钢球标准、性能参数、磨机级配、工艺磨耗(国内编纂最全资料)

1、钢球标准、性能参数、磨机级配、工艺磨耗（国内编纂最全资料）细说钢球（一）-钢球的分类以及生成钢球、段、棒（以下简称钢球）,无疑是全世界粉碎工业目前乃至可预见将来的第一大耐磨材料消耗件，我们现在从钢球磨损失效机理及影响因素分析，到当前典型钢球产品的分类、化学成分、生产工艺、质量控制，及其使用中容易出现的问题原因分析和大致生产成本、价格构成做一全面阐述。 一、钢球的分类钢球生产方式一般有锻造、轧制、半固态成型及铸造四大类。由于历史沿习及选矿工业一些特殊的使用条件和综合环境、背景，在这些行业中，锻造与轧制球占有相当大的比例。球磨机钢球根据工艺和材质可以分为： 1、锻造钢球：低碳合金钢球、中碳合金钢球、高锰钢球、稀土铬钼合金钢球； 2、铸造钢球：低铬铸球、中铬铸球、高铬铸球。现在市场上哪种钢球最好呢？现在让我们来分析一下： 1.锻造钢球：表面质量好，抗冲击性好，韧性强，耐磨性好，不易破碎和失圆。就是将金属加热温度达1050（正负50度），利用锻压机械对金属坯料施加压力，使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。锻压(锻造与冲压)的两大组成部分之一。通过锻造能消除金属

2、在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷，优化微观组织结构，同时由于保存了完整的金属流线，锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。相关机械中负载高、工作条件严峻的重要零件，除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外，多采用锻件。此外，锻造钢球要耐磨必须选用最耐磨的材料，比如国标的60Mn、65Mn，或有些公司自主研发的高效耐磨合金钢材料，我们采用国家特大型钢厂生产的钢材，同样是一种材料，在不同的钢厂生产出来的质量也是不等的，而锻件的质量好坏80%取决于材料的好坏，比如采用高锰钢，抗冲击性好，韧性强，耐磨性好，不易破碎 。锻造钢球因为价格便宜，经济耐用等特点深受广大用户青睐，例如国际矿业巨头力拓、必和必拓、安格鲁黄金等均使用锻造钢球。半固态成型则具有非常规铸造，非简单压铸所能解释清的特点，以一种似铸、似锻，铸锻优点兼而有之的先进技术所形成的优异性能而引起人们的关注。而铸造钢球则以其简单、灵活、可靠的生产方式，易于实现低投资大规模生产的扩张优势，尤其是当专家和工程师面对炼钢炉运用各种先进工艺和合金成份设计，发挥无尽的想象力，去创造一个又一个更新颖、更先进的品种，来满足竞争需要所带来的成就感，更非常

3、人所能体会。常用铸造钢球按其化学成份大致可分为以下十一大类1、铬系抗磨铸铁球；2、低合金钢抗磨铸球；3、中高合金钢抗磨铸球；4、高锰钢球；5、半钢半铁球；6、中锰球墨铸铁球；7、奥贝、马贝复相钢球；8、BAD、CAD抗磨铸球；9、特种合金铸铁球；10、抗湿法磨损铸球；11、其它铸球。我国目前生产钢球企业总数按不同统计口数据显示：一般在20003000家左右，其中仅素有“铸造之乡、铁匠之乡”之称的山东章丘就200多家，安徽省一个地区也有一百多家。在我国，目前为数众多的钢球生产企业中，大多数为年产2000吨以下的小企业，年产超过一万吨的约有十几家（如山东华民钢球股份公司）。这些企业生产钢球工艺方法五花八门，一般可归纳为砂型、金属型、离心、EPC四大主流铸造工艺，也有少量使用半固态成型与熔模精密铸造等工艺。其中砂型铸造呈现出两极分化状态：一类是日趋衰退的手工粘土和水玻璃砂型，采用单箱或叠箱铸造，因其性能差、生产效率低，目前除在边远落后地区还有少量小企业应用，大部分已淘汰。另一类则是大规模机械化生产的典型，如“迪莎（DISA）”挤压造型生产线也叫“射挤压垂直分型无箱造型线”，只要铁水供的上，单

