水泥磨粗磨仓衬板的改进是提升水泥磨机效率和降低能耗的关键措施之一。以下是对水泥磨粗磨仓衬板改进的详细探讨:
一、衬板磨损机理及要求
粗磨仓入磨物料粒度为1525mm,研磨体平均球径为75100mm。磨机旋转时,球和物料以较大的冲击力凿削衬板,同时球在下落的滑动或滚动过程中挤压物料,物料尖角切削衬板。因此,粗磨仓衬板的磨损失效机理是以高应力冲击凿削磨损为主,挤压切削为辅。
基于这种磨损机理,粗磨仓衬板要求材料有足够韧性并具有高硬度。材料硬度(Hm)应为物料硬度(Ha)的0.8~1.2倍,而水泥熟料硬度为HV500~550(相当于HRC49~54),所以衬板材料硬度应在HRC50以上才耐磨。同时,由于粗磨仓衬板受高应力冲击凿削,冲击韧性ak≥10J/cm2才能不开裂,满足使用要求。
二、衬板材质的优化选择
针对粗磨仓衬板的磨损机理和要求,应选择中碳中铬合金钢及其类似合金钢材料,如油淬中合金钢(ZG42Cr2MnSi2MoRE)。这类材料硬度为HRC48~55,冲击韧性ak≥20J/cm2,使用寿命可达2~3年。对于单螺孔衬板及沟槽衬板,可参照相关标准选择高铬白口铸铁,其使用寿命可达4~6年。
此外,对于大型磨机(如φ3m以上)的无螺栓衬板,应选择低碳高铬白口铸铁,其硬度为HRC58~62,冲击韧性ak达到8~12J/cm2,使用寿命可达6~10年。
三、衬板形状的优化设计
传统的波纹阶梯衬板在工作后期会出现规则的沟槽现象,影响磨机出力能力。为了改进这一问题,可以采用环沟阶梯衬板。环沟阶梯衬板的设计需要考虑多个因素,包括衬板的长度、宽度、高度差(H?-H?)、工作曲面半径(R)以及安装孔中心至波峰之间的距离尺寸(L?)等。
通过合理的优化设计,环沟阶梯衬板可以实现相邻衬板之间的圆滑过渡,不存在积灰死角,同时还可以降低噪声。更重要的是,采用环沟阶梯衬板后,物料不容易被挤出,可积存于钢球与衬板之间,避免了金属直接接触。同时,环沟的存在也增加了钢球的研磨作用,使每个钢球都能够在较大角范围内进行冲击和研磨,从而提高了粉碎和研磨效率。
四、改进效果与效益分析
采用环沟阶梯衬板和中碳中铬合金钢等优质耐磨材料后,水泥磨粗磨仓衬板的耐磨性得到显著提高。这不仅延长了衬板的使用寿命,还降低了磨机的单位电耗和维修成本。同时,由于磨机出力能力的提高,水泥生产的产量和质量也得到了相应提升。
综上所述,水泥磨粗磨仓衬板的改进是一项具有重要意义的工作。通过优化选择耐磨材料、改进衬板形状设计等措施,可以显著提高磨机的效率和性能,为水泥企业的节能降耗和可持续发展做出贡献。