Les revêtements de broyeur à boulets et les supports de broyage représentent la plus grande consommation de pièces en fer et en acier résistantes à l'usure avec une consommation annuelle de 2 millions de tonnes en Chine. Avec le développement de la construction économique en Chine, la demande de ciment augmente d'année en année et la consommation de matériaux résistants à l'usure augmente également en conséquence, ce qui consommera plus de métaux et augmentera le coût de production du ciment. Pour le ciment ayant des exigences particulières (comme le ciment blanc), la qualité du ciment sera réduite et la production ne pourra pas être effectuée en douceur. Selon la production de ciment en 2003, plus de 60000 tonnes d'acier résistant à l'usure de haute qualité sont nécessaires uniquement pour les revêtements de broyeur. De plus, les matériaux utilisés pour la production de panneaux de revêtement en Chine sont inégaux et la consommation réelle peut atteindre près de 100000 XNUMX tonnes. Selon les caractéristiques de l'industrie du ciment, ce document analyse soigneusement l'environnement de travail et les raisons de défaillance de la chemise de cylindre, étudie et sélectionne le matériau des revêtements de broyeur à boulets et effectue une application de production.
Doublures de broyeur à boulets analyse des conditions de travail
Analyse de force
La fonction principale du revêtement du broyeur à boulets est de protéger le broyeur et d'utiliser le pic convexe du revêtement pour jouer la balle pour broyer et écraser le matériau. Par conséquent, le principal mode de défaillance de la doublure est l'usure abrasive sous l'impact répété d'une petite énergie. La figure 1 montre le diagramme de mouvement de la bille de broyage et du matériau. Dans le mouvement des corps et des matériaux de broyage, les billes de broyage de grands diamètres sont principalement réparties dans la bague extérieure. La plupart des billes de broyage tombent sur le fond du lit de matériau et seulement une petite partie sur la plaque de revêtement. En raison de l'effet tampon des matériaux et de l'impact mutuel entre les matériaux et le corps de broyage, la piste de roulement du corps de broyage est perturbée, le point de chute dévie et la hauteur de chute est réduite. En conséquence, l'impact du corps abrasif sur la doublure est considérablement réduit, les temps d'impact et la fréquence d'impact sont augmentés.
La figure 1 montre le diagramme de mouvement de la bille de broyage et du matériau.
L'impact de la bille de broyage sur le revêtement du broyeur à boulets est illustré sur la figure 2. Le diamètre du point d'impact D0 du broyeur à boulets est plus petit que le diamètre effectif D du broyeur. Grâce à des analyses, il est déterminé que la plupart des corps de broyage dans le bac ne heurtent la plaque de revêtement qu'après plusieurs chocs et plis. Par conséquent, l'impact sur la plaque de revêtement est bien inférieur à l'énergie d'impact produite par l'objet tombant vertical de 0.95 D (généralement l'épaisseur de la plaque de revêtement représente 0.5% du diamètre effectif).
Fig 2. L'impact de la bille de broyage sur le revêtement du broyeur à boulets
La figure 3 montre la position relative des billes de broyage. Lorsque la bille est abaissée à une certaine hauteur par le revêtement du broyeur à boulets rotatif, uniquement lorsque x> R1 + R2, la direction de déplacement V0 de Q1 ne changera pas et formera un impact direct sur le revêtement; quand x = R1 + R2, Q1 et Q2 se croisent, et la direction de mouvement V0 de Q1 ne changera pas beaucoup, cependant, une petite quantité de frottement réduira l'impact sur la doublure, et la plupart des cas de x <R1 + R2 n'aura pas d'impact direct sur la doublure.
La principale force de rupture du revêtement causée par l'impact du corps abrasif sur le revêtement est la composante verticale de la force tangentielle entre la surface du revêtement et le point de contact du corps abrasif. La taille de cette force est affectée par la forme de la doublure; l'état de mouvement, la vitesse et la direction du corps abrasif, ce qui affaiblit considérablement la résistance de la connexion directe et améliore le degré d'impact du revêtement.
La figure 3 montre la position relative des billes de broyage.
