Selección y aplicación de materiales de molinos de bolas

Los revestimientos de molino de bolas y los medios de molienda son el mayor consumo de piezas de hierro y acero resistentes al desgaste con un consumo anual de 2 millones de toneladas en China. Con el desarrollo de la construcción económica de China, la demanda de cemento aumenta año tras año, y el consumo de materiales resistentes al desgaste también aumenta en consecuencia, lo que consumirá más metales y aumentará el costo de producción del cemento. Para el cemento con requisitos especiales (como el cemento blanco), la calidad del cemento se reducirá y la producción no puede llevarse a cabo sin problemas. Según la producción de cemento en 2003, se necesitan más de 60000 toneladas de acero resistente al desgaste de alta calidad solo para revestimientos de molinos. Además, los materiales utilizados para la producción de tableros de revestimiento en China son desiguales y el consumo real puede ser de casi 100000 toneladas. De acuerdo con las características de la industria del cemento, este documento analiza cuidadosamente el entorno de trabajo y las razones de falla de desgaste del revestimiento del cilindro, estudia y selecciona el material de los revestimientos de molinos de bolas y realiza la aplicación de producción.

Revestimientos de molino de bolas análisis de condiciones de trabajo

Análisis de fuerza

La función principal del revestimiento del molino de bolas es proteger el molino y usar el pico convexo del revestimiento para jugar la bola para moler y triturar el material. Por lo tanto, el modo de falla principal del revestimiento es el desgaste abrasivo bajo el impacto repetido de una pequeña energía. La figura 1 muestra el diagrama de movimiento de la bola de molienda y el material. En el movimiento de cuerpos y materiales de rectificado, las bolas de rectificado con diámetros grandes se distribuyen principalmente en el anillo exterior. La mayoría de las bolas de molienda caen en el fondo del lecho de material y solo una pequeña parte en la placa de revestimiento. Debido al efecto de amortiguación de los materiales y al impacto mutuo entre los materiales y el cuerpo de molienda, la pista de rodadura del cuerpo de molienda se altera, el punto de caída se desvía y la altura de caída se reduce. Como resultado, el impacto del cuerpo abrasivo en el revestimiento se reduce considerablemente, los tiempos de impacto y la frecuencia de impacto aumentan.

La figura 1 muestra el diagrama de movimiento de la bola de molienda y el material.

El impacto de la bola de molienda en el revestimiento del molino de bolas se muestra en la Fig. 2. El diámetro del punto de impacto D0 del molino de bolas es menor que el diámetro efectivo D del molino. A través de análisis, se determina que la mayoría de los cuerpos de molienda en el contenedor solo golpean la placa de revestimiento después de varias veces de impacto y plegado. Por lo tanto, el impacto en la placa de revestimiento es mucho menor que la energía de impacto producida por el objeto de caída vertical de 0.95 D (generalmente el espesor de la placa de revestimiento representa el 0.5% del diámetro efectivo).

Fig. 2. Impacto de la bola de molienda en el revestimiento del molino de bolas.

La figura 3 muestra la posición relativa de las bolas de molienda. Cuando la bola es bajada a una cierta altura por el revestimiento del molino de bolas giratorio, solo cuando x> R1 + R2, la dirección de movimiento V0 de Q1 no cambiará y formará un impacto directo en el revestimiento; cuando x = R1 + R2, Q1 y Q2 se cruzan, y la dirección de movimiento V0 de Q1 no cambiará mucho, sin embargo, una pequeña cantidad de fricción reducirá el impacto en el revestimiento, y la mayoría de los casos de x <R1 + R2 no formará un impacto directo en el revestimiento.

La fuerza principal de la fractura del revestimiento causada por el impacto del cuerpo abrasivo sobre el revestimiento es el componente vertical de la fuerza tangencial entre la superficie del revestimiento y el punto de contacto del cuerpo abrasivo. El tamaño de esta fuerza se ve afectado por la forma del revestimiento; El estado del movimiento, la velocidad y la dirección del cuerpo abrasivo, lo que debilita en gran medida la resistencia de la conexión directa y mejora el grado de impacto del revestimiento.

