球磨機磨球材質的發展現狀

摘要

目前礦山機械行業發展迅速，球磨機襯板的選材也日新月異，在綜合分析了國內外磨球材質狀況以后，本文主要介紹了常用磨球材料抗磨白口鑄鐵的研究進展等問題以后，提出了結合本地資源，開發優質，耐用，低耗和經濟效益顯著的磨球材料研制方向。

關鍵詞：球磨機 鋼球 材料 發展

球磨機是廣泛用于建材、選礦、水泥、火力發電及化肥生產的主要研磨設備，其中磨球的損耗量 的抗磨件。因此，隨著建材等 工業的不斷發展，磨球的需要量將大大增加。僅據近年來不完全統計，全國每年就要消耗數百 噸各種磨球，價值達數十億元，其中一九八五年和一九八六年對水泥及礦山磨機的統計表明；我國大中小水泥廠不包括鄉鎮六千余個，現主要沿用普通鍛鋼球，平均每噸水泥消耗一公斤鋼球，粉磨每噸金屬礦石約消耗二公斤鋼球，這與當時國際水平相比相關近十 。按一九九六年全國的水泥產量一億五千 噸計算，僅水泥磨機不包括原料磨就消耗了十到十五 噸鋼材，況且使用鍛鋼球，由于抗磨性差（磨損及變形量均較大），致使水泥產得不穩定、細度波動大，縣城補球次數頻繁，1～2 之內還需要倒磨篩選一次，從而造成停機時間長、勞動強度大、生產效率低。這種低抗磨性的材質嚴重地阻礙了生產力的發展，研磨體的更新已經到了迫在眉睫的地步。

國外一些發達國家，如英，美，德，前蘇聯，日本等在六十年代初期，水泥磨機的球耗量（磨球損失量與研磨水泥量之比）一般也在8000～1000g/t左右，只是到了六十年代末，七十年代初，他們的水泥用訂于才基本上完成了由鍛鋼球、普通白口鐵球向鎳硬鑄鐵球、高鉻白口鑄鐵磨球的過渡。尤其是作為第三代抗磨合金的高鉻白口鑄鐵的研制成功，使得4.5m以上大型水泥磨機的球耗量下降到30～50g/t，中、小型水泥磨機的球耗量也降到僅100g/t左右，新的材質革命促進了生產及經濟效益的極大提高。英、美、德等國紛紛將高攻鑄鐵列為國家標準。有力的促進了生產力的發展。

目前，國外常用磨球的材質除高攻鑄鐵以外，基本狀況大體為；德國磨球材質主要還有高醫囑鑄鋼和低合金鋼，日本主要還有高攻鋼球，低鉻鋼球和鍛造普通鋼球，美國、加拿大磨球材料常用鎳硬鑄鐵、中碳低合金鋼及高碳高合金鋼，從他們報道的使用情況來看，還是高攻鑄球基本上能反映出國際水平。

我國只是在七十年代中期才開始研究，推廣鉻系白口鑄鐵，西安交通大學率選研制出Mn-Cr-Cu-Mo系列和高鉻系抗磨白口鑄鐵，獲得了良好的使用性能。爾后，清華大學，沈陽鑄造研究所，合肥工業大學，北京科技大學，大連理工大學，河南工學院等單位選后也開始了一系列抗磨材料及工藝的研制工作，為我國抗磨材質的發展奠定了理論基礎。進入八十年代以后，我國研制的各種系列新型抗磨材料逐漸應用于實際磨粒磨損作業，有的已經接近和達到國外同類產品的水平。據介紹，有些單位研制的高鉻鑄鐵球在中、小水泥磨機中表現出的抗磨性為鍛鋼球的7～10 ，使球耗量下降到近100g/t。然而問題在于：我國鉻資源 ，價格昂貴，且生產高鉻球又須用電爐熔煉，這樣生產出的訂于成本極高，售價當然也就很高，一般的中、小水泥廠用不起。更主要的是，生產高鉻鑄鐵球在我國時間還不長，制造磨球的熔煉，鑄造及熱處理工藝均不很成熟，大多數廠家生產出的高鉻鑄球都還不能完全發揮出高鐵路鑄鐵材質本身潛在的優良特性，只能用在一些承受沖擊載荷不大的中小球磨機中，即便如此，碎球的問題也還沒有完全 。正因為這些方面的原因，才使得高鉻鑄球在我國一直沒有能提到推廣運用。一些八十年代初我國從國外引進的成套大型水泥設備的研磨體還需要從國外進口，冀東、寧國、準海四大水泥廠的球磨機（特別是直徑大于三米的大型球磨機）中的磨球均不是國產的，而是日本，比利時、丹麥等地廠家生產的高鉻磨球。目前我們國內生產的幾種磨球，其材質大體可歸納為表1所示。

其實，我國廣大耐磨材料工作者在借鑒國外先進技術的基礎上，緊密結合本國資源，在研究和完善以高鉻鑄鐵粉主的高合金抗磨材料的同時，對低合金抗磨鑄鐵如錳系、鎢系、硼系、釩系白口鑄鐵也進行了一系列的研究，做了許多艱苦細致的工作，這對改進我國水泥廠中、小磨機中的純鍛鋼由狀況確實起到了非常重要的作用。具體如表2所示。

從表2可以看出，這些低合金抗磨鑄鐵磨球，主要是在普通白口鑄鐵的基礎上加入了一些合金元素，同時還相應地采取了一些熱處理措施以改進普通白口鑄鐵的韌性，只是發展，這些低合金鑄鐵球的耐磨性還是信仰且不夠穩定，大多數只是添加單一的合金元素于普通白口鐵中，有的合金含量還是集市，尤其是這些低合金鑄鐵球有的還采用等溫處理或分級淬火的熱處理工藝，需要?？氐柠}浴爐設備，故操作工藝復雜，磨球質量也不易控制，正是上述種種不足限制了這些低合金鑄鐵球的進一步生產和應用。

綜合上述：磨球在我國的需要量很大，而國內目前 磨球材質的狀態基本是：高鉻鑄鐵材質雖然性能好，但價格高，一般中小水泥用不起，更何況國內的大多數廠家的高鉻鑄鐵球的質量還不穩定，低檔的磨球材質，如鍛鋼球，普通白口鑄鐵球，雖然價格便宜，但耐磨性太差，遠不能適應日益發展的水泥秤的需要。近年來一些單位研制的低合金鑄鐵訂于，目前國內用得較多的鉻銅或鉻鉬銅抗磨白口鑄鐵磨球在生產和使用性能上也都存在一些問題，使得鑄球質量難以保證。因此研制出一種即具有較好綜合機榨性能和抗磨性能，又能低利用本地資源，不用或很少用在我國屬 ，貴重的元素，又便于生產制造的新型低合金抗磨鑄鐵磨球，有著非常重要的現實意義。