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    【锤头用耐磨铸钢30Cr,Ni,Mo,Re的研制与应用】破碎机耐磨锤头

    来源:六七范文网 时间:2019-05-14 04:39:02 点击:

      摘要:在物料这一特定环境下,研究如何提高锤头的寿命,降低金属材料消耗,减轻现场频繁更换锤头,增加生产,有着非常现实的意义  关键词:锤头 耐磨  前言:齿板冲击式细碎机主要用于流化床锅炉燃料自备系统中煤及石灰石的细破碎,而锤头是其中的重要部件。在火电行业中用ZGMn13锤头,现场运行中只能运行100多个小时。因此,在物料这一特定环境下,研究如何提高锤头的寿命,降低金属材料消耗,减轻现场频繁更换锤头。增加生产,有着非常现实的意义。
      ZGMn13锤头甚至和低碳钢锤头破碎量差不多。对高锰钢残体进行解剖,使用面的硬度只有HB186-222。切片检查只在靠使用面发现个别晶粒产生滑移,大部分与基体组织一致。可以认为。在破碎煤及石灰石的过程中,锤头基本上不产生加工硬化。是属于小能量多冲击的凿削磨粒磨损。高锰钢显示不少其长处。基于这一思想。我们研制了一种起始硬度高的抗磨损、高强度、高韧性30Cr Ni MORC新耐磨钢。
      1、实验内容
      (1)钢的化学成份。
      30Cr Ni MOR。钢成份设计。镍在结构钢中是提高淬透性提高钢的韧性。镍与铬配合使用,对淬透性作用极强,远远超过两种元素单独加入时的作用。但铬镍钢的重要缺点是对回火脆性十分敏感,加入铂可以克服这一缺点。在合金铸钢中加入一定量的稀土能细化钢的组织净化晶界,改善夹杂物,从而提高钢的冲击韧性和提高铸造性能。铬镍铂稀土钢与其它钢相比是一种高淬透性、高强度、高韧性的耐磨材料。钢的化学成份见表一。
      (2)不同热处理状态下的性能见表二。
      (3)回火温度和硬度的关系。见图1。
      (4)30Cr Ni MoRe的淬透性能很好。80×60的锤头截面基本淬透。
      (5)试制过程。冶炼:在5吨电弧炉采用氧化法冶炼。氧化温度≥1550℃,脱碳量≥0.30%。脱碳速度≥0.01%/分。终点碳0.20-0.27%.扒渣P≤0.01%.出钢前插铝1.0kg/吨,出钢时,随钢流加1#合金。造型。芯砂用树脂砂,每箱8件。本钢种的铸造工艺性能同一般中碳钢。为提高锤头工作部位的铸件密度,头部放置冒口。
      热处理工艺为900一920℃水淬,200℃回火。
      机械性能:见表三
      2、锤头现场装机试验
      为测定锤头在低应力冲击负载条件下的耐磨性。选择了松散磨料400#硅酸盐水泥熟料进行试验。
      2.1 熟料状况
      熟料入机块度呈粉团状,其最大块度约在3公斤。入机时熟料温度450℃左右。熟料系硅酸质。成份如表四
      表四
      2.2 试验设备状况
      锤式破碎机规格。Ф400×600mm。每分钟800转。电机功率13千瓦。破碎机处理量20吨/小时。采用人工推料入机方式。破碎机为单转子。每个转子有4根付轴。每根轴挂4个锤头。
      2.3 试验锤头材质
      以30Cr Ni MoRe为主。选用另外几种材质进行同机对比试验。具体情况见表五。
      2.4 锤头耐磨性计算方法
      对比试验均以每磨耗单位重量的金属材料破碎多少吨水泥熟料来衡量锤头的耐磨性-高低。装机到卸机锤头失效方法:以破碎机出现卡机不好继续工作为准。
      2.5 试验结果见图2
      3、讨论
      3.1 锤头磨损的特点
      物料进入锤头工作区后,被冲击破碎。由于物料的反几作用。物料局部受力破碎。蓖条处的摩擦力产生破碎效应。物料边破碎边自缝中排出。整个破碎过程实际是多次连续的有砧座冲击破碎。这种破碎比由冲击破碎磨损严重。
      从磨损之后卸机的锤头残体可以看到。锤头工作端面磨损光滑。仔细观察可以看到细小的磨损流线,长l0mm左右。有些流线又被其它流线复盖,其情形犹如锤头反复在,砂布被擦过一样,流线的方向和锤头运动轨迹一致。
      由于锤头是随破碎机主轴旋转工作的。在高速旋转下,水泥熟料被运动的锤头挤向破碎机壁两端,造成磨料分布形成中间低两边高,所以同组锤头,装在破碎机两端的锤,头比中1f-i1的锤磨损快。即使两端的锤头靠破碎机壁的一面也磨损厉害一些。
      3.2 材料的性能和锤头的耐磨性关系
      钢的机械性能与耐磨性能有一定关系。从现场实验与实验室试验得出:
      3.2.1 硬度
      硬度是影响钢的耐磨粒磨损性的重要因素。[1]在锤式破碎机试验结果发现,对于相同材料,韧性近似,其硬度不同,锤头的耐磨性也不同。如表六。
      不同材料的锤头,硬度高耐磨性有增加的趋势。
      3.2.2 韧性
      关于耐磨合金铸钢,目前国内主要采用无缺口ak值来表示其韧性。我们选用了材料的硬度值相同,而冲击韧性不同的锤头比较。可以看出材料的耐磨性能是随ak值升高而增加的。见图3。
      图上三种材料30CrNiMoRe, 30CrMnMo和50Mn2 HRC都是49~50。30CrNiMoRe的ak值高,耐磨性也最好。
      对50Mn2和CrNiMoRe钢进行磨损试验。钢的耐磨性试验在MM-200型材料试验机上进行,磨机转速为400/转/分,试样采用900℃水淬,250℃回火状态(HRc55),对磨件为45#钢磨损量按全程失重计算,用万分之一的分析天秤称量磨损前后试样的重量变化。
      综上所述,钢的韧性对提高其耐磨性能是有积极贡献的。近年来,=14.5315:韧性较高的合金钢材板在球磨硬物料时的寿命和单耗产量均较韧性低而硬度大致相同的合金钢衬板为高。国外在凿削磨粒磨损的情况下,也得出了这样的结论。我们的试验也证实了这一结论。
      4、结语
      (1)锤式破碎机锤头破碎煤及石灰石是一种低应力松散凿削磨料磨损。高锰钢锤头没-有起到加工硬化提高耐磨性的作用。
      (2)30CrNiMoRe是一种起始硬度高、耐磨性好、高韧性的耐磨材料。通过不同材质对比试验。在破碎水泥熟料上显示其良好的耐磨性能。且制作工艺简单易行,使用安全可靠。
      (3)30CrNiMoRe锤头比常用高锰钢锤头提高寿命3.3倍,降低了成本,减轻了现场劳动强度,提高了产量,经济效果可观。
      (4)在本试验条件下,材料的耐磨性能不仅与硬度有关和材料的韧性也有关,在硬度提高的基础上也要注意提高材料的韧性。
      参考文献
      [1]Larsen--Pad se and K.G一Mathew:Influence of Structure on the Abrasive Resistaneof 1040 steel Wear 14(1969)P 199—206.