1、连续式球磨机是 Konow 和 Davidson1891 年向德国申请并获得专利的产品，专利号为 No.62871，标题为中心喂料切向卸料球磨。专利中描述磨机内填充卵石球和少量金属球，筒体采用陶瓷和铸铁衬板防护，这便是最早的现代球磨机衬板。上世纪初，最大的磨机为 1.26m，粉磨立窑熟料产量为 3 t/h，而当时光流逝到 1990 年，比利时的 Gaurain-Ramecriox 水泥工厂投运时使用的是由 8.7MW 环形马达驱动的 5.816.0m 球磨机，该磨与一台装机功率为2.4MW 的 2.01.0m 辊压机联用。粉磨旋窑熟料，水泥比表面积为 380m2/kg时，磨机最大产量为 360
2、t/h。可以看出伴随着水泥工业的高速发展，磨机直径规格越来越大，球磨机衬板也随之发生了重大的变化。衬板材质由早期的高锰钢、镍硬铸铁、普通白口铸铁等发展到今日几大系列上百个品种的以合金钢为主，高、低铬铸铁、奥贝球铁及其它材料并举的一个百花齐放的局面。衬板结构也由过去单纯的防护内衬发展成为一种技术性和理论性都很强的“装置”。先进结构设计衬板可以有效的提高磨机产量，降低电耗，增加水泥比表面积，减少噪音。它的形状也早已不是简单的板状，栏主于 1984 年协助天津水泥设计院吴绵旗、王绍兴两位老师设计的角螺旋、圆角方形衬板，1986 年与合肥水泥研究院鲁幼勤工程师共同发明的沟槽衬板，特别是近年来在高细筛分
3、磨中大量应用的挡料圈、环等早已偏离了防护这一初始概念，其形式之多、形状之繁，枚不胜举。那么在生产实践中，具体选用何种材质，何种结构的衬板，则要应时应地根据具体的工况条件合理的选配。耐磨材料行业有句行话：没有一杆包打天下的枪。而水泥粉磨作业更是很难找出两台运营结果参数如 2 台同型号机床这么相近的两台磨机，甚至一个车间里两台同型号，一条配料线（不是 10 条）下来的磨机，其产量、电耗、比表面积都不尽完全相同。这就是粉磨作业独特的个性特点，也是吸引众多工程技术人员乐此不疲、痴迷投身其中的魅力所在。两个外行糊涂到一起，这就很容易出问题了。另一方面是过去衬板往往有 2个螺栓孔，并且是方孔的，这在铸造上
4、很容易造成内部和尖角应力集中。栏主在八十年代曾苦口婆心对每一位来访的水泥企业朋友们讲这个道理，并建议衬板一截为二，双孔改成单孔，方孔改成椭圆孔，这样一来不仅解决了铸造应力问题，而且衬板重量减去了一半，安装工作也变得轻松了，就这一点挺受当时水泥企业工人师傅的欢迎。也有的朋友听了后觉得很有道理，兴冲冲的回去，但不久便来了电话：“卢总，实在抱歉，我那个外行又听不进别人意见的头死活不同意改图纸，把我气得够呛”。碰到这种情况，我一面劝那个朋友别生气，一面苦笑着再另想办法。其实办法也很简单，只要提高回火温度，将衬板硬度、脆性降下来就安全了。至于耐磨性只好下降了。“唉，有些事不能急，得慢慢来”，栏主这样劝着
5、那位朋友吭出声来。做人还是要厚道点栏主如是提醒自己。圆角方形-角螺旋衬板尽管有较明显的节电效果，但磨内物料流速因角螺旋尤如螺旋输送机作用而加快，物料在磨内停留时间过短来不及磨细容易跑粗。以后栏主将其改成六角形、八角形等多角形效果相当不错，这是后话。当年圆角方形-角螺旋衬板还有个大毛病就是结构太复杂。一套 1.836.4m 磨机衬板竟有二十二种之多，加之不同规格垫箱，特别是 600700 毫米非标长螺栓热处理非常麻烦。水泥厂经常要求厂里派人紧急到现场指导安装。栏主当年整天干的就是一头铸造车间一头水泥厂两头跑。到了 1986 年栏主调至驻马店耐磨材料总厂（前身为驻马店电机厂现改为驻马店三山公司）。
