การหล่อเหล็กโครเมียมและแมงกานีสสูงของ Crusher: คู่มือฉบับเต็ม

ในการบดและการแปรรูปแร่ ชิ้นส่วนที่สึกหรอจะไม่ถูกจำกัดให้เหลือน้อยที่สุด แต่เป็นส่วนประกอบที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมอย่างแม่นยำ ซึ่งองค์ประกอบของวัสดุ โครงสร้างจุลภาค และการบำบัดความร้อนจะเป็นตัวกำหนดปริมาณงาน ต้นทุนการดำเนินงาน และคุณภาพผลิตภัณฑ์ของวงจรทั้งหมด ทางเลือกระหว่างการหล่อเหล็กแมงกานีสสูงและเหล็กหล่อโครเมียมสูงคือการตัดสินใจเลือกวัสดุที่เป็นผลสืบเนื่องมากที่สุดเพียงประการเดียวในการเลือกชิ้นส่วนสึกหรอของเครื่องบด และการผิดพลาดจะทำให้ต้องเสียเวลาหยุดทำงาน การเปลี่ยนก่อนกำหนด และการสูญเสียการผลิตมากกว่าส่วนต่างของราคาล่วงหน้าระหว่างตระกูลโลหะผสมทั้งสอง

คู่มือนี้ครอบคลุมถึงโลหะวิทยา คุณลักษณะด้านประสิทธิภาพ ตรรกะในการคัดเลือก และเกณฑ์การจัดซื้อสำหรับประเภทการหล่อการสึกหรอของเครื่องบดที่สำคัญที่สุดสี่ประเภท: เครื่องบดกระแทกการหล่อโครเมียมสูง , การหล่อเหล็กแมงกานีสสูงของเครื่องบด ส่วนประกอบเหล็กหล่อโครเมียมสูง และกรามบด แผ่นกรามเหล็กแมงกานีสสูงของเครื่องบด — โดยเน้นไปที่แผ่นกรามคงที่ ซึ่งเป็นชิ้นส่วนสึกหรอที่ถูกแทนที่มากที่สุดในการติดตั้งกรามบดใดๆ

โลหะวิทยาของการสึกหรอของเครื่องบด: เหตุใดวัสดุศาสตร์จึงกำหนดต้นทุนการดำเนินงาน

ชิ้นส่วนที่สึกหรอของเครื่องบดจะเสียหายด้วยกลไกสองประการที่แตกต่างกัน ได้แก่ การเสียดสีและการกระแทก และกลไกเหล่านี้เรียกร้องให้มีการตอบสนองของวัสดุที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน ไม่มีโลหะผสมชนิดใดที่เหนือกว่าทั้งสองอย่างในเวลาเดียวกัน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการเลือกการหล่อแบบสึกหรอจึงต้องขับเคลื่อนโดยการผสมผสานเฉพาะของความรุนแรงของการกระแทกและความแข็งจากการเสียดสีที่ปรากฏในการใช้งานแบบบด

การสึกหรอจากการเสียดสี: บทบาทของความแข็งของพื้นผิว

การสึกหรอจากการเสียดสีเกิดขึ้นเมื่ออนุภาคแร่แข็ง เช่น ควอตซ์ หินแกรนิต หินบะซอลต์ แร่เหล็ก ตะกรัน เลื่อนหรือม้วนไปกับพื้นผิวการหล่อ ไถร่องขนาดเล็ก และขจัดวัสดุที่ระดับความไม่แน่นอน ความต้านทานเบื้องต้นต่อการเสียดสีคือความแข็งของพื้นผิว: พื้นผิวที่แข็งกว่าจะเสียรูปน้อยลงเมื่อมีการสัมผัสของอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ส่งผลให้ความลึกของร่องไถและปริมาตรของวัสดุถูกแทนที่ต่อระยะการเลื่อนหนึ่งหน่วย ด้วยเหตุนี้เหล็กหล่อโครเมียมสูงซึ่งมีความแข็ง 58–68 HRC จึงมีประสิทธิภาพเหนือกว่าเหล็กกล้าแมงกานีสสูงมาตรฐานอย่างมาก (ความแข็งเริ่มต้น 180–220 HBN เทียบเท่ากับประมาณ 15–20 HRC) ในสภาพแวดล้อมการเสียดสีล้วนๆ

การสึกหรอของแรงกระแทก: บทบาทของการแข็งตัวและความเหนียวของงาน

การสึกหรอจากการกระแทกเกิดขึ้นเมื่อเศษหินกระทบกับพื้นผิวการหล่อด้วยความเร็ว ทำให้เกิดความเข้มข้นของความเค้นเฉพาะที่ ซึ่งสามารถแตกหักของวัสดุที่เปราะหรือทำให้พลาสติกมีความเหนียวผิดรูปได้ ความแข็งขั้นสุดของเหล็กหล่อโครเมียมสูงมาพร้อมกับความทนทานต่อการแตกหักต่ำ — ค่าแรงกระแทกแบบชาร์ปีทั่วไปอยู่ที่ 3–8 J สำหรับเหล็กโครเมียมสูง เทียบกับ 100–200 J สำหรับเหล็กแมงกานีสสูง — ทำให้เสี่ยงต่อการแตกร้าวและการหลุดร่อนเมื่อถูกกระแทกด้วยพลังงานสูงซ้ำๆ ข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์ของเหล็กกล้าแมงกานีสสูงคือโครงสร้างจุลภาคออสเทนนิติก: ภายใต้การรับแรงกระแทกซ้ำๆ งานพื้นผิวจะแข็งตัวจากความแข็งขณะหล่อที่ 180–220 HBN ถึง 450–550 HBN ทำให้เกิดชั้นพื้นผิวแข็งที่ได้รับการสนับสนุนจากแกนที่มีความเหนียวและทนทาน ซึ่งดูดซับพลังงานกระแทกโดยไม่มีการแพร่กระจายของรอยแตกร้าว

