Os revestimentos e os meios de moagem do moinho de bolas são o maior consumo de peças de ferro e aço resistentes ao desgaste, com um consumo anual de 2 milhões de toneladas na China. Com o desenvolvimento da construção econômica da China, a demanda por cimento está aumentando ano a ano, e o consumo de materiais resistentes ao desgaste também está aumentando correspondentemente, o que consumirá mais metais e aumentará o custo de produção de cimento. Para o cimento com requisitos especiais (como cimento branco), a qualidade do cimento será reduzida e a produção não poderá ser realizada sem problemas. De acordo com a produção de cimento em 2003, são necessárias mais de 60000 toneladas de aço resistente ao desgaste de alta qualidade apenas para os revestimentos de moinhos. Além disso, os materiais utilizados para a produção de placas de revestimento na China são desiguais e o consumo real pode ser de quase 100000 toneladas. De acordo com as características da indústria de cimento, este trabalho analisa cuidadosamente o ambiente de trabalho e os motivos de falha de desgaste do revestimento do cilindro, estuda e seleciona o material dos revestimentos do moinho de bolas e executa a aplicação da produção.
Revestimentos de moinho de bolas análise das condições de trabalho
Análise de força
A principal função do revestimento do moinho de bolas é proteger o moinho e usar o pico convexo do revestimento para jogar a bola para moer e esmagar o material. Portanto, o principal modo de falha do revestimento é o desgaste abrasivo sob o impacto repetido de pouca energia. A Fig. 1 mostra o diagrama de movimento da bola de moagem e do material. No movimento de corpos e materiais de retificação, as esferas de grande diâmetro são distribuídas principalmente no anel externo. A maioria das bolas de moagem cai no fundo da cama de material e apenas uma pequena parte na chapa de revestimento. Devido ao efeito de amortecimento dos materiais e ao impacto mútuo entre os materiais e o corpo de retificação, a pista de rolamento do corpo de retificação é perturbada, o ponto de queda se desvia e a altura de queda é reduzida. Como resultado, o impacto do corpo abrasivo no revestimento é bastante reduzido, os tempos de impacto e a frequência de impacto são aumentados.
O impacto da bola de moagem no revestimento do moinho de bolas é mostrado na Fig. 2. O diâmetro do ponto de impacto D0 do moinho de bolas é menor que o diâmetro efetivo D do moinho. Através de análises, é determinado que a maioria dos corpos de moagem no compartimento só atinge a placa de revestimento após várias vezes de impacto e dobra. Portanto, o impacto na placa de revestimento é muito menor que a energia de impacto produzida pelo objeto vertical em queda de 0.95 D (geralmente a espessura da placa de revestimento representa 0.5% do diâmetro efetivo).
A Figura 3 mostra a posição relativa das esferas de moagem. Quando a bola é trazida para baixo a uma certa altura pela camisa giratória do moinho de bolas, somente quando x> R1 + R2, a direção do movimento V0 de Q1 não mudará e formará um impacto direto na camisa; quando x = R1 + R2, Q1 e Q2 passam um pelo outro, e a direção do movimento V0 de Q1 não mudará muito. No entanto, uma pequena quantidade de atrito reduzirá o impacto na camisa e na maioria dos casos de x <R1 + R2 não terá um impacto direto no revestimento.
A principal força da fratura do revestimento causada pelo impacto do corpo abrasivo no revestimento é o componente vertical da força tangencial entre a superfície do revestimento e o ponto de contato do corpo abrasivo. O tamanho dessa força é afetado pela forma do revestimento; o estado do movimento, a velocidade e a direção do corpo abrasivo, o que enfraquece bastante a força da conexão direta e melhora o grau de impacto do revestimento.
Geometria dos forros do moinho de bolas e status da instalação
A fim de melhorar a vida útil do revestimento, reduzir o consumo de material e o custo de produção, é muito importante executar um projeto estrutural razoável, sob a condição de atender aos requisitos do processo de moagem de cimento. O grande moinho importado pela Jidong Cement Company, Hebei Taihang Cement Company e outras unidades possui pequeno tamanho de chapa de revestimento, grande espessura de chapa e instalação sem parafusos, o que estabelece uma boa base de projeto para a aplicação de materiais de alta dureza na chapa de revestimento e faz É possível aumentar significativamente a vida útil da placa de revestimento. Atualmente, a base de projeto do aço com alto teor de manganês ainda é usada na placa de revestimento do moinho de bolas na China. A partir da estrutura geométrica, geralmente é fina e grande, e há uma óbvia concentração de tensão no orifício de instalação do parafuso. A fim de garantir a aplicação estável do novo tipo de material de fundição resistente ao desgaste e dar o máximo de suas vantagens exclusivas, esse ponto deve ser levado em consideração ao adotar novos materiais de fundição altamente resistentes ao desgaste.
Além disso, a qualidade da instalação também desempenha um papel extremamente importante no serviço confiável de materiais de alta dureza. Após um longo período de exploração experimental, verificou-se que, para a aplicação de materiais de fundição com alta dureza e alta resistência ao desgaste, o fornecedor e a unidade de aplicação da placa de revestimento devem cooperar bem, para que o usuário possa entender melhor as características do novo material e a placa de revestimento não podem ser suspensos ou afrouxados durante a instalação e podem obter um certo efeito de almofada. Isso é fácil no processo de instalação do moinho de cimento, o que pode efetivamente garantir a boa resistência ao desgaste da placa de revestimento.
