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制砂机耐磨件不耐用、更换频繁、运行成本高?选对材质是关键

2020-07-31

导读:对于立轴冲击破制砂机而言,无论是“石打石”还是“石打铁”,物料在转子内的运动形式、受力情况一致:物料由转子中心进入,经分料盘、导料板、抛料头等抛向破碎腔。也就是说转子内的这些部件直接与物料接触,很容易磨损,所以它们的耐磨性直接关系到更换成本,以及运行效率问题。要想提高耐磨性,很重要的就是耐磨件的材质要选对。

对于立轴冲击破制砂机而言,无论是“石打石”还是“石打铁”,物料在转子内的运动形式、受力情况一致:物料由转子中心进入,经分料盘、导料板、抛料头等抛向破碎腔。也就是说转子内的这些部件直接与物料接触,很容易磨损,所以它们的耐磨性直接关系到更换成本,以及运行效率问题。要想提高耐磨性,很重要的就是耐磨件的材质要选对。

VSI6X制砂机的叶轮采用四口深腔设计,破碎性能比三口叶轮性能提高20%

耐磨材料系列

我国目前通用的耐磨材料系列有:

(1)高锰钢系列:如高锰钢(ZGMn13)、高锰合金(ZGMn13Cr2MoRe)、超高锰合金(ZGMn18Cr2MoRe)等;

(2)抗磨高铬铸铁系列:如高、中、低铬合金铸铁(如Cr15MoZnCu);

(3)耐磨合金钢系列:如中、低、高碳多元金合刚(如ZG40SiMnCrMo和ZG35Cr2MoNiRe);

(4)奥贝球铁(ADI)系列;

(5)各类复合或梯度材料及硬质合金材料:如碳化铬复合材料(Cr2C3+Q235)、高能离子注渗碳化钨材料(WCSP)、高韧硬质合金(YK25.6)等;

(6)各类非金属耐磨材料:如聚合陶瓷复合材料、氮化硅(Si3N4)、增韧氧化锆(Y203+ZrO2)、增韧三氧化二铝(Al2O3/ZrO2)等。

下面我们以世邦制砂机为例,介绍其核心部件转子中的分料盘、抛料头、导料板和铁砧的材质选择。

制砂机核心部件:转子结构构成

1、分料盘

物料进入高速旋转的转子与分料盘接触时随转子转动,在离心力的作用下,由分料盘(转子)中心向通道外端(抛料口)运动。

在这个过程中,分料盘同时承受垂直冲击荷载与水平石料加速荷载,同时分料盘的外边磨损比中心部位严重。因此,分料盘的材料要求要有一定的韧性,能克服垂直冲击力;要有一定的硬度,能承受水平荷载。

综上所述,分料盘宜选用中、低碳多元合金钢(如ZG40SiMnCrMo和ZG35Cr2MoNiRe)。

2、抛料头

石料在转子中的运动:石料进入分料盘的接触点时的水平速度为零,迅速加速向抛料头(转子外缘)方向的水平运动。石料在抛料头处的速度可根据运动学确定,见下图。

制砂机抛料头处的速度合成示意图

抛料头既要承受强烈冲击,又要承受高速冲切(滑动摩擦)。因此,抛料头的材料选择宜选取高锰合金钢系列的耐磨材料(如ZGMn13Cr2MoRe),或超高锰合金钢(如ZGMn18Cr2MoRe)。

高锰合金钢在承受剧烈冲击时,表面迅速硬化,而芯部仍保持极强的韧性,外硬内韧既抗磨损又抗冲击,且表面受冲击越重,表面硬化就越充分,耐磨性能就越好。

3、导料板

在破碎过程中,导料板主要承受石料的重力及滑动摩擦力。因此,导料板的磨损主要是高速冲刷。可选用抗磨铬铸铁系列材料(如Cr15MoZnCu)。

4、铁钻

在“石打铁”型的立轴冲击破碎机中,铁钻的磨损是非常高的。为了能获得较高的动能转化,铁钻的迎物面安装在物料的正面,物料接近垂直撞击铁钻,铁钻承受剧烈的冲击荷载。

根据耐磨材料的特性,高锰钢(如ZGMn13)在承受剧烈冲击时,其硬度高达HB550以上,而芯部硬度较低HB170~230,仍保持极强的韧性。因此,高锰钢是做铁钻比较理想的材料。

VSI6X系列制砂机的四口叶轮和轴承筒

立轴冲击破碎机磨耗件(除铁钻外)尺寸小、体积小、单件重量轻,有的配件供应商为了降低生产成本,往往把分料盘、导料板、抛料头母体等采用同一种耐磨材料铸造,盲目追求硬度,效果不理想,造成成本的大幅度增加与浪费,用户在选购配件时要多加注意。

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对于立轴冲击破制砂机而言,无论是“石打石”还是“石打铁”,物料在转子内的运动形式、受力情况一致:物料由转子中心进入,经分料盘、导料板、抛料头等抛向破碎腔。也就是说转子内的这些部件直接与物料接触,很容易磨损,所以它们的耐磨性直接关系到更换成本,以及运行效率问题。要想提高耐磨性,很重要的就是耐磨件的材质要选对。

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