試驗。山東黃金集團金倉礦業(yè)φ4×1.4m半自磨機，高錳鋼襯板使用兩個月后凸起變形嚴重，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半自磨機曾試用一套ZGMn17Cr2襯板，使用近三個月后螺栓頻繁斷裂，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 半自磨機襯板凸起變形

2 中高碳低合金鋼的應用情況

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，同時還可以高硬度和高韌性相兼?zhèn)洌诙喾N磨機襯板中使用效果良好。中高碳低合金鋼的最大特點是不會凸起變形。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，襯板斷裂的情況時有發(fā)生，而且使用壽命仍不能令用戶滿意。

3 橡膠金屬復合襯板的應用情況

金屬耐磨材料制作的半自磨機襯板存在變形、斷裂、使用壽命短的缺陷，橡膠制作的半自磨機襯板無法承受大塊礦石和鋼球的強大沖擊力，以及對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推廣應用的主要瓶頸和一大世界難題，近幾年出現(xiàn)的橡膠金屬復合襯板具有廣闊的推廣應用前景。

橡膠金屬復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度，抵抗物料的切割和鑿削磨損。橡膠金屬復合襯板實現(xiàn)了橡膠襯板與金屬襯板兩者的優(yōu)勢互補和缺陷抵消，徹底解決了半自磨機襯板的易變形、易斷裂、壽命短的難題。橡膠金屬復合襯板的重量僅為金屬襯板的30%～60%，保留了橡膠襯板重量輕、易安裝的優(yōu)勢。目前進料端襯板、出料格子板、筒體提升條襯板等都已成功推廣應用。

瑞典SKEGA、加拿大Polycorp、芬蘭Metso等公司都推出了橡膠金屬復合襯板，大量成功地應用于國外各種規(guī)格的半自磨機。2016年3月江西銀山銅礦選礦廠φ7×3.5m半自磨機安裝了加拿大Polycorp公司提供的橡膠金屬復合襯板，運行三個月后檢查，磨礦效率、電耗、磨損狀況等都很理想，預計使用壽命可達10～12個月。江西耐普礦機新材料股份有限公司已成功研制出橡膠金屬復合襯板，見圖2。目前已成功應用于諸多項目，如中信φ12.2×11m自磨機出料端復合襯板（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。并且由于橡膠金屬復合襯板由于其重量低，使得磨機載荷低，具有良好的節(jié)電效果[2]。

圖2 橡膠金屬復合襯板

4 結(jié)語

經(jīng)客戶使用表明，橡膠金屬復合襯板可以在半自磨機的惡劣環(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、工人勞動強度大等問題，并且具有良好的節(jié)電效果。