La Figura 3 muestra la posición relativa de las bolas de molienda.

Geometría de revestimiento de molino de bolas y estado de instalación

Para mejorar la vida útil del revestimiento, reducir el consumo de material y el costo de producción, es muy importante llevar a cabo un diseño estructural razonable bajo la condición de cumplir con los requisitos del proceso de molienda de cemento. El gran molino importado por Jidong Cement Company, Hebei Taihang Cement Company y otras unidades tiene un tamaño de placa de revestimiento pequeño, un grosor de placa grande y una instalación sin tornillos, lo que establece una buena base de diseño para la aplicación de materiales de alta dureza a la placa de revestimiento, y hace Es posible aumentar considerablemente la vida útil de la placa de revestimiento. En la actualidad, la base de diseño de acero con alto contenido de manganeso todavía se utiliza en la placa de revestimiento del molino de bolas en China. Desde la estructura geométrica, generalmente es delgada y grande, y hay una obvia concentración de tensión en el orificio de instalación del perno. Para garantizar la aplicación estable del nuevo tipo de material de fundición resistente al desgaste y dar un juego completo a sus ventajas únicas, este punto debe tenerse en cuenta al adoptar nuevos materiales de fundición de alta resistencia al desgaste.

Además, la calidad de la instalación también juega un papel extremadamente importante en el servicio confiable de materiales de alta dureza. Después de un largo tiempo de exploración experimental, se encuentra que para la aplicación de materiales de fundición con alta dureza y alta resistencia al desgaste, el proveedor y la unidad de aplicación de la placa de revestimiento deben cooperar bien, para que el usuario pueda comprender mejor las características de la nueva material, y la placa de revestimiento no se puede suspender o aflojar durante la instalación y puede obtener un cierto efecto de amortiguación. Esto es fácil de hacer en el proceso de instalación del molino de cemento, que puede garantizar efectivamente la buena resistencia al desgaste de la placa de revestimiento.

Principales modos de falla y análisis de materiales comunes de revestimientos de molinos de bolas

Hasta ahora, casi la mitad de los materiales de revestimiento del molino de bolas en la industria del cemento doméstico todavía están hechos de acero ordinario con alto contenido de manganeso. Los principales modos de falla de los revestimientos de molino de bolas de acero con alto contenido de manganeso son los siguientes:

Falla de fractura: El revestimiento del molino de bolas se ve muy afectado por el cuerpo y los materiales de molienda, especialmente en la situación de desarrollo a gran escala de un molino de cemento de alta eficiencia y ahorro de energía, aumenta la energía de impacto de la placa de revestimiento. Aunque la dureza del acero con alto contenido de manganeso es muy buena, la calidad actual del suministro no se puede garantizar muy bien, por ejemplo, el contenido de carbono es demasiado alto, la relación de carbono de manganeso es inadecuada y el tratamiento de endurecimiento con agua tiene problemas, falla por fractura ocurrira.

Deformación de protrusión: El volumen del revestimiento de acero con alto contenido de manganeso aumenta debido al impacto continuo de abrasivos y materiales. Al mismo tiempo, debido a la extensión de los materiales plásticos causados ​​por el impacto, el grosor del revestimiento del molino disminuye y la dimensión circunferencial aumenta. Sin embargo, la dimensión circunferencial del revestimiento está limitada por la dimensión general del molino de bolas, y no hay mucho espacio de expansión para que el revestimiento sobresalga. Como resultado, los pernos de fijación se rompen y algunas placas de revestimiento se caen. Este fenómeno a menudo ocurre en molinos más grandes y en molinos más pequeños.

Desgaste por desgaste: El desgaste abrasivo es una de las principales formas de falla del molino de bolas. Incluso si la placa de revestimiento que trabaja en la primera cámara de un gran molino soporta grandes tensiones y la superficie es fácil de endurecer, la capa de endurecimiento es muy delgada. Bajo la acción repetida del abrasivo, el metal que se extruye y abulta y la capa endurecida impactada por grandes bordes y esquinas abrasivas es fácil de romper y pelar. Se encuentra que hay más fricción entre el tablero de arado y la superficie del tablero de arado bajo la condición de rectificado y endurecimiento.

