球磨机磨球失效怎么回事?-河南世盛重工机械有限公司
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球磨机磨球失效怎么回事?

发布时间:2015-1-31 11:42:33

  磨球在球磨机工作时始终处于运动状态。筒体旋转产生的离心力将磨球带起至一定高度,重力又使磨球跌落。磨球之间、被磨物料与球体之间、磨球与衬板之间不断互相摩擦,球体受到反复撞击、挤压以及磨料凿削。

  对磨球表面施力并有相对运动的磨料(被磨物料)在法向分力作用下嵌入表面,切向分力则推动磨料沿表面运动。低硬度磨料使磨球表面产生浅划痕,磨料硬度高时则造成切削沟。划痕和切削沟中被切除的金属形成磨屑而流失。大多数情况下,沟中金属发生塑变,堆积在两侧及前端。高应变率使已发生塑变的金属内部位错塞积,形成胞状结构,性质变硬变脆,再经反复碾压,产生应变疲劳裂纹,扩展至表面,导致磨屑脱落。磨料作用于磨球表面的法向力很大时,发生凿切作用,形成凿削坑。金属或被直接凿掉,或发生塑变,最终因应变疲劳而形成磨屑。

  正常情况下,磨球应该失效于磨损。磨球表面均匀磨损使磨球直径逐渐变小,但基本上仍能保持圆形。直到直径减少到一定尺寸,逐渐由新球补充。这种情况下,磨球使用寿命相对较长,消耗量相对较少,是一种正常失效方式。

  制造工艺或材料处理不当,磨球也可能发生早期失效,即失效发生于正常磨损失效之前,这是非正常失效方式。最常见的导致早期失效原因包括:球体表面宏观剥落、球体破裂和偏磨失圆。

  (1)磨球表面宏观剥落。宏观剥落表现为球体表面金属在运行中成片或成块地从本体脱落,球面出现肉眼可见的凹坑,甚至使球体成为不规则形状。高铬铸铁磨球产生宏观剥落的原因除了磨球组织内含有过多呈连续分布的碳化物,脆性相发生断裂以外,更重要的原因是磨球组织内存在较多残余奥氏体。

  奥氏体为面心立方点阵结构,层错能低,难以产生交滑移,磨球表面受力变形时不能通过交滑移机制使变形带扩展以迅速分散和吸收冲击能量,导致位错塞积,局部应力升高,促使亚表层萌生裂纹,裂纹常在脆性相、铸造缺陷(缩松、气孔、夹杂物)上形核,并在外力作用下不断扩展,由于裂纹产生于较深部位,并沿脆性相和缺陷向内部扩展,形成范围较大的纵深裂纹。裂纹会合并延及表面,就使磨球表面金属成块脱落,形成宏观剥落。剥落较严重的磨球中残余奥氏体一般都在30%以上。 .

  (2)磨球破碎。磨球在运动中受力,其中残余奥氏体受力后发生马氏体相变,产生相变应力。这种相变应力足以导致磨球破碎。

  磨球在正常寿命期内,它与简体衬板、被磨物料以及磨球之间撞击挤压次数可达百万次以致几百万次,在交变压力和剪力作用下,引起赫兹接触应力,在亚表层产生很大的交变切应力,接触区边缘产生峰值拉应力都可能在亚表层的脆性相、夹杂物或孑L洞处产生疲劳裂纹,导致磨球破裂。

  发生破碎有多种原因。材料的韧性不足是主要方面。材料中的碳化物量过多,尺寸过于粗大、含有M3c型碳化物,内部存在缺陷,如缩孔、缩松、气孔夹杂物等都可能使磨球在经受冲击时破碎。

  磨球在球磨机运行过程中发生破碎失效会影响球磨机的正常运行。0.5%的破碎率就会影响设备的生产效率。

  (3)偏磨失圆。有些磨球使用一段时间以后,一侧的磨损量超过其他部位,使球失去圆整外形。这种现象常发生在表面硬度不均匀或局部组织异于其他部位的磨球。合金白口铸铁磨球常因铸造原因使局部的碳化物尺寸、问距、硬度显著异于其他部位,或在侧冒口颈断面存在缩松,都可能导致偏磨失圆。也有些偏磨失圆源于球体宏观剥落。失圆的磨球影响被磨物料在相邻磨球表面间的碾磨细化作用,降低球磨机生产效率。


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