กลไกการชุบแข็งในการทำงานนี้เป็นคุณสมบัติที่กำหนดของเหล็กแมงกานีสสูงและเหตุผลที่มันยังคงเป็นวัสดุที่เลือกใช้สำหรับแผ่นกรามและชิ้นส่วนสึกหรอของเครื่องบดรับแรงกระแทกสูงอื่นๆ มานานกว่า 130 ปีนับตั้งแต่สิทธิบัตรดั้งเดิมของ Robert Hadfield ในปี 1882 ข้อกำหนดที่สำคัญสำหรับการแข็งตัวของชิ้นงานที่จะเกิดขึ้นก็คือ ความเครียดจากการกระแทกจะต้องเกินกำลังรับผลผลิตของวัสดุ ในการใช้งานที่พลังงานกระแทกต่ำ — การบดละเอียดของหินอ่อนหรือการทำงานของเครื่องบดกรามช้า — พื้นผิวเหล็กแมงกานีสไม่สามารถเข้าถึงการชุบแข็งได้ และทำงานได้ไม่ดีเมื่อเทียบกับทางเลือกอื่นที่แข็งกว่าแต่เปราะมากกว่า

เหล็กหล่อโครเมียมสูง: องค์ประกอบ โครงสร้างจุลภาค และคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพ

เหล็กหล่อโครเมียมสูง (HCCI) เป็นวัสดุหล่อที่ทนต่อการเสียดสีชั้นนำสำหรับการใช้งานเครื่องบดซึ่งมีการสึกหรอจากการเสียดสีและการรับแรงกระแทกอยู่ในระดับปานกลางถึงต่ำ ความได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่เหนือกว่าเหล็กแมงกานีสในการใช้งานที่เหมาะสมนั้นไม่ได้จำกัด — โดยทั่วไปแล้ว เหล็กหล่อโครเมียมสูงจะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าเหล็กแมงกานีสสูงถึง 2-5 เท่าในการใช้งานที่มีการเสียดสีสูงและมีแรงกระแทกต่ำ ความแตกต่างที่เปลี่ยนแปลงพื้นฐานทางเศรษฐกิจของการดำเนินการย่อย

องค์ประกอบและพื้นฐานโครงสร้างจุลภาคของความต้านทานการสึกหรอ

เหล็กหล่อโครเมียมสูงมีลักษณะพิเศษโดยมีปริมาณโครเมียม 12–30% และมีปริมาณคาร์บอน 2.0–3.6% ทำให้เกิดโครงสร้างจุลภาคที่ประกอบด้วยฮาร์ดโครเมียมคาร์ไบด์ (ประเภท M7C3) ที่ฝังอยู่ในเมทริกซ์โลหะที่สามารถเป็นมาร์เทนซิติก ออสเทนนิติก หรือส่วนผสมขึ้นอยู่กับการให้ความร้อน โครเมียมคาร์ไบด์ M7C3 มีความแข็งเท่ากับ 1,400–1,800 แรงม้า — แข็งกว่าแร่ธาตุส่วนใหญ่ที่พบในฟีดเครื่องบดทั่วไป รวมถึงควอตซ์ (ประมาณ 1,100 HV) ความแข็งของคาร์ไบด์ขั้นสุดขีดนี้เป็นสาเหตุหลักของความต้านทานการขัดถูของ HCCI

ส่วนปริมาตรของโครเมียมคาร์ไบด์ในโครงสร้างจุลภาคจะเพิ่มขึ้นตามปริมาณคาร์บอนและโครเมียม เกรดคาร์บอนสูงและโครเมียมสูง (3.0–3.5% C, 25–30% Cr) มีเศษส่วนปริมาตรคาร์ไบด์ 35–45% ซึ่งให้ความต้านทานการเสียดสีสูงสุด เกรดคาร์บอนต่ำ (2.0–2.5% C, 12–15% Cr) ยอมเสียสละความต้านทานการเสียดสีบางส่วนเพื่อเพิ่มความเหนียว ทำให้เหมาะสำหรับงานที่มีแรงกระแทกปานกลางมากขึ้น

การอบชุบด้วยความร้อน: บรรลุสภาวะเมทริกซ์ที่เหมาะสมที่สุด

เหล็กโครเมียมสูงแบบหล่อมีเมทริกซ์ออสเทนนิติกที่มีความแข็งปานกลาง การอบชุบด้วยความร้อนจะเปลี่ยนเมทริกซ์เป็นมาร์เทนไซต์ ซึ่งเพิ่มความแข็งโดยรวมได้อย่างมาก และปรับปรุงความสามารถของเมทริกซ์ในการรองรับเฟสคาร์ไบด์ภายใต้การสัมผัสที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ลำดับการรักษาความร้อนมาตรฐานสำหรับการหล่อเครื่องบดเหล็กโครเมียมสูงคือ:

1. ความไม่เสถียร: การให้ความร้อนที่ 950–1,050°C เป็นเวลา 4–8 ชั่วโมงจะทำให้คาร์ไบด์ทุติยภูมิตกตะกอนจากเมทริกซ์ออสเทนนิติก ส่งผลให้ปริมาณคาร์บอนของเมทริกซ์ลดลง และเพิ่มอุณหภูมิเริ่มต้นของมาร์เทนไซต์ ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในระหว่างการทำความเย็นในภายหลัง
2. การดับอากาศ: การระบายความร้อนด้วยอากาศบังคับจากอุณหภูมิที่ไม่เสถียรจะเปลี่ยนเมทริกซ์จากออสเทนไนต์ไปเป็นมาร์เทนไซต์ โดยเพิ่มความแข็งของเมทริกซ์จากประมาณ 400 HV เป็น 700 HV และเพิ่มความแข็งในการหล่อโดยรวมเป็น 58–68 HRC
3. การแบ่งเบาบรรเทา: อุณหภูมิต่ำที่ 200–260°C ช่วยลดความเค้นตกค้างที่เกิดขึ้นระหว่างการชุบแข็ง ซึ่งช่วยเพิ่มความเหนียวเล็กน้อยโดยไม่ลดความแข็งลงอย่างมาก สำคัญมากสำหรับการหล่อขนาดใหญ่ซึ่งความเครียดจากการดับอาจทำให้เกิดการแตกร้าวได้

