中國專利（ZL99248914.8）無受力螺栓組合自固型球磨機襯板 通用技術說明書一

     高錳鋼襯板ZGMn13早期失效原因分析

               華電集團卡勒米特抗磨工程研究所    (徐州  221008)

摘要1、

認真分析了解高錳鋼襯板被市場淘汰的原因，是研究開發新產品的基礎，只有清晰的認識到現有產品在使用發展中的瓶頸，才可以在新產品新工藝中進行拓展新思路，采取新結構，所以我們在研究新新型結構襯板和工藝之前有必要認真分析原襯板實效的表面和實質的原因

摘要2、

國內各個行業的ZGMn13球磨機襯板消耗量之大是眾所周知的，不僅是因為該產品的使用磨機的數量多，更是也是因為高錳鋼獨特的機械性能和近百年的發明歷史而為國內眾多的耐磨材料同行津津樂道。

傳統襯板的磨損方式，通常分為鑿削磨損，沖擊磨損、滑動磨損、剝落磨損，常規發現高錳鋼襯板的的實效方式為鼓包即襯板反拱變形、變形、剪切筒體螺栓而造成失效變形，

特別是鼓包和扭曲是最為明顯的失效現象，根據筆者的統計就江蘇省和山東省的煙臺發電廠、黃島發電廠、濟南鋼鐵廠、徐州發電廠、北京國華電廠等三十多家發電廠的襯板使用情況調查，磨機包括DTM350/600、DTM250/390、DTM287/470、DTM380/700這種磨損失效情況占被統計磨機失效的27%。

同時調查中還發現，部分襯板的擰緊契和端板螺栓在磨機運行一年左右時間存在螺釘逐漸斷掉的情況

調查中還發現隨著與襯板配合使用的鋼球硬度的不同，對襯板的實用性能也存在不同程度的影響

摘要3、

高錳鋼失效原因摩擦介質原因分析

3、1高錳鋼使用前的組織狀態是奧氏體，其屈服強度低而延伸率較高。按照冶金工業部的規定其在常溫下＆s為300Mpa，＆5則不小于20%，根據國內的一些學術文章分析，在攝氏200C以上的溫度環境中＆s還要下降，而＆5則上升，球磨機的管道熱風溫度在280C以上，風煤混合后的溫度也在200C左右，因此較小的作用離即可造成襯板較大的塑性變形。

3、2在金屬材料學中，金屬材料的硬度越高其強度值和彈性模量也就越大，剛性越強，相反其變形純力也就越小，當球與高韌性的襯板之間發生撞擊、滾動、滑動時，大部分能量傳遞給了襯板，從而使襯板發生變形，可以通過實驗來證明此觀點，用同樣材質作成大小和質量相同而硬度不同的兩個鋼球，從同一個高度跌落在同一鋼板上，如果鋼板的硬度高，根據剛體碰撞原理，則硬度高的球反彈就高，硬度低的鋼球反彈就低，反彈低說明鋼板發生了較大的變形，鋼板硬度低則硬度高的鋼球砸在鋼板上的坑大而深，即球的能量被鋼板吸收轉變為鋼板的變形吸收能量。而硬度低的球使鋼板的變形能量就小，因為有一部分能量被鋼球吸收。

3、3由于以上兩個方面的原因造成了高錳鋼襯板的早期失效，變形越快則失效的時間也就越快。事實也正是如此驗證。

摘要4。

高錳鋼失效原因基體組織分析

高錳鋼的生產制造模式為經過配料、熔煉、澆注，通過水韌處理的方式獲得全奧氏體的基體組織，發揮耐磨作用的原理是在鋼球的沖擊里作用下，接受鋼球傳遞的能量，表面冷作硬化，或者說是在鋼球的作用下，表面奧氏體轉變成表面馬氏體，硬度從布氏硬度HB229左右，轉變為洛氏硬度的HRc42左右，進而發揮他的耐磨作用，但是在實踐的過程中，通過研究發現，從鋼求磨煤機拆卸下來的襯板在經過幾年后的運轉并沒有獲得想象的大量表面馬氏體組織，這一點通過金相顯微鏡可以直接觀察到，只可以獲得的27%-49%左右的使用效果，這說明這種技術設計有先天的設計缺陷。

高錳鋼并不是最佳的抗磨材料制造產品。

摘要4。

 根據摘要3的分析，我們通過深入的研究還發現，高錳在經過由奧氏體向馬氏體轉變的過程中，由于兩種基體組織的分子結構組成方式不同，體積發生明顯的變化，出現了體積膨脹的現象，這正是高錳鋼襯板體積延展的內在原因，通過研究發現，延伸率β約為1.8%。

以DTM350/600的磨機為例，磨機的筒體周長為結合延伸率，計算周長延伸量為：

Π ×D ×β=3.１４×1821 ×2×1.8%  = 205.84mm   

   球磨機筒體的通常是由20~~40的鋼板卷接而成，經過預應力塑性變形，延展空間很小，幾乎可以忽略不記，因此襯板如此大的變形量，無處可以消化，加之襯板的安裝原理是采用擰緊西契安裝，無法預留延展空間，因此隨著微觀應力的不斷加大，和延展尺寸的不斷增加，必然會造成襯板的反拱變形即鼓包或者沿著筒體方向將螺栓剪切斷，從而造成襯板脫落或者說失效。

新型襯板的設計正是在充分研究上述襯板缺陷的基礎上進行設計、材質、安裝、工藝改進并進行技術創新的。