球磨机设备衬板和球磨机钢球为球磨机正常运转中的最主要工作部件。现代化生产科技的发展，球磨机的直径越来越大，直径五米左右的磨机在生产中已广泛应用，因此对衬板和磨球的质量要求越来越高。由于衬板和磨球长期处在严酷的工况中，维修量和更换量都相当大，不仅浪费人力、物力、财力，且直接影响生产效率，影响现代化企业的文明生产。因此，研究新型抗磨材质的衬板、磨球，创造球磨机最佳工作状态，是提高产量、降低消耗、争取良好经济和文明环境的重要途径。

一、 关于衬板

传统的球磨机设备高锰钢不适宜做球磨机衬板，这已经是众所周知的了，高锰钢衬板的缺点是：容易发生蠕变和延展、表面相变会引起的反弓变形，在球磨机工况中不可能得到理想的加工硬化。前者是漏粉和断螺栓的根本原因，而后者则表明无法实现想象中的抗磨性能：这里必须说明的一句是即使得到部分加工硬化，也不能作为抗磨程度的一种标志，因为这里的加工硬化是一种“破坏”后的硬化，它和衬板的初始硬度是有区别的。

    硬就意味着耐磨，这是不容置辩的。七、八十年代，国内外推出大批高硬度衬板、磨球材质，如高铬铸铁、镍硬铸铁、高碳合金钢、马氏体球铁和一些中碳合金钢等，但是由于这些材料的韧性值都比较低，有的ak值仅有5J左右。受传统衬板形式的束缚，都没有得到广泛的推广应用。衬板的断裂已成为高硬度、高抗磨材质应用的最大障碍。 传统球磨机设备衬板设计的根本错误已不能适应抗磨材料的发展。 传统衬板安装结构主要有两种形式，一种是火电厂广泛采用的“燕尾槽咬合、拧紧楔固定”；一种是矿山、水泥、化工和国内外大型火电厂广泛采用的每块衬板都用螺栓分别固定在筒体的方式。 燕尾槽的配合是否理想，我们且不谈，但拧紧楔高于衬板会首先被磨损，拧紧楔全部功能来自一个“吊螺栓”，吊螺栓是最不稳定的一种紧固方式，由最不稳定的吊螺栓和首先被磨损的拧紧楔去稳定磨机的所有衬板，这毫无疑问是个错误设计。 那么球磨机设备衬板直接用螺栓固定呢？我们不谈磨机制造过程中打上一千个孔是否合理、是否麻烦，也不谈一千颗螺栓制造了一千个泄漏点，工人拧一千个大螺栓是否辛苦；只讨论抗磨件上是否应当搞一个孔？这个孔在铸造和热处理过程中会产生千百个裂纹源，孔是这个工件的最危险最薄弱的位置，用衬板中最危险最薄弱的位置固定整块衬板，去承受几十吨、一百多吨磨球在长期运转中的巨大作用力，那是极不合理的设计。国内外证明衬板的断裂是衬板失效的主要原因。而断裂的绝大部分是通过螺孔发生的。 针对高硬度材质的特点，我们分析比较了几十种衬板的结构形式及他们磨损失效的原因，设计出“组合自固无螺栓球磨机设备衬板”—陈氏衬板！这是近百年来球磨机衬板的划时代产品！

组合的含义有两个方面：一是指衬板结构形式，二是指衬板安装的整体形式；自固的意义同样是指两方面：一是衬板本身自我强化，二是安装后的自我紧固。

组合衬板的设计中，球磨机设备衬板分别由板体和铆板两个或三个独立部分组成。板体的功用为抗磨，材质为高硬度合金；铆板为韧性合金，功用为稳定板体并向板体施加予应压力。

锻球和轧球的品种主要为高碳铬钼合金类和中、低碳锰合金类。锻球和轧球工艺简单，制造成本低，考虑经济效益矿山类湿法工艺目前一般采用低铬合金磨球，其在铁矿、铜矿、钼矿中磨耗一般在500~700克左右。提高低铬合金球的硬度是降低磨耗最有效的方式。我们曾把低铬球的硬度提高到HRC55左右，其在铜矿的磨耗在550克左右。由于生产工艺的原因，球磨机设备锻球的质量应当比轧球略好一些。 但直径大于110mm时建议采用高碳铬钼低合金锻球，主要是考虑到大直径铸球破碎率可能会高些。锻球的碳含量一般在1%左右，铬小于2% 。低铬铸球硬度一般应在HRc48左右，应尽可能的提高低铬铸铁球的硬度，以提高经济效益。我们和印度厂合作生产的低铬铸铁磨球硬度高达HRc55，且心部和表面硬度相差很少。无论电厂、矿山、水泥都具有很好的费效比。火电厂的磨球直径一般不要大于φ60mm。水泥和矿山应依据磨机直径、衬板的表面形状和入料粒度进行球径级配。级配原则只有一个：尽可能降低磨球的直径，因为球磨机是研磨机，如果靠它去承担破碎作用哪怕仅仅是一小部分的，那也是十分不妥当的。

长期以来，一种不太正确的说法流传较广，即：“球磨机设备球的硬度比衬板高HRc3~5。”问其原因，却无所适从。 衬板和磨球毫无疑问是个配合关系，和物料共同形成三体磨料磨损。但究竟怎么为好？应当说借用机械设计中的“基孔制”或“基轴制”概念理解最好。就球磨机而言衬板对生产的影响比磨球大的多，那么应当是“基板制”。因此在衬板和磨球的选择之中，首先应决定的是衬板，必须保证衬板的使用寿命在两个大修期以上，并且尽可能的不要维修。优先选择那些可靠性好、抗磨程度高的衬板。例如：组合自固高铬铸铁衬板，其电厂煤磨使用寿命可达二十年，水泥磨寿命十年，且几乎不用维修。双介质淬火中合金钢衬板在电厂煤磨使用寿命八年以上，水泥磨三年左右，铁矿约十个月。即使是双介质淬火低铬合金钢衬板在电厂煤磨的寿命也能在六年以上，水泥磨在两年左右，在铁矿磨的使用寿命也在八个月以上。 衬板和磨球的硬度应在HRc50以上，这主要因为磨料中的硬质相的硬度为莫氏硬度六、七，估算接近HRc60，理论上研磨介质硬度大于或等于磨料硬度的百分之八十，才具有理想的抗磨效果。 球磨机设备衬板决定后磨球就容易选了，只要衬板的使用寿命保证两个大修期，那么应当主张磨球的抗磨性能最好的即是优先选择的。假如说衬板和磨球都可以十年不换的话，那当然是很理想的。一个原则：降低成本、减轻工人劳动强度，提高运转率。

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