1、概述
    在礦山生產(chǎn)中，各種機(jī)械的磨損和損壞，使大量的鋼材消耗在磨損中。球磨機(jī)，襯板（襯里）的使用、磨損、消耗更為突出。
    獅鳳山礦木奔選廠現(xiàn)磨礦工藝主要設(shè)備．6臺(tái)（三個(gè)系統(tǒng)）的∮3.2×3.1格子型和溢流型濕式球磨機(jī)所用襯板（除70．年代在結(jié)構(gòu)上由原設(shè)計(jì)船舵短波型改為長塊型襯板外）一直沿用ZCMn 13（耐磨鑄鐵合金高錳鋼）下簡稱高錳鋼的材質(zhì)未改變過。
    這些年在生產(chǎn)的過程中，這種高錳鋼材質(zhì)的球磨機(jī)襯板在使用中隨著磨機(jī)各種因素，礦石的變化及襯板本身的各種因素變化，實(shí)踐證明：高錳鋼材質(zhì)的襯板已不適應(yīng)現(xiàn)在磨機(jī)的使用，特別是在我廠的一段磨上使用效果和周期越來越短，給設(shè)備運(yùn)行、操作維護(hù)、生產(chǎn)指標(biāo)、節(jié)能降耗等方面帶來了一系列不利因素，如我廠的2#、4#、7#磨，94年以前，每套襯板平均使用周期為10-12月，后幾年平均僅為7-8個(gè)月，襯板使用的周期壽命的縮短，說明襯板磨損大，一旦磨透就不能再繼續(xù)使用，否則會(huì)影響磨機(jī)的完好。更換襯板又增加了維修工作量，有的磨機(jī)甚至一年更換兩套襯板，使襯板的消耗增加，備件成本升高。
    這幾年木奔選廠針對存在問題，進(jìn)行了多種研究、分析，力圖尋求一種適應(yīng)我廠磨機(jī)的耐用襯板，通過分析研究，從結(jié)構(gòu)上、磨機(jī)上、材質(zhì)上、磨礦介質(zhì)各種各方面部進(jìn)行了一些試驗(yàn)工作，摸索出了改進(jìn)完善的方向。
    球磨機(jī)的增產(chǎn)節(jié)能是廣大科學(xué)工作者和企業(yè)面臨和追求的目標(biāo)，對磨機(jī)襯板使用情況，影響襯板使用效果的各種因素進(jìn)行科學(xué)的分析和研究、找出最佳優(yōu)化點(diǎn)、對策；對磨機(jī)和襯板進(jìn)行一系列的改進(jìn)工作是提高磨機(jī)效率，增產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、節(jié)能增效的有效途徑之一，是十分重要和有意義的，富通新能源生產(chǎn)銷售雷蒙磨磨粉機(jī)、球磨機(jī)等磨機(jī)機(jī)械設(shè)備。
2、我廠球磨機(jī)現(xiàn)襯板使用：
    2.1.球磨機(jī)技術(shù)工況：以一段磨2#、4#、7#為例：型號為：∮3.2 x 3.1格子型，現(xiàn)轉(zhuǎn)速21.6轉(zhuǎn)，分，處理量69-72t/h，介質(zhì)鋼球直徑∮120、∮100、∮80，裝球量(一段)30-32噸，產(chǎn)品粒度0.3mm。
    從表中對前三套高錳鋼村板分別在三套一段磨的使用情況統(tǒng)計(jì)數(shù)字可以看出，每臺(tái)磨使用的各套襯板有差異，襯板的消耗成本也會(huì)因運(yùn)行時(shí)間、小時(shí)產(chǎn)率、處理礦量及襯板本身的耐磨性發(fā)生變化，同時(shí)還與每套襯板使用周期間所處理的礦石性、人磨粒度及磨礦介質(zhì)有關(guān)系。但從總體看，各套襯板使用周期都不夠理想。
2.2現(xiàn)用襯板材質(zhì)ZCMn13的特性殛存在的問題：
