多年來，技術員根據(jù)設備特性設計了多種耐磨、抗磨材料，但直到今日實際應用在球磨機襯板上的仍以鋼鐵材料為主。目前我國用以生產(chǎn)襯板的材料參差不齊，不同行業(yè)由于工況條件的不同，對耐磨材料的性能、質(zhì)量要求有大不同，但其結構特點和磨損原理存在著較大的相似之處。所以我們針對水泥行業(yè)的特點，認真分析了筒體襯板的工作環(huán)境及磨損失效原因，就生產(chǎn)和應用的三種金屬材料襯板的應用結果、特點及經(jīng)濟效果進行了分析總結。
一、球磨機筒體襯板工況條件分析
1、筒體襯板受力分析
球磨機筒體襯板的主要作用是利用襯板表面及其凸峰帶起磨球，對物料進行粉碎和研磨。襯板的主要失效形式是小能量多次沖擊下的磨料磨損。研磨體群和物料在運動中，大直徑的磨球主要分布在外圈，瀑落時大部分砸在物料床底部，有小部分砸在襯板上，由于物料的緩沖作用和物料與研磨體在工作中相互撞擊，打亂了研磨體的運行軌跡，使得落擊點偏離，高度降低，因此可以減緩研磨體對襯板的一次沖擊。所以說，一般情況下，磨球和物料下落并不直接沖擊到筒體的襯板上，而是沖擊到磨球和物料層上。
研磨體對襯板沖擊造成襯板斷裂的主要作用力，是襯板表面與砸到磨體接觸點切向的垂直分力，這個力的大小受襯板形狀，研磨體運動狀態(tài)、速度和方向等諸多因素影響，也使之大程度上削弱了直接作用的強度，使襯板受沖擊程度減弱
2、傳統(tǒng)襯板材料存在的主要問題
直至目前國內(nèi)水泥行業(yè)球磨機襯板的材料仍多使用傳統(tǒng)的耐磨材料—高錳鋼，存在著以下問題：
（1）斷裂失效：球磨機襯板因受到研磨體和物料的較大沖擊，特別是目前水泥磨向著高效節(jié)能的大型化發(fā)展形勢下，襯板的受沖擊功作用增大，斷裂的危險性增加。盡管高錳鋼韌性好，但目前供貨質(zhì)量不能好保證，例如出現(xiàn)含碳量過高，錳碳比不當，水韌處理存在問題時會發(fā)生斷裂失效。
（2）凸起變形：高錳鋼襯板在工作中受到研磨體和物料的不斷沖擊產(chǎn)生相變使體積增大，同時還由于沖擊來塑性材料的延展，造成襯板厚度尺寸降低，周向尺寸加大的塑性變形，而襯板的周向尺寸受球磨機外形尺寸的限制，沒有多少伸縮空間導致襯板凸起，引起堅固螺栓的拉斷，甚至造成部分襯板脫落等嚴重后果。這種現(xiàn)象在較大型球磨機上時有發(fā)生，在小型球磨機上也有發(fā)生；
（3）磨損失效：磨料磨損是球磨機襯板失效的主要形式之一，即便在大磨一倉工作的襯板承受的應力較大，表面容易產(chǎn)生加工硬化，但這種硬化層薄，在磨料的反復作用下，被擠壓變形隆起的金屬及受大塊磨料棱角沖擊的硬化層容易開裂而剝落。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)多條件下的襯板表面實現(xiàn)加工硬化的程度有限，就加速了研磨體，物料與襯板的干摩擦磨損，并伴隨有鑿削和犁鏵現(xiàn)象發(fā)生。實際應用試驗，如使用鋼球直徑已達到φ127mm的φ3.2×3.1m的大型球磨機筒體襯板磨損后的硬度也僅能達到HRC 34，遠遠低于設備中高錳鋼易損件所能達到的硬度，也就是說，在該條件下高錳鋼不是一種好的耐磨材料。
經(jīng)過對襯板工作狀況和高錳鋼，襯板的失效分析，我們認為針以地水泥球磨機的工作條件，選擇具有較好綜合機械性能的高硬度、高耐磨性材料，生產(chǎn)該條件下應用的襯板才是安全有效并經(jīng)濟合理的。