Mediante el análisis de las condiciones de trabajo del revestimiento y el análisis de fallas del revestimiento de acero con alto contenido de manganeso, nos damos cuenta de que es seguro y efectivo seleccionar el material con alta dureza y alta resistencia al desgaste con buenas propiedades mecánicas integrales de acuerdo con las condiciones de trabajo de la fábrica de cemento.

Selección de material de revestimientos de molino de bolas

Condiciones de selección de material

La mayoría de los molinos de bolas utilizados para la producción de cemento son molinos de tubo con una relación longitud-diámetro L / d> 2.5. El molino tiene un recipiente de molienda grueso y un recipiente de molienda fina (algunos de los cuales son tres recipientes). El recipiente de molienda gruesa se utiliza principalmente para triturar y el recipiente de molienda fina es principalmente para moler. Las placas de revestimiento del molino primario son principalmente revestimiento escalonado y revestimiento ondulado, y las placas de revestimiento de algunos molinos nuevos de alta eficiencia y ahorro de energía no están separadas de sus formas básicas. Las formas principales del recipiente de molienda fina son la placa de revestimiento de patrón, la placa de revestimiento corrugada pequeña y la placa de revestimiento plano. El efecto de la cámara de molienda gruesa y la cámara de molienda fina es diferente, y el diámetro de la bola del cuerpo de molienda cargado es diferente, y el impacto en la placa de revestimiento también es muy diferente. Con el mismo diámetro de molino, el diámetro del cuerpo de molienda en la cámara de molienda gruesa es grande, la fragmentación del material también es grande, el impacto en la placa de revestimiento es grande y la velocidad de desgaste es alta; la situación del recipiente de molienda fina es mucho mejor. Al elegir materiales de revestimiento, se deben determinar diferentes materiales de acuerdo con diferentes condiciones.

Principales problemas a considerar en la selección de materiales de revestimiento de molino de bolas

1. La resistencia relativa al desgaste o la vida útil debe ser alta;
2. Es muy importante tener la resistencia y la resistencia adecuadas para garantizar la seguridad y confiabilidad del revestimiento en servicio;
3. Además del costo de producción del revestimiento, se debe considerar el costo de instalación, el costo de cierre, el costo de mano de obra, el consumo de material auxiliar y la productividad del reemplazo del revestimiento.

Selección de material

El crecimiento industrial aumenta el consumo de piezas resistentes al desgaste y luego estimula e impulsa el desarrollo de la industria de materiales resistentes al desgaste. El proceso de producción, las propiedades mecánicas y el efecto de aplicación industrial de 40-50 marcas típicas de materiales de acero resistentes al desgaste se han industrializado, y se han formado las características del proceso de varias variedades y lotes pequeños. Después de muchos años de producción e investigación de materiales resistentes al desgaste, se considera que la aplicación de hierro fundido de alto contenido de cromo y múltiples aleaciones en el recipiente de molienda grueso del molino con un tamaño menor o igual a 3.0 m se puede usar de manera segura y estable con excelente efecto de resistencia al desgaste y efecto económico integral; La aplicación de acero al cromo manganeso de baja aleación de carbono medio en el contenedor de desbaste del molino con un diámetro de menos de 3 m tiene buena resistencia al desgaste y propiedades mecánicas completas apropiadas. En general, se pueden seleccionar muchos tipos de materiales de acero resistentes al desgaste para el recipiente de molienda fina, y el acero al cromo manganeso de baja aleación de carbono medio desarrollado y producido por nosotros ha logrado buenos resultados. Si existe una fuerte capacidad de inversión, la aplicación de hierro fundido con alto contenido de cromo puede lograr el efecto de no reemplazo durante muchos años, y los beneficios económicos y sociales integrales son más prominentes.

• Acero aleado de alto cromo. C 2.2-2.8%, Cr 13-16%, Si 0.5-1.0%, Mn 0.6-1.2%, 0.5-1.3 Mo.
• Aleación de acero. C 0.38-0.52%, Cr 1.6-2.5%, Si 0.5-1.2%, Mn 1.5-2.4%, 0.2-0.5 Mo.