Principais modos de falha e análise de materiais comuns para revestimentos de moinhos de bolas
Até agora, quase metade dos materiais de revestimento do moinho de bolas na indústria doméstica de cimento ainda são feitos de aço comum com alto teor de manganês. Os principais modos de falha dos revestimentos para moinhos de bolas de aço com alto teor de manganês são os seguintes:
Falha na fratura: o forro do moinho de bolas é fortemente impactado pelo corpo e materiais de moagem, especialmente na situação de desenvolvimento em larga escala do moinho de cimento de alta eficiência e economia de energia, a energia de impacto da placa de revestimento aumenta. Embora a tenacidade do aço com alto teor de manganês seja muito boa, a qualidade atual do suprimento não pode ser garantida muito bem; por exemplo, o teor de carbono é muito alto, a relação carbono do manganês é inadequada e o tratamento de endurecimento da água apresenta problemas, a falha na fratura Vai acontecer.
Deformação saliente: o volume do revestimento de aço com alto teor de manganês é aumentado devido ao impacto contínuo de abrasivos e materiais. Ao mesmo tempo, devido à extensão de materiais plásticos causada pelo impacto, a espessura do revestimento do moinho diminui e a dimensão circunferencial aumenta. No entanto, a dimensão circunferencial do revestimento é limitada pela dimensão geral do moinho de bolas, e não há muito espaço de expansão para fazer com que o revestimento se projete. Como resultado, os parafusos de fixação estão quebrados e algumas placas de revestimento caem. Esse fenômeno geralmente ocorre em usinas maiores e em usinas menores.
Falha no desgaste: o desgaste abrasivo é uma das principais formas de falha do moinho de bolas. Mesmo que a placa de revestimento que trabalha na primeira câmara do grande moinho sofra uma grande tensão e a superfície seja fácil de produzir o endurecimento do trabalho, a camada de endurecimento é muito fina. Sob a ação repetida do abrasivo, o metal que é extrudado e abaulado e a camada endurecida impactada por grandes bordas e cantos abrasivos são fáceis de quebrar e descascar. Verifica-se que há mais atrito entre a placa de arado e a superfície da placa de arado sob a condição de moagem e endurecimento.
Através da análise das condições de trabalho do revestimento e da análise de falhas do revestimento de aço com alto teor de manganês, percebemos que é seguro e eficaz selecionar o material com alta dureza e alta resistência ao desgaste, com boas propriedades mecânicas abrangentes de acordo com as condições de trabalho da fábrica de cimento.
Seleção de material para camisas de moinho de bolas
Condições de seleção de material
A maioria dos moinhos de bolas usados para a produção de cimento são moinhos de tubo com razão de diâmetro de comprimento L / d> 2.5. O moinho tem uma caixa de moagem grossa e uma caixa de moagem fina (algumas das quais são três caixas). O escaninho de moagem grossa é usado principalmente para trituração e o escaninho de moagem fina é principalmente para moer. As placas de revestimento do moinho primário são principalmente revestimentos escalonados e ondulados, e as placas de revestimento de alguns novos moinhos de alta eficiência e economia de energia não são separados de suas formas básicas. As formas principais da caixa de moagem fina são placas de revestimento padrão, pequenas placas de revestimento corrugado e placas de revestimento plano. O efeito da câmara de moagem grossa e da câmara de moagem fina é diferente, e o diâmetro da esfera do corpo de moagem carregado é diferente, e o impacto na placa de revestimento também é muito diferente. Com o mesmo diâmetro do moinho, o diâmetro do corpo de moagem na câmara de moagem grossa é grande, a fragmentação do material também é grande, o impacto na placa de revestimento é grande e a velocidade de desgaste é alta; a situação da caixa de moagem fina é muito melhor. Ao escolher os materiais de revestimento, diferentes materiais devem ser determinados de acordo com as diferentes condições.
Principais problemas a serem considerados na seleção de materiais para revestimentos de moinhos de bolas
- A resistência relativa ao desgaste ou vida útil deve ser alta;
- É muito importante ter resistência e resistência adequadas para garantir a segurança e a confiabilidade do revestimento em serviço;
- Além do custo de produção do próprio revestimento, o custo de instalação, o custo de parada, o custo da mão-de-obra, o consumo de material auxiliar e a produtividade da substituição do revestimento devem ser considerados.
Seleção de material
O crescimento industrial aumenta o consumo de peças resistentes ao desgaste e, em seguida, estimula e impulsiona o desenvolvimento da indústria de materiais resistentes ao desgaste. O processo de produção, as propriedades mecânicas e o efeito de aplicação industrial de 40-50 marcas típicas de materiais de aço resistentes ao desgaste foram industrializados e as características do processo de várias variedades e pequenos lotes foram formadas. Após muitos anos de produção e pesquisa de materiais resistentes ao desgaste, considera-se que a aplicação de ferro fundido com alto teor de cromo e alta liga na lixeira grossa do moinho com tamanho menor ou igual a 3.0 m pode ser usada com segurança e estabilidade com excelente efeito de resistência ao desgaste e efeito econômico abrangente; A aplicação de aço carbono com cromo e manganês de baixa liga de carbono médio na caixa de desbaste do moinho com diâmetro inferior a 3 m apresenta boa resistência ao desgaste e propriedades mecânicas abrangentes apropriadas. Em geral, muitos tipos de materiais de aço resistentes ao desgaste podem ser selecionados para a lixeira fina, e o aço de manganês de cromo e ligas médias de baixo carbono desenvolvido e produzido por nós alcançou bons resultados. Se houver uma forte capacidade de investimento, a aplicação de ferro fundido com alto cromo pode obter o efeito de não ser substituída por muitos anos, e os benefícios econômicos e sociais abrangentes são mais proeminentes.
- aço de alta liga de cromo. C 2.2-2.8%, Cr 13-16%, Si 0.5-1.0%, Mn 0.6-1.2%, 0.5-1.3 Mo.
- Liga de aço. 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.