6、一个偶然的机会与合肥水泥研究院鲁幼勤（现任合肥水泥研究院设备所长）相遇相知，自此展开了新一代高效衬板-沟槽衬板的合作。一晃二十几年昔日满头青丝的小鲁如今已是两鬓斑白。当年两个血气方刚的年轻人志同道合立志成就一番事业，要用最好的材质、最先进的结构，造世界上最好的衬板。恰好栏主当时刚收到了那本对自己耐磨材料生涯影响极大的由西安交通大学出版的铬系抗磨铸铁一书，将其中介绍的高铬铸铁成份、工艺稍加修改就直接 “山寨”了。其优异的材料性能，加上沟槽衬板结构设计不仅具有使水泥磨机增产节能、提升比表面积、降低噪音等优点，还有保护衬板减少钢球消耗的作用。所以一不小心这套衬板创造了毛寿命 13 年净寿命超过 12
7、 年的记录。其实拆除时许多衬板尚至少有 3年以上寿命，这可是有正式记载的寿命最长的一套水泥磨机衬板。去年栏主被香山集团邀请前往，当年的厂长苏润田（现厂顾问）、设备科长张稳定和栏主一起回忆往事仍激动不已，甚至回忆起当年为售价 7200 元/ 吨而争执的脸红脖子粗而哈哈大笑。的确，与当时市面高锰钢价格仅 3200 元/ 吨相比是贵了一倍多，但寿命高了十几倍不说，光节约的衬板螺栓和安装工时就上算了。席间众多发自内心的夸赞加之酒精的刺激，栏主那会不由得飘飘然了。看来人生喜事除了洞房花烛夜、金榜题名时、久旱逢甘露、他乡遇故知还应该加上事业终成功！对不？下面就简单介绍一下这套衬板相关工艺参数，限于篇幅有的
8、未能详细介绍，但绝对真材实料，专业人员照此生产完全可以取得同样效果，若生产中有些具体细节问题不清楚，有需要的话，栏主在此郑重承诺：无条件向全国同行提供该项技术咨询服务，不图别的，只为回报成就了栏主为之终身奋斗的粉碎工程-耐磨材料事业的全国水泥企业。1、化学成分特别说明的有 2 点：1 是本表中 Mo 为 0.8-1.2 指一仓筒体衬板，至于二仓衬板栏主当年将其减至 0.2-0.4 配料时按 0.3 计算。这可不算偷工减料，因为二仓冲击负荷小加之衬板较薄，加这么多 Mo 实在是没必要，这样能节省不少成本。2 是 Re 指 1#稀土硅，0.3%指的是加入量而不是残留量。应尽可能采用包头正规企业生产
9、的。过去包钢下属的一家公司生产的三峰牌为最好，遗憾的是这家国企到底没扛过市场经济大潮冲击。不过目前包头有几家采用电弧炉冶炼生产的民营企业质量还是不错的，价格也公道。2、硬度与金相组织3、热处理工艺热处理特别要说明的：一是热应力问题，因为高铬铸铁合金元素含量高，而合金含量越高材料导热性越差，在炉子里加热若不控制加热速度，当衬板表层已达七八百度了而芯部没准只有三四百度。这样因内外温差造成膨胀不同步而产生热应力，极易造成衬板开裂。所以应尽量低温入炉（300）。升温速度应控制在80/h，在 650时再保温 0.5h 减小其内外温差；二是淬火时由于在强风冷却下，表面温度迅速降低，短期内表层与芯部会有几百
10、度温差，所造成的内应力会残留在衬板内，应及时回火消除应力，否则极易自然开裂。栏主对此有血的教训。当年曾在 1985 年底紧急给上海水泥厂提供一套 30SiMn2圆角方形衬板，由于圆角方形衬板结构大多是箱形的，很容易在箱角产生淬火应力，加之当时工作经验不足，差点酿出了一场事故欲知后事如何请看话说衬板（五）耐磨材料 200 个为什么？（一）2009-9-16 14:35:43作者简介：卢洪波同志 1963 年出生于浙江舟山，1979 年进入洛阳工学院金属材料及热处理专业学习，1992 年破格晋升为高级工程师，1993 年入选中国金属学耐磨材料学术委员会学术委员，成为当时全国 31 名学术委员中最年