4、线产量可轻而易举干到年产几万吨。全球耐磨材料产量排名第一的比利时马格托公司，其分布在世界各地如泰国、印度等地钢球生产线，总计年产约60万吨钢球，大部分即采用迪莎线生产。但这种生产线设备投资大、生产成本较高，中小型企业上马要慎重。而另一类，即近十多年来蓬勃发展的树脂砂造型线（含旧砂再生），在完成了类似水泥工业国产PC窑2000年后的成熟化进程，大幅度降低投资造价后，目前得到迅猛发展。它以精密的尺寸、漂亮的外观，高效的劳动生产率，在小规格钢球、段，尤其是高铬微球、微段生产中显示出了极大的优越性。金属型目前是铸球生产中最重要的工艺。它以优良的急冷作用有效提高了金属铸球耐磨性和工艺出品率。同时，其尺寸精确、外观质量好，尤其是绝对低的设备投资与极其简单的操作方法，使之在我国钢球生产企业中占据90%以上的垄断地位。金属型以往多用单模，它有垂直分型和水平分型两种。近年来绝大多数使用生产效率更高，劳动强度更低的多球组合金属型。离心铸球具有非常优良的铸态组织和最终机械性能，生产出品率极高，能耗低、耗材少。不足之处是，由于单机能力限制，使得实现大规模工业生产变的困难，目前我国与印度有少量企业采用此工艺生产

5、。EPC（消失模）工艺生产铸球，尺寸精度好、生产效率高、劳动强度低。不足之处是因其散热性能较差，钢球组织不够致密，耐磨性能较同等化学成份金属型要差30%以上。同时钢球内部避免不了有冲砂现象，在大直径磨机中应用存在，碎球率较高问题。熔模铸造是古老的生产工艺，技术相当成熟。它具有产品尺寸精度极高优点。但工序多、成本高，目前只在铸造条件有制约铸球产品，如流动性差的高铬铸铁生产微球、微段时，尚有少量应用。除此以外，尚有先进的半固态成型技术，笔者曾在此做了部分研究工作，试验结果显示出性能先进、能耗降低的可喜前景，但具体商业应用尚有许多工作要做。与此同时，伴随着改革开放后我国粉碎工业的高速发展，无数中国钢球企业、钢球“人”呕心沥血，在短短的二、三十年间探索、打拼、创造出了一个全球规模最大，性价比最高，极富创新性与中国特色的，一个巨大的现代钢球产业，书写了一篇足以改变世界钢球史的，令人荡气回肠、绚丽多彩的中国钢球奋进史。至于目前关于钢球发展的前景有各种各样的预测也很正常，其中水泥生产“无球化”便是其中之一。其实不然，立磨固有其诸多优势，在节能指标上尤为突出，但在当今这个早已证明了的：模式不求最极端但

6、求最合适，单项技术指标不求最顶尖但求综合效益与回报率最高，多种技术、工艺共存共生互相补充。企业因天、因时、因人、因地相制宜，选择最合适自己发展的技术、生产模式乃真正竞争存亡之道的时代，“无球化时代”怕是至少在相当长一个时期内，仍是立磨制造商及其利益代言人一偏概全一厢情愿的自恋式愿景吧。下转细说钢球（二）山东华民钢球股份有限公司是中国最大的耐磨钢球、球磨机钢球、锻造钢球、耐磨钢棒，磨棒 铸造钢球的专业出口制造厂家，产品主要出口到美国、加拿大、智利、南非、意大利、希腊、韩国、日本等三十多个国家和地区。 （陈先生联系：13553180285） 细说钢球（二）-钢球磨损失效机理及影响钢球磨损原因“知己知彼者，百战不殆；知己不知彼者，一胜一负；不知彼不知己者，每战必殆。”这段妇孺皆知的千古名句，出自中华最早的军事名著之一的孙子兵法。它不仅是两千年来历代战略家和军事家运筹帷幄、决胜千里的攻略法宝，更指引着当今无数商界精英披荆斩棘，搏击市场。同时也是高明的科技人员去探索未知世界，攻克技术难关的金钥匙。同样作为话说钢球，分析透钢球在实际工作中承受的工况服役条件，搞清楚钢球的磨损及其它类型失效的机制与原

7、因，其重要性也就不言而喻了。 首先让我们来看看钢球在磨内的工况服役条件特征，及主要的失效形式和质量问题。 在磨机粗磨仓中，钢球主要呈“瀑落”状态。钢球被衬板带到最高点，被抛砸在物料上，同时也有部分砸落到对面的裸露衬板上，谓之“空砸”现象。在细磨仓中，钢球则被带球能力较弱的如平斜板带到相对较低点呈“瀑泻”状态，而对物料进行“搓”“磨”。在这个过程中衬板传递能量，带动研磨体在磨内不断地抛落，滚动和滑动，磨损随之产生，其磨损失效机理如下：切削和凿削磨损：钢球在磨机运动的上升阶段，与物料及其他研磨体相对滑动，被磨物料，如石灰石、砂岩、熟料、矿渣、页岩及煤等材料中的尖锐而质硬的颗粒对研磨体表面进行切削，切出的沟槽较深，相对钝而质软的颗粒切出的沟槽较浅，因而研磨体表面上的沟槽深浅不同；除沟槽深浅不同外，其宽窄还会因物料的硬度及研磨体的形状和尺寸而不同。研磨体(球)所受磨损为三体磨损。球可以滚动，因而沟槽长短不同，并且纵横交错。球抛落时，以一定速度和角度冲击接触物料会产生局部凿削磨损，形成凿削凹坑。变形磨损：钢球与物料相对滑动和冲击时，除直接切削和凿削外，还有犁沟变形和凿削伴随发生，金属被推挤压迫到

