Piastra di rivestimento del mulino a sfere

Introduzione dettagliata, processo di produzione e processo di ispezione dei rivestimenti dei mulini a sfere

I. Funzioni e caratteristiche strutturali dei rivestimenti dei mulini a sfere

• Elevata resistenza all'usura: Resistere all'impatto ad alta frequenza delle sfere d'acciaio (forza d'impatto fino a migliaia di N) e all'abrasione continua dei materiali, richiedendo una durata utile di ≥8.000 ore;

• Adeguata tenacità: Evitare fratture fragili dovute all'impatto di sfere d'acciaio (resistenza all'impatto ≥20J/cm²);

• Buona vestibilità: Lasciare uno spazio con la parete interna del cilindro ≤1mm per evitare l'usura secondaria causata dall'allentamento durante il funzionamento;

• Facilità di sostituzione: Peso moderato (≤50 kg per pezzo, fino a 100 kg per i mulini di grandi dimensioni) per lo smontaggio e la sostituzione regolari.

• Tipi strutturali: Classificato per forma come navi da crociera piatte (per sezioni di rettifica grossolana, con superfici piane), rivestimenti ondulati (aumentare l'altezza di sollevamento del supporto, adatto per sezioni di macinazione fine) e rivestimenti a gradini (riduce lo scorrimento del materiale, comunemente utilizzato nei mulini a griglia). Classificato in base alla posizione di installazione come camicie dei cilindri E rivestimenti di copertura terminale (i rivestimenti dei coperchi terminali hanno per lo più una forma a ventaglio per adattarsi alla curvatura del coperchi terminali).

• Materiali tradizionali:

• Acciaio ad alto tenore di manganese (ZGMn13): Più comunemente usato. Dopo la tempra in acqua, presenta un'eccellente tenacità (resistenza all'impatto ≥150 J/cm²) e la sua superficie si indurisce sotto l'impatto (durezza fino a 300-400 HBW), adatto per l'impiego su rocce dure e sfere d'acciaio di grandi dimensioni;

• Ghisa ad alto tenore di cromo (KmTBCr20Mo): 2-3 volte più resistente all'usura dell'acciaio ad alto contenuto di manganese (durezza ≥58HRC) ma con minore tenacità (resistenza all'impatto 10-20J/cm²), adatto per condizioni di macinazione fine a basso impatto (ad esempio, mulini per cemento);

• Rivestimenti compositi bimetallici: Base in acciaio al carbonio (che garantisce tenacità) con superficie di lavoro in ghisa ad alto tenore di cromo (che migliora la resistenza all'usura), che unisce i vantaggi di entrambi i materiali, adatta a condizioni di lavoro complesse.

II. Processo di fabbricazione dei rivestimenti dei mulini a sfere (prendendo come esempio i rivestimenti in acciaio ad alto contenuto di manganese ZGMn13)

1. Selezione e fusione delle materie prime

• Controllo della composizione chimica: Proporzione rigorosa secondo gli standard ZGMn13 (C 1,0-1,4%, Mn 11-14%, Si ≤0,8%, P ≤0,07%, S ≤0,05%), con rapporto Mn/C ≥10 (per garantire l'effetto di indurimento dell'acqua);

• Processo di fusione:

• Fondere in un forno a induzione a frequenza intermedia, riscaldare a 1500-1550°C e mantenere per 30 minuti per omogeneizzare la composizione;

• Deossidazione: aggiungere ferrosilicio (0,5%) e lingotti di alluminio (0,1%) per rimuovere l'ossigeno ed evitare difetti di fori di gas;

• Controllare la temperatura di maschiatura a 1450-1480°C per evitare l'ingrossamento dei grani.

2. Fusione e formatura (processo chiave)

• Progettazione dello stampo: Utilizzare stampi in sabbia di resina (superficie rivestita con vernice a polvere di zircone, spessore ≥1 mm), con dimensioni della cavità dello stampo maggiori del 3-5% rispetto ai prodotti finiti (conservando il ritiro) e montanti ragionevoli (tasso di alimentazione ≥15%);

• Processo di colata:

• Temperatura di colata 1380-1420℃, mediante colata dal basso (per evitare il trascinamento di scorie), con tempo di colata controllato a 30-60 secondi per pezzo;

• Per rivestimenti di grandi dimensioni (peso singolo ≥50 kg), utilizzare un sistema di colata a gradini per garantire un riempimento stabile del metallo fuso;

• Shakeout e pulizia: Agitare dopo che il getto si è raffreddato a una temperatura inferiore a 200°C, rimuovere i montanti (utilizzando il taglio a gas, lasciando 10 mm dal corpo per la successiva molatura).