เหล็กหล่อโครเมียมสูงที่ผ่านการอบร้อนอย่างเหมาะสมจะมีความแข็งโดยรวมอยู่ที่ 58–68 HRC — ระดับที่ไม่สามารถตัดเฉือนด้วยวิธีทั่วไปได้ และให้ความต้านทานต่อการเสียดสีได้ดีกว่าวัสดุหล่อเหล็กอื่น ๆ ในสภาวะการบดและการสึกหรอแบบเลื่อนที่มีความเครียดสูง

เกรด HCCI และการใช้งานในการหล่อแบบบดกระแทก

Impact Crusher การหล่อโครเมียมสูง: โบลว์บาร์, แผ่นเบรกเกอร์ และไลเนอร์ด้านข้าง

เครื่องบดกระแทก — ทั้งตัวกระแทกเพลาแนวนอน (HSI) และเครื่องกระแทกเพลาแนวตั้ง (VSI) — กำหนดให้ชิ้นส่วนที่สึกหรอมีรูปแบบการโหลดที่แตกต่างกันโดยพื้นฐานมากกว่าเครื่องบดแบบขากรรไกรหรือแบบกรวย แทนที่จะบดอัดระหว่างสองพื้นผิว เครื่องบดแบบกระแทกจะเร่งหินด้วยความเร็วสูงให้กลายเป็นทั่งที่อยู่กับที่หรือชนกับอนุภาคหินอื่นๆ ชิ้นส่วนที่สึกหรอในเครื่องบดกระแทกจะต้องต้านทานการเสียดสีความเร็วสูงของอนุภาคแร่ที่เลื่อนผ่านพื้นผิวไปพร้อมๆ กัน และการกระแทกซ้ำๆ ของเศษหินที่กระแทกที่ความเร็วปลายโรเตอร์ 25–55 เมตรต่อวินาที

การเลือกบาร์ระเบิด: การตัดสินใจของเครื่องบดกระแทกวิกฤต

แท่งเป่า — องค์ประกอบกระแทกที่ติดตั้งโรเตอร์ซึ่งจะกระทบกับหินที่เข้ามา — เป็นส่วนประกอบที่มีการสึกหรอสูงสุดในเครื่องบด HSI และการหล่อที่มีความสำคัญต่อประสิทธิภาพมากที่สุดในเครื่องจักรทั้งหมด การเลือกวัสดุแท่งเป่าจะต้องสร้างสมดุลระหว่างความต้านทานการเสียดสีกับความทนทานต่อแรงกระแทกภายในขอบเขตการทำงานเฉพาะของเครื่องจักรและวัสดุป้อน:

• แท่งโครเมียมสูง (Cr20–Cr26 HCCI): แนะนำให้ใช้สำหรับการบดกระแทกขั้นทุติยภูมิและตติยภูมิโดยที่ฟีดมีขนาดต่ำกว่า 100 มม. อยู่แล้ว ซึ่งจะช่วยลดพลังงานกระแทกสูงสุดต่อเหตุการณ์ ในการบดหินปูนที่สะอาดและมีฤทธิ์กัดกร่อนสูงในขั้นตอนนี้ แท่งเป่า HCCI จะส่งมอบ 3–5× อายุการใช้งานของเหล็กแมงกานีส ด้วยต้นทุนวัสดุที่เท่ากัน ช่วยลดความถี่ในการเปลี่ยนและการหยุดทำงานของการบำรุงรักษาได้อย่างมาก
• แท่งเป่าเหล็กมาร์เทนซิติก: จุดกึ่งกลางระหว่าง HCCI และเหล็กแมงกานีส เหล็กมาร์เทนซิติกโครเมียม-โมลิบดีนัม (โดยทั่วไปคือ 380–450 HBN) ให้ความเหนียวที่ดีกว่า HCCI อย่างมาก ขณะเดียวกันก็ได้รับความแข็งตามอุณหภูมิที่สูงขึ้นอย่างมากมากกว่าเหล็กแมงกานีสมาตรฐาน ใช้ในการใช้งาน HSI หลักที่การป้อนมีก้อนแข็งขนาดใหญ่เป็นครั้งคราวซึ่งอาจจะทำให้แท่ง HCCI แตกหักได้
• แท่งเป่าแมงกานีสสูง: จำเป็นในกรณีที่ฟีดหยาบ มีดินเหนียวหรือโลหะจรจัดจำนวนมาก หรือในกรณีที่พลังงานกระแทกต่อเหตุการณ์สูง การแข็งตัวของเหล็กแมงกานีสภายใต้การกระแทกซ้ำๆ ทำให้เกิดพื้นผิวการสึกหรอที่เปลี่ยนแปลงไป ซึ่งสามารถทำงานได้ดีกว่า HCCI ในการใช้งานบดกระแทกปฐมภูมิพลังงานสูง แม้จะมีความแข็งเริ่มต้นต่ำกว่าก็ตาม
• แท่งเป่าโลหะคู่: การหล่อที่รวมหน้าสึกหรอของ HCCI เข้ากับตัวเหล็กแมงกานีสสูงหรือตัวเหล็กมาร์เทนซิติก ใบหน้า HCCI ทนทานต่อการเสียดสี แกนแมงกานีสหรือมาร์เทนซิติกดูดซับพลังงานกระแทกและป้องกันการแตกหักอย่างรุนแรง แท่งโลหะคู่เป็นโซลูชันระดับพรีเมี่ยมสำหรับการใช้งานที่ไม่มีวัสดุชนิดเดียวให้อายุการใช้งานที่ยอมรับได้ แต่ต้องใช้เทคโนโลยีการหล่อที่ซับซ้อนกว่าและมีราคาสูงกว่าแท่งวัสดุเดี่ยวถึง 40–80%