11、轻的一位；1994 年入选中国金属磨损失效及预防专业委员会任常务理事；曾任河南驻马店铸造厂厂长、先封水泥机械厂厂长；1997 年下海创办郑州鼎盛工程技术有限公司至今。卢洪波同志多年来始终如一致力于金属耐磨材料的研究与实践，因为在经营企业取得良好发展的同时，技术上也取得了一系列令人瞩目的学术及研究成果。一、什么是高锰钢？我国与美、日、俄等国的典型高锰钢技术标准比照如何，用吸铁石能鉴别高锰钢吗？标准的高锰钢（Mn13）又叫哈德菲尔德钢，是英国人 Hadfield 于 1882 年发明的。我国关于高锰钢的标准可查国家标准（GB/T5080-1998），与国外主要发达国家的比照如下：用吸铁石鉴别高锰钢
12、是利用高锰钢无磁性的特点，但现实中有很多材料如部分不锈钢、耐热钢也无磁性，中锰钢、超高锰钢均无磁性，所以用此法鉴别是不可靠的。比较简单的鉴别方法是技术人员或现场经验丰富的老师傅用火化兼备法，当然最根本的办法还是请专业部门化验分析，以免错判。注：各国高锰钢都不是一个牌号，而是一个系列的统称。二、高锰钢具有什么样的特性？它的抗磨机理是什么？为何至今仍有巨大的生命力？高锰钢在抵抗磨损的同时，由于其极强的韧性，因而抵抗剧烈冲击负荷，其安全性、可靠性是其他材料无法相比的。高锰钢在承受剧烈冲击或接触应力下，其表面会迅速硬化，而芯部仍保持极强的韧性，这种外硬内韧既抗磨损又抗冲击的特点是极其有利的。且表面受冲
13、击越重，表面硬化就越充分，耐磨性就越好。表面被磨损后，次表面又被硬化，因而这一性能优势便被广泛应用于矿山、冶金、军工、建材、铁路、电力等重要环境。100 多年来至今没有有效的替代材料。随着现代技术的进展，高锰钢的相关潜力不断被发掘，目前已被应用于如“磁悬浮列车” 、“ 凿岩机器人” 、“新型主战坦克 ”等领域。随着“ 原位增强”等一系列新技术的成功应用，高锰钢将表现出更优越的抗冲击抗磨损特性，其材料综合性价比的优势将更为突出，故耐磨材料界美其名曰“不朽的耐磨材料”。三、高锰钢的特点和局限性是什么，错误的选材将会给生产带来什么样的不利影响？由于高锰钢自身硬度很低（HB170-230），在未硬化时
14、耐磨性是极其有限的，其在剧烈冲击下表面迅速硬化而呈现出优良的抗磨性，但如果高锰钢件表面所承受冲击力不足（如小磨机衬板、小破碎机锤头等），则表面不能充分硬化（充分硬化后表面硬度可达 HB550 以上，反之则在 HB350 以下）则耐磨性无从发挥，而呈现出不耐磨的状况。有些重型破碎机锤头尽管冲击力很大，但碰到所破碎的物料有较强的磨蚀性，则高锰钢表面未来得及充分硬化即被磨损，这种失败的教训是很多的。如 xx 省有十余台 TPC20.22，每套锤头重约 6 吨，（每只锤头重 120kg，每套 50 只）价格为 7-8 万元/套，约破碎物料不足 5 万吨，其成本是惊人的。此外，高锰钢由于有较强的流变性，