    自英國工程師哈特菲爾德(R．A．Hadfieed)1882年發(fā)明標(biāo)準(zhǔn)奧氏體高錳鋼以來，作為主要的耐磨材料在各領(lǐng)域廣泛應(yīng)用百余年，其化學(xué)成份及性能變化不大；它的主要特點(diǎn)是沖擊韌性高，初期硬度大( HB179-217)，必須通過不同的工作條件下加工硬化（冷作硬化）誘發(fā)A-+M相變而使用特種材料獲得高強(qiáng)度、高硬度、抗磨抗損。但是在實(shí)際磨機(jī)運(yùn)行中工況不同，各臺(tái)磨的沖擊條件各異，這種材質(zhì)難以產(chǎn)生“加工硬化”或者是“難以產(chǎn)生耐磨的立方馬氏體(a)，只能產(chǎn)生硬度很低的六方馬氏體(ε)，甚至根本沒有馬氏體轉(zhuǎn)變，那么加工硬化性能并未發(fā)揮出來。這是影響這種高錳鋼的耐磨性和工作壽命變短的主要原因之一。
    現(xiàn)用ZGMn13制造磨機(jī)襯板，在使用過程中暴露的缺陷，使機(jī)械性能越來越差，壽命效果不佳。參閱國內(nèi)外許多專家、廠家、用戶對ZCMn13的使用、材質(zhì)、制造等各方面進(jìn)行系統(tǒng)研究分析、并結(jié)合各廠家制造、使用中的探索，認(rèn)為：ZCMn13除了在低應(yīng)力工況下顯示抗磨不足外，還有許多影響因素（詳見后面的分析）和一些致命弱點(diǎn)和不足：
    (1)襯板加工質(zhì)量差，未按圖紙和工藝要求達(dá)到要求，鑄造和熱處理存在缺陷；
    (2)襯板結(jié)構(gòu)的合理性不夠，未達(dá)到最佳；
    (3)磨機(jī)與襯板的材質(zhì)不相匹配，硬度差值大}
    (4)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)斷料、空磨、球量大、提球高空沖擊襯板，使襯板產(chǎn)生不正常“加工硬化”；
    (5)熱處理不穩(wěn)定、易變形、變裂、卷邊、膨脹等；
    (6)其它成份不夠合理、適應(yīng)性差；
    (7)安裝不規(guī)范。
3、推廣應(yīng)用新材質(zhì)襯板的情況
    為了提高磨機(jī)效率，針對現(xiàn)襯板使用中存在的問題，尋求一種更好的更耐磨的襯板材質(zhì)來代替現(xiàn)用高錳鋼，延長使用周期，降低村板消耗，節(jié)約備件成本，減少維修工時(shí)，減少因襯板損壞、停機(jī)損失。我廠97年專門成立了“試用新型材質(zhì)襯板”項(xiàng)目小組，并確定了項(xiàng)目的負(fù)責(zé)、實(shí)施、責(zé)任、按項(xiàng)目計(jì)劃，分別于：97年—98年訂了三套新型材質(zhì)的襯板進(jìn)行試用。
幾套試用新材質(zhì)的結(jié)果表明
(1)根據(jù)我廠球磨機(jī)實(shí)際運(yùn)行條件，我廠一段磨適用錳系列多元合金材質(zhì)的襯板，如超高錳、中錳合金等。
    (2)試用的新材質(zhì)襯板制造質(zhì)量好，表面光滑公差小，便于安裝，運(yùn)行中緊螺釘次數(shù)少。
    (3)超高錳鋼的襯板使用周期還超過了ZCMn13一般高錳鋼，這套襯板基本達(dá)到效果，使我們今后對一段磨機(jī)襯板選用有了方向。
4、影響襯板使用因素分析
4.1磨機(jī)轉(zhuǎn)速與襯板特性的影響
    磨機(jī)的襯板其斷面形狀，加工及材料的不同在不同的磨機(jī)轉(zhuǎn)速下對鋼球提升效果不同，對磨礦的效果也不同，同樣對襯板的使用效果就有不同。
    選擇合理的磨機(jī)轉(zhuǎn)速，是確定合理的襯板與鋼球的摩擦系數(shù)的關(guān)鍵：
    根據(jù)”戴維斯理論”（鋼球在簡體內(nèi)運(yùn)動(dòng)理論）．可知，對于最佳的運(yùn)行狀況的磨機(jī)而言，必須具備裝有選用合理材質(zhì)，合理形狀的料板；選擇合理的磨機(jī)轉(zhuǎn)速，合理的轉(zhuǎn)速隨襯板傾角增大而增大，隨襯板與鋼球的摩擦系數(shù)的增大而減小，當(dāng)襯板形狀磨損太快，而轉(zhuǎn)速又變。就難以達(dá)到磨機(jī)的最佳工作狀態(tài)。
4.2襯板材質(zhì)與結(jié)構(gòu)對使用性能的影響
    影響襯板使用因素很多，如工況條件，磨機(jī)規(guī)格，物料性質(zhì)，磨礦介質(zhì)等對襯板使用壽命均有影響，這里對材質(zhì)等作簡要的分析。