แผ่นเบรกเกอร์และผ้ากันเปื้อน

แผ่นเบรกเกอร์ (ผ้ากันเปื้อนกันกระแทก) คือพื้นผิวทั่งตีที่อยู่นิ่งซึ่งเศษหินที่ถูกเร่งด้วยแท่งเป่ากระแทกเข้ากับเครื่องบด HSI กลไกการสึกหรอของพวกมันผสมผสานการกระแทกความเร็วสูงที่บริเวณการกระแทกครั้งแรกเข้ากับการสึกหรอแบบเสียดสีขณะที่ชิ้นส่วนเปลี่ยนเส้นทางไปตามพื้นผิวผ้ากันเปื้อน เหล็กหล่อโครเมียมสูง เกรด Cr20 เป็นวัสดุมาตรฐานสำหรับแผ่นเบรกเกอร์ในการบดกระแทกขั้นทุติยภูมิและตติยภูมิ โดยที่ขนาดป้อนที่ควบคุมจะจำกัดพลังงานกระแทกสูงสุดให้อยู่ในระดับภายในขอบเขตความเหนียวของ HCCI สำหรับการบดขั้นต้นโดยใช้อัตราป้อนขนาดใหญ่ ผ้ากันเปื้อนเหล็กมาร์เทนซิติกหรือเหล็กแมงกานีสเป็นตัวเลือกที่ปลอดภัยกว่า แม้ว่าจะมีความต้านทานต่อการเสียดสีน้อยกว่าก็ตาม

การหล่อเหล็กแมงกานีสสูงของเครื่องบด: เกรด คุณสมบัติ และข้อได้เปรียบในการชุบแข็งงาน

เหล็กแมงกานีสสูง (เหล็ก Hadfield, เหล็กแมงกานีสออสเทนนิติก) ยังคงเป็นวัสดุหลักสำหรับชิ้นส่วนสึกหรอของเครื่องบดกราม, แมนเทิลและเว้าของเครื่องบดแบบไจราทอรี และการใช้งานเครื่องบดใดๆ ที่การรับแรงกระแทกพลังงานสูงอย่างต่อเนื่องเป็นกลไกการสึกหรอหลัก การผสมผสานระหว่างความแข็งเริ่มต้นระดับปานกลาง ความสามารถในการชุบแข็งขณะทำงานขั้นสุดยอด และความเหนียวที่ยอดเยี่ยม ถือเป็นคุณสมบัติด้านประสิทธิภาพที่ไม่มีกลุ่มโลหะผสมที่ทนทานต่อการสึกหรออื่นใดจะเลียนแบบได้

เกรดเหล็กแมงกานีสมาตรฐานและดัดแปลง

ส่วนประกอบเหล็กมาตรฐานของ Hadfield ที่ 11–14% Mn และ 1.0–1.4% C (ASTM A128 เกรด B) ได้รับการขัดเกลามานานหลายทศวรรษจนกลายเป็นกลุ่มเกรดที่มีองค์ประกอบที่ดัดแปลงเพื่อมุ่งเป้าไปที่การใช้งานบดเฉพาะ:

• มาตรฐาน Mn13 (ASTM A128 เกรด B-2): 12–14% Mn, 1.05–1.35% C. เกรดพื้นฐานสำหรับแผ่นกราม แมนเทิลแบบไจราทอรี และการหล่อแบบสึกหรอของเครื่องบดทั่วไป สารละลายที่ผ่านการอบอ่อนเพื่อให้ได้โครงสร้างออสเทนนิติกอย่างสมบูรณ์ ความแข็งแบบหล่อ 180–220 HBN, ความแข็งผิวงานชุบแข็ง 450–550 HBN
• Mn14Cr2 (แมงกานีส-โครเมียมดัดแปลง): การเติม Cr 1.5–2.5% ช่วยเพิ่มความแข็งแรงของผลผลิตและความแข็งเริ่มต้นโดยไม่กระทบต่อความเหนียวอย่างมีนัยสำคัญ ความแข็งแรงของผลผลิตที่สูงขึ้นหมายถึงงานเหล็กจะแข็งตัวเร็วขึ้นภายใต้พลังงานกระแทกที่น้อยลง — ปรับปรุงประสิทธิภาพในการใช้งานที่มีแรงกระแทกปานกลาง โดยที่ Mn13 มาตรฐานไม่ได้กระตุ้นศักยภาพในการชุบแข็งอย่างเต็มที่
• Mn18 (เกรดแมงกานีสสูง, ASTM A128 เกรด E): 18–22% ล้าน ปริมาณแมงกานีสที่สูงขึ้นช่วยเพิ่มความเหนียวและความเสถียรของออสเทนไนต์ ลดความเสี่ยงของการแข็งตัวของชิ้นงานภายใต้พลังงานกระแทกที่สูงมาก ใช้ในแผ่นกรามบดกรามขนาดใหญ่ในการประมวลผลหินแข็งและมีฤทธิ์กัดกร่อนซึ่งความเหนียวสูงสุดเป็นสิ่งสำคัญ
• Mn13Cr2Mo (เกรดอัลลอยด์): การเติมโมลิบดีนัม (0.5–1.0%) ช่วยเพิ่มความแข็งแรงร้อน ป้องกันการตกตะกอนของเกรนคาร์ไบด์ในระหว่างการหล่อส่วนที่หนา และเพิ่มความต้านทานการสึกหรอในสภาพแวดล้อมที่มีการเสียดสีบางอย่าง กำหนดไว้สำหรับการหล่อชิ้นส่วนขนาดใหญ่โดยที่เกรดมาตรฐานแสดงการเปราะของคาร์ไบด์ที่ความหนาของส่วนมากกว่า 80–100 มม.