Géométrie des revêtements des broyeurs à boulets et état de l'installation
Afin d'améliorer la durée de vie du revêtement, de réduire la consommation de matériaux et les coûts de production, il est très important de réaliser une conception structurelle raisonnable à condition de répondre aux exigences du processus de broyage du ciment. Le grand broyeur importé par Jidong Cement Company, Hebei Taihang Cement Company et d'autres unités a une petite taille de plaque de revêtement, une grande épaisseur de plaque et une installation sans boulon, ce qui établit une bonne base de conception pour l'application de matériaux de haute dureté à la plaque de revêtement, et fait il possible d'augmenter considérablement la durée de vie de la plaque de revêtement. À l'heure actuelle, la base de conception de l'acier à haute teneur en manganèse est toujours utilisée dans la plaque de revêtement du broyeur à boulets en Chine. De la structure géométrique, elle est généralement mince et grande, et il y a une concentration de contrainte évidente au trou d'installation du boulon. Afin de garantir l'application stable du nouveau type de matériau de coulée résistant à l'usure et de profiter pleinement de ses avantages uniques, ce point doit être pris en compte lors de l'adoption de nouveaux matériaux de coulée hautement résistants à l'usure.
De plus, la qualité de l'installation joue également un rôle extrêmement important dans le service fiable des matériaux de haute dureté. Après une longue période d'exploration expérimentale, on constate que pour l'application de matériaux de moulage à haute dureté et haute résistance à l'usure, le fournisseur et l'unité d'application de la plaque de revêtement doivent bien coopérer, afin que l'utilisateur puisse mieux comprendre les caractéristiques du nouveau le matériau et la plaque de revêtement ne peuvent pas être suspendus ou desserrés pendant l'installation et peuvent obtenir un certain effet de coussin. Ceci est facile à faire dans le processus d'installation d'un moulin à ciment, ce qui peut assurer efficacement la bonne résistance à l'usure de la plaque de revêtement.
Principaux modes de défaillance et analyse des matériaux courants des revêtements de broyeur à boulets
Jusqu'à présent, près de la moitié des matériaux de revêtement des broyeurs à boulets dans l'industrie nationale du ciment sont encore en acier ordinaire à haute teneur en manganèse. Les principaux modes de défaillance des revêtements de broyeur à boulets en acier à haute teneur en manganèse sont les suivants:
Échec de fracture: le revêtement du broyeur à boulets est fortement impacté par le corps et les matériaux de broyage, en particulier dans la situation de développement à grande échelle d'un broyeur à ciment à haute efficacité et à économie d'énergie, l'énergie d'impact de la plaque de revêtement augmente. Bien que la ténacité de l'acier à haute teneur en manganèse soit très bonne, la qualité actuelle de l'approvisionnement ne peut pas être très bien garantie, par exemple, la teneur en carbone est trop élevée, le rapport de carbone au manganèse est incorrect et le traitement de trempe à l'eau a des problèmes, la rupture par rupture arrivera.
Déformation de saillie: le volume de revêtement en acier à haute teneur en manganèse est augmenté en raison de l'impact continu des abrasifs et des matériaux. Dans le même temps, en raison de l'extension des matières plastiques provoquée par l'impact, l'épaisseur du revêtement du broyeur diminue et la dimension circonférentielle augmente. Cependant, la dimension circonférentielle de la doublure est limitée par la dimension globale du broyeur à boulets, et il n'y a pas beaucoup d'espace d'expansion pour faire dépasser la doublure.En conséquence, les boulons de fixation sont cassés et certaines plaques de revêtement tombent. Ce phénomène se produit souvent dans les grandes usines et dans les petites usines.
Défaillance d'usure: L'usure abrasive est l'une des principales formes de défaillance du broyeur à boulets. Même si la plaque de revêtement travaillant dans la première chambre d'un grand broyeur supporte une grande contrainte et que la surface est facile à produire un écrouissage, la couche de durcissement est très mince. Sous l'action répétée de l'abrasif, le métal extrudé et bombé et la couche durcie impactée par de grands bords et coins abrasifs sont faciles à fissurer et à décoller. On constate qu'il y a plus de friction entre la planche de charrue et la surface de la planche de charrue dans les conditions de meulage et de durcissement.