    4,2,1材質(zhì)的影響：
    現(xiàn)用的高錳鋼屬耐磨鋼，前面簡述過，如果這種材質(zhì)應(yīng)用時(shí)在循環(huán)受力下不斷地強(qiáng)化“加工硬化”，才能進(jìn)一步提高硬度和耐磨性。
    參考國內(nèi)外對磨機(jī)襯板材質(zhì)的研究資料，可知材質(zhì)對料板的使用壽命影響很大，這是因?yàn)椴馁|(zhì)不同內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)不同造成的。
    4,2,2加工工藝及熱處理的影響
    除材質(zhì)本身的成份外，另一個(gè)因素就是加工工藝的質(zhì)量及熱處理的合理性。磨機(jī)的襯板在相同材質(zhì)下要求內(nèi)部不應(yīng)有鑄造缺陷，表面應(yīng)光滑，并且要提高鑄鋼件內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)、細(xì)化組織、減少殘余的應(yīng)力變形和補(bǔ)焊回火等。
    為了細(xì)化晶粒消除內(nèi)應(yīng)力、強(qiáng)化組織、必須改善襯板材質(zhì)的綜合機(jī)械性能，必須進(jìn)行合理嚴(yán)格的熱處理。熱處理的質(zhì)量好壞，也會(huì)直接影響高錳鋼和其它材質(zhì)的使用效果。
    因?yàn)橐r板的熱處理工藝是針對內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的淬火微裂紋及一些隱性缺陷和金相組織結(jié)構(gòu)來影響襯板的使用壽命。專家建議在盡量保證淬透性的情況下應(yīng)注意淬火介質(zhì)的冷卻速度。同時(shí)根據(jù)不同材質(zhì)應(yīng)研究采用各種新型的熱處理方法和技術(shù)，如：
    A、對現(xiàn)用高錳鋼采用“爆破硬化新方法”可使襯板表面硬化后深度達(dá)到25 - 40mm，表面硬度達(dá)400HB。
    B、對多元合金鋼，采用滲入稀士等稀有元素，進(jìn)行“變質(zhì)處理”和“二次表面熱處理”（兩段淬火）等。
    4.2.3襯板結(jié)構(gòu)的影響
    料板的幾何形狀及提球高度、波形對使用效果亦有很大影響。結(jié)構(gòu)不合理會(huì)造成生產(chǎn)率低．影響磨礦指標(biāo)，造成磨損不均勻，嚴(yán)重碎裂等。
5、改進(jìn)意見和建議
    5.1根據(jù)我廠球磨機(jī)各種襯板的磨損規(guī)律，幾何尺寸磨損程度，進(jìn)一步研究進(jìn)行等效壽命延長的改進(jìn)，加強(qiáng)薄弱部，減少磨損少的部份，使襯板的磨損更合理。
    5.2根據(jù)一段和二段磨礦運(yùn)行規(guī)律的不同，逐步推廣各種不同材質(zhì)在同一磨內(nèi)的應(yīng)用，同時(shí)研究一段磨采用長塊襯板，二段磨采用波形襯板。
    5.3在有條件的情況，繼續(xù)推廣應(yīng)用新型襯板，但是同時(shí)應(yīng)考慮降低“破碎產(chǎn)品粒度”及一段磨機(jī)轉(zhuǎn)速，大球徑∮120是否能降低等項(xiàng)目可行性工作配合。
    5.4從管理上、技術(shù)上充分考慮磨機(jī)襯板使用壽命的三大因素，即材質(zhì)的適用性、加工質(zhì)量、結(jié)構(gòu)合理性。
    5.5以創(chuàng)新的思想，在維修現(xiàn)襯板使用的同時(shí)，認(rèn)真注意國內(nèi)外新型襯板的發(fā)展，學(xué)習(xí)、吸收、消化、借鑒新材料，對于降低消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益是有益的。