การหลอมสารละลาย: การรักษาความร้อนวิกฤตสำหรับเหล็กแมงกานีส

เหล็กกล้าแมงกานีสแบบหล่อประกอบด้วยตะกอนคาร์ไบด์ที่มีขอบเกรนซึ่งทำให้โลหะผสมเปราะอย่างรุนแรง ส่งผลให้มีแนวโน้มที่จะแตกหักในการใช้งาน การหลอมสารละลาย — การให้ความร้อนถึง 1,000–1,100°C และการชุบน้ำ — ละลายคาร์ไบด์เหล่านี้ลงในเมทริกซ์ออสเทนไนต์ คืนโครงสร้างออสเทนนิติกอย่างสมบูรณ์และเพิ่มความแข็งแกร่งสูงสุด การหลอมสารละลายที่ไม่เพียงพอเป็นสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของการแตกหักของแผ่นขากรรไกรก่อนวัยอันควรในการให้บริการ และเป็นข้อกำหนดด้านคุณภาพที่ผู้ซื้อจะต้องตรวจสอบเมื่อจัดหาการหล่อบดเหล็กแมงกานีสสูง ตัวบ่งชี้ที่สำคัญของการบำบัดความร้อนที่เหมาะสมคือ ลักษณะพื้นผิวที่ดับด้วยน้ำ (ไม่ระบายความร้อนด้วยอากาศ) ข้อมูลอุณหภูมิเวลาที่บันทึกไว้ซึ่งแสดงการแช่ตัวเต็มที่ที่อุณหภูมิ และค่าแรงกระแทกแบบชาร์ปีที่ตรงตามมาตรฐาน ASTM A128 ขั้นต่ำ 100 J สำหรับเกรดมาตรฐาน

Jaw Crusher เหล็กแมงกานีสสูง จานกรามคงที่ : การออกแบบ รูปแบบการสึกหรอ และการเพิ่มประสิทธิภาพอายุการใช้งาน

แผ่นกรามเป็นส่วนสึกหรอที่กำหนดประสิทธิภาพของเครื่องบดกราม ในเครื่องบดกราม แผ่นกรามสองแผ่น — แผ่นกรามคงที่ (อยู่กับที่) และแผ่นกรามแบบแกว่ง (เคลื่อนย้ายได้) — จะสร้างห้องบดที่หินจะถูกบีบอัดจนแตกหัก โดยทั่วไปแล้วแผ่นกรามคงที่จะสึกเร็วกว่าแผ่นกรามแบบสวิง เนื่องจากเป็นพื้นผิวที่อยู่นิ่งกับที่วัสดุถูกบีบอัดเป็นส่วนใหญ่ และรูปทรงและคุณภาพของวัสดุจะกำหนดการกระจายขนาดผลิตภัณฑ์ ปริมาณงาน และช่วงเวลาระหว่างการเปลี่ยนแผ่นขากรรไกรโดยตรง

แก้ไขรูปทรงของแผ่นกรามและผลกระทบต่อประสิทธิภาพ

พื้นผิวลูกฟูกของแผ่นกราม — สันและหุบเขาสลับกันไปที่หน้าบด — ทำหน้าที่หลายอย่างที่มักไม่ค่อยได้รับการชื่นชมอย่างเต็มที่:

• การยึดเกาะและการแตกหัก: สันเขาจะสร้างจุดรวมตัวของความเค้นบนพื้นผิวหิน ทำให้เกิดการแตกหักที่แรงอัดต่ำกว่าที่ต้องการบนแผ่นเรียบ รูปทรงสันเขาที่ได้รับการออกแบบมาอย่างดีช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการบดและลดการใช้พลังงานจำเพาะ
• การกระจายการสึกหรอ: ลอนจะกระจายการสึกหรอบนพื้นที่ผิวที่ใหญ่กว่าแผ่นเรียบ เมื่อสันเขาสึกหรอ พื้นที่สัมผัสจะเพิ่มขึ้น กระจายน้ำหนักได้เท่าๆ กันมากขึ้น และลดอัตราการสึกหรอตลอดอายุการใช้งานของแผ่นเพลท ซึ่งเป็นผลในการชดเชยตัวเองซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานเมื่อเทียบกับแผ่นเรียบ
• การควบคุมการไหลของวัสดุ: รูปแบบสันจะช่วยนำทางวัสดุให้ไหลผ่านห้องบด ป้องกันการอัดแน่นในห้องด้านบน ซึ่งทำให้เกิดไฟกระชากและเหล็กที่เหยียบย่ำเสียหายก่อนเวลาอันควร

ระยะห่างระหว่างสันเขา (ระยะห่างระหว่างยอดเขาที่อยู่ติดกัน) โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 50–100 มม. สำหรับเครื่องบดหลักที่ประมวลผลฟีดขนาดใหญ่ โดยลดลงเหลือ 30–60 มม. สำหรับการใช้งานรอง ความสูงของสัน 30–50 มม. บนเพลตใหม่จะลดลงจนเกือบราบเรียบเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งาน — การตรวจสอบความสูงของสันเป็นวิธีการที่เชื่อถือได้ในการประเมินอายุการใช้งานของกรามเพลตที่เหลืออยู่ โดยไม่ต้องถอดเพลตออกจากเครื่องบด