Grâce à l'analyse de l'état de fonctionnement du revêtement et à l'analyse des défaillances du revêtement en acier à haute teneur en manganèse, nous nous rendons compte qu'il est sûr et efficace de sélectionner le matériau à haute dureté et haute résistance à l'usure avec de bonnes propriétés mécaniques complètes en fonction des conditions de travail de la cimenterie.
Sélection des matériaux des revêtements de broyeur à boulets
Conditions de sélection des matériaux
La plupart des broyeurs à boulets utilisés pour la production de ciment sont des broyeurs tubulaires dont le rapport longueur / diamètre L / d> 2.5. Le moulin a un bac de broyage grossier et un bac de broyage fin (dont certains sont trois bacs). Le bac de broyage grossier est principalement utilisé pour le concassage et le bac de broyage fin est principalement destiné au broyage. Les plaques de revêtement du broyeur primaire sont principalement une doublure étagée et une doublure ondulée, et les plaques de revêtement de certaines nouvelles usines à haut rendement et à économie d'énergie ne sont pas séparées de leurs formes de base. Les formes principales du bac de broyage fin sont la plaque de revêtement à motif, la petite plaque de revêtement ondulée et la plaque à revêtement plat. L'effet de la chambre de broyage grossier et de la chambre de broyage fin est différent, et le diamètre de la bille du corps de broyage chargé est différent, et l'impact sur la plaque de revêtement est également très différent. Avec le même diamètre de broyeur, le diamètre du corps de broyage dans la chambre de broyage grossier est grand, la fragmentation du matériau est également importante, l'impact sur la plaque de revêtement est important et la vitesse d'usure est élevée; la situation du bac de broyage fin est bien meilleure. Lors du choix des matériaux de revêtement, différents matériaux doivent être déterminés en fonction de différentes conditions.
Principaux problèmes à considérer dans le choix des matériaux des revêtements de broyeur à boulets
- La résistance relative à l'usure ou la durée de vie doivent être élevées;
- Il est très important d'avoir une résistance et une ténacité appropriées pour assurer la sécurité et la fiabilité du revêtement en service;
- En plus du coût de production du revêtement lui-même, le coût d'installation, le coût d'arrêt, le coût de la main-d'œuvre, la consommation de matériau auxiliaire et la productivité du remplacement du revêtement doivent être pris en compte.
Sélection des matériaux
La croissance industrielle augmente la consommation de pièces résistantes à l'usure, puis stimule et stimule le développement de l'industrie des matériaux résistants à l'usure. Le processus de production, les propriétés mécaniques et l'effet d'application industrielle de 40 à 50 marques typiques de matériaux en acier résistant à l'usure ont été industrialisés, et les caractéristiques de processus de diverses variétés et petits lots ont été formées. Après de nombreuses années de production et de recherche de matériaux résistants à l'usure, il est considéré que l'application de fonte multi-alliages à haute teneur en chrome dans le bac de broyage grossier d'un broyeur de taille inférieure ou égale à 3.0 m peut être utilisée de manière sûre et stable avec une excellente effet de résistance à l'usure et effet économique global; L'application d'acier au chrome-manganèse faiblement allié à teneur moyenne en carbone dans le bac d'ébauche du broyeur d'un diamètre inférieur à 3 m présente une bonne résistance à l'usure et des propriétés mécaniques complètes appropriées. En général, de nombreux types de matériaux en acier résistant à l'usure peuvent être sélectionnés pour le bac de broyage fin, et l'acier au chrome-manganèse à faible alliage de carbone développé et produit par nous a obtenu de bons résultats. S'il y a une forte capacité d'investissement, l'application de fonte à haute teneur en chrome peut produire l'effet d'aucun remplacement pendant de nombreuses années, et les avantages économiques et sociaux globaux sont plus importants.
- acier allié à haute teneur en chrome. C 2.2-2.8%, Cr 13-16%, Si 0.5-1.0%, Mn 0.6-1.2%, 0.5-1.3 Mo.
- Acier allié. 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.