8、沟槽和凹坑的边缘外侧，在重复作用和金属反复变形下，因应变疲劳产生裂纹，裂纹扩展、连接，形成犁屑薄片，自表面脱落。脆性剥落：钢球在相互冲击过程中，也有钢球对衬板冲击的反作用力，致使钢球金相组织的脆性相(如碳化物)开裂、破碎，自表面剥落，造成磨损。疲劳磨损：磨机转动、磨内衬板提升钢球的上升阶段受到反复的滑动和滚动，在抛落阶段受到反复冲击，在变化的冲击应力、接触压力、切应力作用下，发生疲劳过程，一般是在亚表层形成疲劳裂纹，裂纹平行表面扩展，并向表面延伸形成疲劳剥落层，疲劳裂纹可以在表层下夹杂及在脆性碳化物相上生核，也可以在表面硬化层和动态软化间生核。当在远表层的铸造缺陷和夹杂上生核、扩散会导致宏观的疲劳剥落，形成显微薄层和剥落坑。以上是钢球在正常工况条件下的磨损失效机理，其实钢球的失效形式除磨损外还有破碎与失圆等现象。 钢球破碎和失圆的基本定义如下：1、破碎球钢球在使用过程中破碎面积超过钢球总面积1/3以上称为破碎球。钢球在使用过程中破碎球的总量和总用球量的百分比称为破碎率。2、失圆 目前国家标准和行业标准都没有作出失圆和失圆率的规定，但国外有此规定，即钢球在使用2 000h以后经检测失圆大

9、于7即为失圆： 失圆(偏磨)=（最大直径-最小直径）平均直径100 失圆和失圆率在钢球使用中的确存在，但因缺少这方面统计数据，所以在制定标准时暂没作规定。钢球失圆后降低了研磨效果，使磨机台时产量下降。 钢球除上述主要失效形式外，涉及钢球质量问题的还有钢球的外观质量。 外观质量一般缺陷是指表面粗糙不光洁，并有皱皮、掉砂、气孔、渣孔、毛刺、飞边等缺陷，存在这些缺陷既影响外观，又影响使用寿命，同时降低粉磨效率。 钢球质量事故原因分析 钢球破碎、失圆或磨耗高这几种现象在质量事故中几乎都是同时出现，只要有破碎和失圆，磨耗肯定就高，原因可以从以下几方面分析：1化学成分不合格 钢球因为使用工况条件要求不同，材质品种多，有低铬球、中铬球、高铬球及特高铬球，另外还有奥贝体球墨铸铁球、马氏体球墨铸铁球，每种球种都有不同化学成分标准，化学成分合格是钢球质量的最基本的要求，化学成分不合格就会直接影响材质性能。2热处理工艺 热处理工艺不正确或者工艺正确但没有严格执行，铸球的应力没消除，高铬球的金相组织不合理，残余奥氏体过高。目前采用的风淬工艺高铬球的残余奥氏体一般都在1530，在使用过程中奥氏体转化为马氏体，体积膨胀，内应力增大，钢球在冲击磨损过程中产生一块块剥落，一般在磨机内经过9001000h使用后，这种现象较为严重。3铁水中气体含量高，炉料潮湿，水分在高温时分解成氢气和氧气，浇注前又没有进行脱氧，或者铸型排气不好，从而在铸球内部产生气孔，降低了铸球的强度。4浇注过程中铁水和铁渣没有分离干净，造成铸球产生渣孔，这也降低了铸球的强度。5生产过程中废钢没有严格管理，混进了劣质废料，特别是低熔点的金属材料如铅、锌 等含量超标，容易产生破碎。以上是对钢球因自身质量原因造成破碎、失圆、变形等失效原因的简要分析，那么在钢球自身质量过硬，各项技术指标都符合国标的前提下，在粉磨工艺条件及磨机规格参数等诸多因素中，如原料硬度、温度、水分、磨

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