ลวดลายการสึกหรอบนแผ่นกรามแบบตายตัว: สิ่งที่เปิดเผยเกี่ยวกับการทำงานของเครื่องบด

การกระจายการสึกหรอเชิงพื้นที่บนแผ่นขากรรไกรคงที่ที่ถูกถอดออกนั้นเป็นข้อมูลการวินิจฉัยเกี่ยวกับการบด ไม่ใช่แค่บันทึกการสูญเสียวัสดุเท่านั้น การทำความเข้าใจรูปแบบการสึกหรอทั่วไปช่วยให้สามารถดำเนินการแก้ไขเพื่อยืดอายุการใช้งานของชุดแผ่นกรามถัดไปได้:

• การสึกหรอแบบเข้มข้นบริเวณส่วนล่างที่สามของแผ่น: บ่งชี้ว่าเครื่องบดกำลังทำงานอยู่ที่การตั้งค่าด้านปิดที่แน่นเกินไปสำหรับขนาดวัสดุป้อน — วัสดุขนาดใหญ่กำลังอัดแน่นอยู่ในห้องด้านล่างและมีการสึกหรอที่บริเวณใกล้ทางออก เปิด CSS หรือลดขนาดฟีดสูงสุด
• การสึกหรอเน้นที่ด้านใดด้านหนึ่งของแผ่น: บ่งชี้ถึงการกระจายตัวป้อนที่ไม่สม่ำเสมอตลอดความกว้างของขากรรไกร — วัสดุจะเข้ามาส่วนใหญ่จากด้านหนึ่งของถังป้อน รูปทรงของรางฟีดที่ถูกต้องเพื่อกระจายวัสดุอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งความกว้างของขากรรไกร ช่วยเพิ่มการใช้ประโยชน์ของเพลตให้สูงสุด
• การสึกหรออย่างรวดเร็วในโซนด้านบน: แสดงให้เห็นว่าความแข็งของวัสดุป้อนเกินความสามารถในการชุบแข็งของเหล็กแมงกานีสสำหรับระดับพลังงานกระแทกจากการปฏิบัติงาน พิจารณาเกรดแมงกานีสดัดแปลง (Mn14Cr2 หรือ Mn18) หรือแผ่นขากรรไกรโลหะคู่สำหรับรอบการเปลี่ยนครั้งต่อไป
• การสึกหรอที่สม่ำเสมอและต่อเนื่องทั่วทั้งแผ่น: รูปแบบที่เหมาะสมที่สุด — บ่งบอกถึงการกระจายฟีดที่ถูกต้อง, CSS ที่เหมาะสม และการจับคู่แผ่นวัสดุ เพียงเปลี่ยนตามช่วงเวลาที่กำหนดและดำเนินการต่อด้วยข้อกำหนดเดียวกัน

การกลับด้านและการเปลี่ยนตำแหน่งแผ่นกรามเพื่อยืดอายุการใช้งานสูงสุด

แผ่นกรามส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบอย่างสมมาตรเพื่อให้สามารถพลิกกลับได้ โดยหมุนแผ่น 180° เพื่อนำเสนอส่วนบนที่ยังไม่ได้สวมไปยังบริเวณการบดด้านล่างที่มีการสึกหรอสูง การกลับรายการแผ่นกรามอย่างเป็นระบบที่จุดกึ่งกลางอายุการใช้งานจะช่วยยืดอายุแผ่นทั้งหมดได้อย่างต่อเนื่อง 30–50% เนื่องจากวัสดุที่อาจจะถูกทิ้งเนื่องจากสึกหรอเต็มที่ในโซนด้านล่างจะถูกย้ายไปยังตำแหน่งที่มีการสึกหรอต่ำกว่าซึ่งจะยังคงให้บริการที่เป็นประโยชน์ต่อไป แนวทางปฏิบัตินี้ทำได้ง่าย โดยเพิ่มต้นทุนวัสดุเป็นศูนย์ และเป็นมาตรการยืดอายุแผ่นกรามที่มีประสิทธิภาพสูงสุดเพียงวิธีเดียวสำหรับผู้ปฏิบัติงานเครื่องบด

คู่มือการเลือกใช้วัสดุ: การจับคู่โลหะผสมกับการใช้งาน

การเลือกวัสดุหล่อการสึกหรออย่างเป็นระบบจำเป็นต้องมีการประเมินตัวแปรการใช้งานสองอย่างอย่างตรงไปตรงมา ได้แก่ ความแข็งจากการเสียดสีของวัสดุป้อน (แสดงเป็นความแข็ง Mohs หรือปริมาณซิลิกา) และระดับพลังงานกระแทกของขั้นตอนการบด ตัวแปรทั้งสองนี้ซึ่งพล็อตต่อกัน จะกำหนดเมทริกซ์การเลือกที่แนะนำตัวเลือกโลหะผสมได้อย่างน่าเชื่อถือมากกว่าคำแนะนำทั่วไป

การประกันคุณภาพการหล่อ: สิ่งที่ต้องระบุและวิธีตรวจสอบ

ประสิทธิภาพการทำงานของการหล่อแบบสึกหรอของเครื่องบดในการให้บริการนั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับโลหะผสมที่ระบุเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับคุณภาพของการปฏิบัติงานในการหล่อ กระบวนการอบชุบด้วยความร้อน และความแม่นยำของมิติของชิ้นส่วนที่เสร็จแล้ว แผ่นกรามที่หล่อจาก Mn13 ที่ระบุอย่างถูกต้อง แต่การหลอมด้วยสารละลายไม่เพียงพอจะแตกหักในวันแรกของการบริการ ; แท่งเป่าโครเมียมสูงที่มีความพรุนจากการหดตัวภายในจะเสียหายที่ข้อบกพร่องเป็นเวลานานก่อนที่จะถึงอายุการใช้งานที่คาดไว้ การระบุโลหะผสมเป็นสิ่งจำเป็นแต่ยังไม่เพียงพอ การประกันคุณภาพของกระบวนการหล่อก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน

การตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมี

การวิเคราะห์การแผ่รังสีด้วยแสง (OES) ของคูปองทดสอบการหล่อด้วยความร้อนของโลหะแต่ละครั้งเป็นวิธีการมาตรฐานในการตรวจสอบว่าการหล่อที่ส่งมอบนั้นตรงตามองค์ประกอบของโลหะผสมที่ระบุ องค์ประกอบสำคัญที่ต้องตรวจสอบและช่วงพิกัดความเผื่อ:

• สำหรับเหล็กแมงกานีสสูง: Mn 11–14% (หรือช่วงเฉพาะเกรด), C 1.0–1.35%, Si สูงสุด 1.0%, P สูงสุด 0.07% (ฟอสฟอรัสทำให้เหล็กแมงกานีสเกิดการเปราะ — ขีดจำกัดนี้มีความสำคัญและมักถูกละเมิดในการหล่อแบบต้นทุนต่ำ), S สูงสุด 0.05%
• สำหรับเหล็กหล่อโครเมียมสูง: Cr ภายใน ±1.5% ของเกรดที่กำหนด, C ภายใน ±0.2% ของข้อกำหนด, Si 0.4–1.2%, Mn 0.5–1.0%, Mo (หากระบุ) ภายใน ±0.1%

ข้อกำหนดการทดสอบความแข็ง

การทดสอบความแข็งของการหล่อสำเร็จรูปทำให้สามารถตรวจสอบคุณภาพความเพียงพอของการอบชุบด้วยความร้อนได้ง่ายที่สุด ข้อกำหนดความแข็งขั้นต่ำและวิธีการทดสอบ:

• การหล่อเหล็กแมงกานีสสูง: ความแข็งของบริเนล 180–220 HBN บนพื้นผิวที่ผ่านการอบอ่อนด้วยสารละลาย ค่าที่สูงกว่า 220 HBN อย่างมีนัยสำคัญ บ่งชี้ว่าการหลอมสารละลายที่ไม่สมบูรณ์ด้วยรีเทนต์คาร์ไบด์ (แข็งกว่าแต่เปราะมากกว่า) ค่าที่ต่ำกว่า 180 HBN อาจบ่งบอกถึงความเบี่ยงเบนขององค์ประกอบ การทดสอบความแข็งลีบแบบพกพาบนพื้นผิวการหล่อก่อนจัดส่งเป็นที่ยอมรับสำหรับ QC ที่เข้ามา
• การหล่อเหล็กหล่อโครเมียมสูง: ความแข็ง Rockwell C 58–68 HRC ขึ้นอยู่กับเกรดและการใช้งาน (ต่อตารางที่ 1) ทดสอบบนจุดกราวด์บนพื้นผิวการหล่อหรือบนบล็อกทดสอบการหล่อแยกกันภายใต้วงจรการให้ความร้อนเหมือนกันกับการหล่อในการผลิต

การทดสอบข้อบกพร่องภายในแบบไม่ทำลาย

ความพรุนภายในและการหดตัวเป็นข้อบกพร่องในการหล่อที่พบบ่อยที่สุดในชิ้นส่วนที่สึกหรอของเครื่องบดและเป็นอันตรายที่สุด โดยจะมองไม่เห็นจากภายนอก แต่ทำหน้าที่เป็นจุดรวมตัวของความเครียดที่ทำให้เกิดการแตกหักก่อนเวลาอันควร วิธีการทดสอบแบบไม่ทำลายที่ใช้กับการหล่อแบบบด:

• การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (UT): วิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการตรวจจับความพรุนภายใน การหดตัว และการรวมตัวในการหล่อแบบบดส่วนหนา ควรระบุสำหรับแผ่นกรามที่มีความหนาของส่วนสูงกว่า 80 มม. และสำหรับแท่งเป่าและแผ่นกระแทกทั้งหมดที่มีความหนามากกว่า 60 มม.
• การตรวจสอบอนุภาคแม่เหล็ก (MPI): ตรวจจับรอยแตกที่พื้นผิวและใกล้พื้นผิวในการหล่อแบบเฟอร์โรแมกเนติก (เหล็กแมงกานีส, เหล็กมาร์เทนซิติก) มีความสำคัญอย่างยิ่งในการตรวจสอบพื้นที่ที่มีการซ่อมแซมรอยเชื่อมและหัวหล่อที่มีความเข้มข้นของความเค้นสูงสุด
• การตรวจสอบด้วยสายตาและมิติ: การหล่อทั้งหมดควรได้รับการตรวจสอบกับแบบมิติก่อนจัดส่ง ความหนาของแผ่นกรามที่จุดการวัดที่ระบุ ความกว้างและความสูงของแผ่นกราม ตำแหน่งรูยึดและเส้นผ่านศูนย์กลาง — ขนาดเหล่านี้ต้องได้รับการยืนยันตามข้อกำหนดของผู้ผลิตเครื่องบดเพื่อให้แน่ใจว่ามีการติดตั้งที่ถูกต้องและการจัดแนวกรามในการให้บริการ

การติดตั้ง การตรวจสอบ และกำหนดเวลาการเปลี่ยน: เพิ่มมูลค่ารวมสูงสุดจากการหล่อการสึกหรอของเครื่องบด

