球磨机磨球材质的发展现状
摘要
目前矿山机械行业发展迅速，球磨机衬板的选材也日新月异，在综合分析了国内外磨球材质状况以后，本文主要介绍了常用磨球材料抗磨白口铸铁的研究进展等问题以后，提出了结合本地资源，开发优质，耐用，低耗和经济效益显著的磨球材料研制方向。
关键词：球磨机 钢球 材料 发展
球磨机是广泛用于建材、选矿、水泥、火力发电及化肥生产的主要研磨设备，其中磨球的损耗量 的抗磨件。因此，随着建材等 工业的不断发展，磨球的需要量将大大增加。仅据近年来不完全统计，全国每年就要消耗数百 吨各种磨球，价值达数十亿元，其中一九八五年和一九八六年对水泥及矿山磨机的统计表明；我国大中小水泥厂不包括乡镇六千余个，现主要沿用普通锻钢球，平均每吨水泥消耗一公斤钢球，粉磨每吨金属矿石约消耗二公斤钢球，这与当时国际水平相比相关近十 。按一九九六年全国的水泥产量一亿五千 吨计算，仅水泥磨机不包括原料磨就消耗了十到十五 吨钢材，况且使用锻钢球，由于抗磨性差（磨损及变形量均较大），致使水泥产得不稳定、细度波动大，县城补球次数频繁，1～2 之内还需要倒磨筛选一次，从而造成停机时间长、劳动强度大、生产效率低。这种低抗磨性的材质严重地阻碍了生产力的发展，研磨体的更新已经到了迫在眉睫的地步。
国外一些发达国家，如英，美，德，前苏联，日本等在六十年代初期，水泥磨机的球耗量（磨球损失量与研磨水泥量之比）一般也在8000～1000g/t左右，只是到了六十年代末，七十年代初，他们的水泥用订于才基本上完成了由锻钢球、普通白口铁球向镍硬铸铁球、高铬白口铸铁磨球的过渡。尤其是作为第三代抗磨合金的高铬白口铸铁的研制成功，使得4.5m以上大型水泥磨机的球耗量下降到30～50g/t，中、小型水泥磨机的球耗量也降到仅100g/t左右，新的材质革命促进了生产及经济效益的极大提高。英、美、德等国纷纷将高攻铸铁列为国家标准。有力的促进了生产力的发展。
目前，国外常用磨球的材质除高攻铸铁以外，基本状况大体为；德国磨球材质主要还有高医嘱铸钢和低合金钢，日本主要还有高攻钢球，低铬钢球和锻造普通钢球，美国、加拿大磨球材料常用镍硬铸铁、中碳低合金钢及高碳高合金钢，从他们报道的使用情况来看，还是高攻铸球基本上能反映出国际水平。
我国只是在七十年代中期才开始研究，推广铬系白口铸铁，西安交通大学率选研制出Mn-Cr-Cu-Mo系列和高铬系抗磨白口铸铁，获得了良好的使用性能。尔后，清华大学，沈阳铸造研究所，合肥工业大学，北京科技大学，大连理工大学，河南工学院等单位选后也开始了一系列抗磨材料及工艺的研制工作，为我国抗磨材质的发展奠定了理论基础。进入八十年代以后，我国研制的各种系列新型抗磨材料逐渐应用于实际磨粒磨损作业，有的已经接近和达到国外同类产品的水平。据介绍，有些单位研制的高铬铸铁球在中、小水泥磨机中表现出的抗磨性为锻钢球的7～10 ，使球耗量下降到近100g/t。然而问题在于：我国铬资源 ，价格昂贵，且生产高铬球又须用电炉熔炼，这样生产出的订于成本极高，售价当然也就很高，一般的中、小水泥厂用不起。更主要的是，生产高铬铸铁球在我国时间还不长，制造磨球的熔炼，铸造及热处理工艺均不很成熟，大多数厂家生产出的高铬铸球都还不能完全发挥出高铁路铸铁材质本身潜在的优良特性，只能用在一些承受冲击载荷不大的中小球磨机中，即便如此，碎球的问题也还没有完全 。正因为这些方面的原因，才使得高铬铸球在我国一直没有能提到推广运用。一些八十年代初我国从国外引进的成套大型水泥设备的研磨体还需要从国外进口，冀东、宁国、准海四大水泥厂的球磨机（特别是直径大于三米的大型球磨机）中的磨球均不是国产的，而是日本，比利时、丹麦等地厂家生产的高铬磨球。目前我们国内生产的几种磨球，其材质大体可归纳为表1所示。
其实，我国广大耐磨材料工作者在借鉴国外先进技术的基础上，紧密结合本国资源，在研究和完善以高铬铸铁粉主的高合金抗磨材料的同时，对低合金抗磨铸铁如锰系、钨系、硼系、钒系白口铸铁也进行了一系列的研究，做了许多艰苦细致的工作，这对改进我国水泥厂中、小磨机中的纯锻钢由状况确实起到了非常重要的作用。具体如表2所示。
从表2可以看出，这些低合金抗磨铸铁磨球，主要是在普通白口铸铁的基础上加入了一些合金元素，同时还相应地采取了一些热处理措施以改进普通白口铸铁的韧性，只是发展，这些低合金铸铁球的耐磨性还是信仰且不够稳定，大多数只是添加单一的合金元素于普通白口铁中，有的合金含量还是集市，尤其是这些低合金铸铁球有的还采用等温处理或分级淬火的热处理工艺，需要专控的盐浴炉设备，故操作工艺复杂，磨球质量也不易控制，正是上述种种不足限制了这些低合金铸铁球的进一步生产和应用。
综合上述：磨球在我国的需要量很大，而国内目前 磨球材质的状态基本是：高铬铸铁材质虽然性能好，但价格高，一般中小水泥用不起，更何况国内的大多数厂家的高铬铸铁球的质量还不稳定，低档的磨球材质，如锻钢球，普通白口铸铁球，虽然价格便宜，但耐磨性太差，远不能适应日益发展的水泥秤的需要。近年来一些单位研制的低合金铸铁订于，目前国内用得较多的铬铜或铬钼铜抗磨白口铸铁磨球在生产和使用性能上也都存在一些问题，使得铸球质量难以保证。因此研制出一种即具有较好综合机榨性能和抗磨性能，又能低利用本地资源，不用或很少用在我国属 ，贵重的元素，又便于生产制造的新型低合金抗磨铸铁磨球，有着非常重要的现实意义。