3. Trattamento di tempra in acqua (processo fondamentale per acciaio ad alto contenuto di manganese)

• Riscaldamento: riscaldare lentamente la fusione a 1050-1100℃ (velocità di riscaldamento ≤100℃/h), mantenere per 2-4 ore (a seconda dello spessore, 1 ora ogni 25 mm), assicurando la completa dissoluzione dei carburi in austenite;

• Tempra in acqua: immergere rapidamente il getto in acqua (temperatura dell'acqua ≤30℃) con una velocità di raffreddamento ≥50℃/s finché la temperatura interna non scende sotto i 200℃, inibendo la precipitazione del carburo;

• Ispezione: Durezza dopo tempra in acqua ≤230HBW, la struttura metallografica è austenite singola (nessun carburo reticolato).

4. Lavorazione meccanica

• Lavorazione sgrossatura: Fresare la parte posteriore del rivestimento (superficie di accoppiamento con il cilindro) fino a ottenere una planarità ≤1mm/m, lasciando 1mm di tolleranza di finitura;

• Lavorazione di finitura:

• Rettificare la superficie di montaggio fino a raggiungere una rugosità Ra ≤6,3μm, assicurando un'area di contatto ≥80% con il cilindro;

• Foratura: fori per bulloni di fissaggio della macchina (apertura φ20-φ30mm) con deviazione di posizione ±0,5mm e perpendicolarità del foro ≤0,1mm/100mm;

• Smussatura: arrotondare tutti i bordi a R≥3mm per evitare la concentrazione di stress.

5. Trattamento superficiale e marcatura

• Pulizia: sabbiare la superficie di lavoro (rugosità Ra12,5μm) per rimuovere le incrostazioni di ossido;

• Marcatura: Timbrare le superfici non lavorabili con il materiale (ZGMn13), il numero di lotto, il peso e la data di produzione;

• Prevenzione della ruggine: rivestire le superfici non funzionanti con vernice antiruggine (spessore ≥40μm) e tappare i fori dei bulloni con tappi di gomma.

III. Processo di ispezione dei rivestimenti dei mulini a sfere

1. Ispezione delle materie prime e della fusione

• Analisi chimica pre-forno: analisi spettrale per rilevare contenuti di C e Mn (garantendo un rapporto Mn/C ≥10), con contenuti di P e S ≤limiti superiori standard;

• Registrazioni di fusione: verificare la temperatura di fusione e l'aggiunta di deossidante per garantire la conformità ai requisiti di processo.

2. Controllo di qualità della fusione

• Ispezione visiva: nessuna crepa, foro di restringimento o irregolarità, con profondità di chiusura a freddo ≤1 mm;

• Ispezione dimensionale: misurare la deviazione di lunghezza e larghezza (±2 mm) e la deviazione di spessore (±1 mm) con un metro a nastro e un modello;

• Prove non distruttive: prove ultrasoniche (UT) al 100% per rivestimenti di grandi dimensioni (qualificati secondo JB/T 7260 Grado II), senza difetti equivalenti ≥φ3mm.

3. Ispezione della qualità dell'indurimento dell'acqua

• Prova di durezza: misurare la superficie di lavoro con un durometro Brinell (HBW 180-230), con deviazione di misurazione multi-punto ≤20HBW sullo stesso pezzo;

• Analisi metallografica: ispezione del campione della microstruttura (matrice austenitica, nessuna precipitazione di carburi) con granulometria ≥5;

• Prova d'impatto: eseguire la prova d'impatto a temperatura ambiente sui campioni (αk ≥150J/cm²), con frattura che mostra frattura duttile (fibrosa).

4. Ispezione finale dei prodotti finiti

• Prova di adattamento: posizionare il rivestimento su una piastra piana standard, controllare la distanza massima con uno spessimetro ≤0,5 mm;

• Ispezione dei fori dei bulloni: utilizzare calibri per controllare la tolleranza dell'apertura (H12) e la posizione per garantire che i bulloni possano essere inseriti liberamente;

• Installazione di prova: selezionare casualmente 3 camicie per l'installazione di prova con il cilindro, verificando che siano ben aderenti e che non vi siano allentamenti.