ข้อมูลจำเพาะการหล่อการสึกหรอที่ดีที่สุดจะให้คุณค่าสูงสุดเมื่อรวมกับแนวทางปฏิบัติในการติดตั้งที่ถูกต้อง การตรวจสอบการสึกหรออย่างเป็นระบบ และกำหนดเวลาการเปลี่ยนที่รวบรวมการใช้วัสดุสูงสุดโดยไม่เสี่ยงต่อความล้มเหลวร้ายแรงของการหล่อหรือความเสียหายต่อโครงสร้างของเครื่องบด

แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการติดตั้งแผ่นกราม

1. การใช้สารประกอบสำรองที่ถูกต้อง: แผ่นกรามต้องได้รับการรองรับด้วยสารประกอบอีพอกซีเรซินหรือวัสดุรองพื้นที่มีสังกะสี เพื่อขจัดช่องว่างระหว่างผิวหน้าด้านหลังของเพลทและกรามบด ซึ่งจะทำให้เพลทแตกร้าวจากภาระการโค้งงอแบบวน อัตราส่วนผสมของส่วนผสมด้านหลังและเวลาในการแข็งตัวต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของผู้ผลิต สารประกอบที่บ่มน้อยเกินไปหรือผสมไม่ถูกต้องจะให้การรองรับที่ไม่เพียงพอ
2. การหนีบที่ควบคุมด้วยแรงบิด: สลักเกลียวยึดแผ่นกรามจะต้องถูกขันให้แน่นตามค่าที่ระบุของผู้ผลิตเครื่องบด และแรงบิดใหม่หลังจากการทำงาน 8-16 ชั่วโมงแรก เนื่องจากการใส่สารประกอบรองรับเริ่มแรกช่วยให้คลายความตึงของสลักเกลียวได้เล็กน้อย แผ่นกรามที่หลวมจะกระแทกกับกราม ทำให้เกิดความเมื่อยล้าของแผ่นร้าวและการสึกหรอของพื้นผิวกราม
3. การตรวจสอบการวางแนวขนาน: หลังจากการติดตั้ง ให้ตรวจสอบว่าแผ่นกรามแบบอยู่กับที่และแบบสวิงขนานกันตลอดความกว้างของขากรรไกรทั้งในด้านเปิดและด้านปิด ใบหน้าของขากรรไกรที่ไม่ขนานกันทำให้เกิดการสึกหรอไม่สม่ำเสมอและการโอเวอร์โหลดเฉพาะจุด ซึ่งทำให้อายุการใช้งานของเพลตสั้นลงอย่างมาก
4. การดำเนินการบุกครั้งแรก: ใช้แผ่นกรามใหม่โดยมีปริมาณงานที่ลดลงในช่วง 4-8 ชั่วโมงแรกของการทำงาน ช่วยให้สารประกอบรองรับสามารถแข็งตัวได้เต็มที่ภายใต้น้ำหนักบรรทุก และแผ่นให้แนบกับใบหน้ากราม การใส่เพลตใหม่อย่างแรงก่อนที่ที่นั่งจะเสร็จสมบูรณ์ อาจเสี่ยงต่อการแตกของเพลตที่รูสลักยึด

การตรวจสอบการสึกหรอและการกำหนดเวลาการเปลี่ยน

การเปลี่ยนแผ่นกรามและแท่งเป่าในเวลาที่ถูกต้อง ไม่ว่าจะเป็นเร็วเกินไป (สิ้นเปลืองวัสดุที่เหลืออยู่) หรือช้าเกินไป (เสี่ยงต่อการแตกหักของเครื่องบด) ต้องใช้แนวทางการตรวจสอบอย่างเป็นระบบ แนวทางปฏิบัติในการติดตามที่แนะนำ:

• วัดและบันทึกความสูงของสันแผ่นกรามที่จุดสามจุด (บน กลาง ล่างตรงกลาง) ในการตรวจสอบการบำรุงรักษาตามกำหนดการทุกครั้ง พล็อตเทียบกับตันสะสมที่ประมวลผลเพื่อสร้างอัตราการสึกหรอและคาดการณ์วันที่เปลี่ยน
• เปลี่ยนแผ่นขากรรไกรเมื่อความหนาที่เหลืออยู่ถึงขีดจำกัดความปลอดภัยขั้นต่ำที่ระบุโดยผู้ผลิตเครื่องบด — โดยทั่วไปเมื่อสันสึกเรียบและความหนาทั้งหมดลดลง 70–75% ของต้นฉบับ การใช้งานเกินจุดนี้อาจเสี่ยงต่อการแตกหักของแผ่นทะลุไปจนถึงรูสลักยึด
• ตรวจสอบการสูญเสียน้ำหนักของโบลต์บาร์โดยการชั่งน้ำหนักแถบอ้างอิงในการตรวจสอบแต่ละครั้ง อัตราการสูญเสียน้ำหนักในหน่วยกิโลกรัม/1,000 ตันที่ประมวลผล จะให้ตัวชี้วัดอัตราการสึกหรอที่สม่ำเสมอและไม่ขึ้นกับวัสดุ ซึ่งช่วยให้สามารถเปรียบเทียบอย่างยุติธรรมระหว่างโลหะผสมและซัพพลายเออร์ต่างๆ
• กำหนดเวลาการเปลี่ยนแผ่นขากรรไกรในระหว่างช่วงเวลาการบำรุงรักษาตามแผน โดยจะไม่เกิดปฏิกิริยาใดๆ หลังจากการแตกหัก แผ่นกรามที่แตกหักในการให้บริการมักจะสร้างความเสียหายให้กับการหล่อกรามของเครื่องบดและส่วนประกอบที่อยู่ติดกัน ทำให้การเปลี่ยนชิ้นส่วนที่สึกหรอตามแผนกลายเป็นการซ่อมแซมครั้งใหญ่โดยไม่ได้วางแผนไว้