15、用作大磨机衬板时，衬板受冲击膨胀拱起，而拉断螺栓脱落，又如用在隔仓板、篦板、材料流变使篦缝糊死而致磨机产量严重下降等，因而高锰钢这一优质耐磨材料决不是万能的。何时何地如何应用应科学研究分析使用服役条件，充分掌握高锰钢的性能特点，扬长避短，方能取得应用的成功。四、高锰钢可以加工吗？答案是肯定。高锰钢在很长一段时期被认为是不可切屑加工、不可焊接的。但随着科技发展，这些情况正在迅速改变。1、高锰钢的切屑性目前大量超硬材料刀具如“立方氮化硼刀具”、“复合材料陶瓷刀具”、“金刚石刀具”、均已能相对容易地加以解决。其他还有电加工、化学加工、喷水加工也取得了很大进展。2、高锰钢的焊接性目前无论是高锰钢互焊还
16、是堆焊或是与异种材料互焊都已比较成熟的解决。但在施焊过程中切记高锰钢在 250?C-800?C 之间时存在着碳化物析出脆性温度区间。许多高锰钢采用泡水或强制冷却法都取得了良好效果。高锰钢焊条一般选用碱性渣系、直流反接，比较重要的焊接可以采用闪光焊（瑞士GAAS80/700 型闪光焊机）或 MAG 焊（如日产 YD-S-500）可以有效地保证焊缝力学性能。3、高锰钢的切割性高锰钢的切割性能一般，一般禁止在铸态下冷切割，需要在冷铸态切割时，应把铸件本体浸在冷水中。热切割应在铸件凝固冷却到 650?C -800?C 红热状态下进行，切割后应尽快迈入热砂中缓冷。4、高锰钢的可缎性高锰钢的锻造性一般，可
17、在冷、热状态下进行小变形量加工，热锻可以在950?C -1200?C，据资料报道高锰钢小锤头锻造后，耐磨性提高 1.7 倍。五、高锰钢的生产成本大概是多少？为什么市场上有许多便宜的“高锰钢”，5000 元/吨能生产出合格高锰钢吗？的确，目前市面上有许多价格在 5000 元左右一吨的“高锰钢”，这从生产成本角度来讲是不可能的，那这到底是怎么回事呢？高锰钢的销售利润=售价-运费-税金-管理费用-生产成本-其他我们来看高锰钢的生产成本：高锰钢的生产成本材料费电费工时费设备折旧费废次品损失其中材料费铁合金费废钢耐火材料辅料合金主要由锰铁构成，在一吨普通 Mn13 中，净含锰在 130 千克左右，折合成
18、 65#锰铁约 200 千克，加上合金在生产中烧损等，实际折合 220-240 千克锰铁。目前优质锰铁价格约为 6.5 元/千克，此项约合 1500 元/吨，吨高锰钢用优质废钢 850-900 千克，折合市价约 2000 元/吨，再加上辅料及耐火材料消耗，一吨 Mn13 的材料成本在正常商业条件下不会低于 3600 元/ 吨，吨高锰钢成品冶炼加工处理按不同形式要求，大约在 1500-1700 度电，（热处理采用煤炉不计入）折合市价约 800-1000 元，以上两项合计约 4500 元/吨，加上目前全体员工的最低工资折合吨加约 500 元，一共是 5000 元/ 吨。如按 5000 元/吨价格销售，税金应在 300 元以上，设备折旧价各厂情况不同在吨费用 150-400 元之间，营销费用至少在 100 元/吨，运费按情况不同，假定按最低 100 元/ 吨计，那么按 5000 元/吨销售，即便没有管理费用、质量成本或呆坏账准备，则每销售一吨大约亏损在 1000 元左右。常言道，杀头生意有人做，亏本买卖没人干，这究竟是怎么回事呢？答案是“偷工减料、伪劣次品”是唯一选择。目前 5000 元/吨的高锰钢大都是条件极为简单的小厂采用废旧衬板、锤头加废钢，稀里糊涂回炉，既不化验，更无金相、机械性能测试把关，含锰量大部分不足 10%，有的只有 5%甚至 3%。热处理也只采用所谓“余热淬火”，即等
