某公司4號窯生產(chǎn)線是1條1000t/d干濕混合生產(chǎn)線，料漿烘干破碎采用的是丹麥?zhǔn)访芩构镜腅T250×225烘干破碎機(jī)，隨機(jī)帶來2套錘頭，每套近10萬元，而且在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)錘頭磨損很快。我們決定自制貝氏體球鐵錘頭替代進(jìn)口。自制的貝氏體球鐵錘頭經(jīng)過2年試用效果良好。
1、錘頭磨損及失效分析
烘干
破碎機(jī)工作簡圖如圖1，其破碎在旋轉(zhuǎn)錘頭和破碎腔體間進(jìn)行。生料漿從喂料口噴入破碎腔，部分直接沖刷高速旋轉(zhuǎn)的錘頭并被流經(jīng)破碎機(jī)的熱氣流烘干；部分與隨熱風(fēng)進(jìn)入的生料干粉相遇成餅或團(tuán)，經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)的錘頭撞擊而被破碎，同樣也被流經(jīng)破碎機(jī)的熱氣流烘干。經(jīng)過破碎烘干的物料隨氣流從破碎機(jī)上部排出，進(jìn)入選粉機(jī)，粗顆粒返回喂料裝置，細(xì)顆粒進(jìn)入旋風(fēng)筒選粉。烘干破碎機(jī)腔體溫度基本保持在300℃左右
分析認(rèn)為，烘干破碎機(jī)錘頭在工作過程中有3方面的受力：一是破碎腔上部與繼續(xù)落下的物料相撞擊，物料小能量沖擊錘頭，使得金屬表面產(chǎn)生微裂紋，裂紋擴(kuò)展，形成碎片脫落，導(dǎo)致沖擊磨損；二是料漿和干粉中的石灰石微粒直接沖刷錘頭，物料刺入錘頭材料表面，在一定法向力的作用下，對材料表層金屬產(chǎn)生顯微切削、沖刷．使金屬表面磨損；再就是烘干破碎機(jī)在破碎過程中破碎腔下部總有一定的積料，高速旋轉(zhuǎn)的錘頭還要對破碎腔底部堆積的物料施以撞擊、刮帶，堆積的物料也就直接擦劃錘頭，造成磨損。
在監(jiān)控過程中，我們對進(jìn)口錘頭進(jìn)行抽樣分析和檢驗(yàn)，其結(jié)果見表1。進(jìn)口錘頭的金相組織主要是索氏體十碳化物（微量）+殘余奧氏體（少量），而且硬度低，只有HB180~ 220，而沖擊韌性卻高達(dá)52J／CIT12，使得錘頭不能有效地抵抗料漿中石灰石微粒的刺入、刻劃和沖刷，造成嚴(yán)重的犁削磨損。同時由于工作環(huán)境溫度較高，而進(jìn)口錘頭抗熱氧化元素Cr. Ni的含量不高，故其抗熱氧化性不是很好，表面有氧化起皮現(xiàn)象，為此我們決定自制貝氏體球鐵錘頭替代進(jìn)口錘頭。進(jìn)口錘頭磨損狀況如圖2所示。
2、貝氏體球鐵錘頭的制備
2.1 貝氏體球鐵錘頭化學(xué)成分設(shè)計
由于物料沖擊功不是很大，可不要求太高的沖擊韌性，故可用貝氏體球鐵替代鋼。在較高含碳量的基礎(chǔ)上配入硼以形成硼碳化物，強(qiáng)化顯微硬度，提高耐磨性并均勻化；同時配入Cr. Mo. Cu等合金元素，以細(xì)化晶粒、強(qiáng)化基體組織，大幅度提高其淬透性，使錘頭在空冷條件下形成下貝氏體。貝氏體球鐵錘頭化學(xué)成分分析如表2。
2.2 貝氏體球鐵錘頭制造
熔煉設(shè)備為1. 5t/h的3排熱風(fēng)沖天爐，生鐵、廢鋼及鐵合金等均采用工業(yè)原料。出鐵溫度1420~1450℃，采用敞口包，用堤壩式?jīng)_入法進(jìn)行球化處理，球化劑為FeSiMg8RE7，孕育劑為75SiFe;澆注溫度控制在1320—1350℃；濕砂造型，采用縫隙式澆注系統(tǒng)，利于凝固，便于切割；傾型澆注，型腔內(nèi)刷涂料，外敷冷鐵，以獲得細(xì)晶粒、無砂眼、無氣孔高質(zhì)量的鑄件；熱開箱以增加錘頭硬度。
3、貝氏體球鐵錘頭與進(jìn)口錘頭的對比
3.1金相組織及力學(xué)性能
材料的耐磨性與其組織有著密切的關(guān)系，有關(guān)磨損試驗(yàn)表明材料的耐磨性取決于組織，硬度高物料壓入材料表面的深度淺，磨損小，耐磨性高。而且低沖擊功下的沖擊磨損耐磨性取決于硬度指標(biāo)，同時錘頭還抗磨料磨損，其硬度若被磨料硬度超過磨損將大增。可見提高錘頭材質(zhì)的硬度，有助于提高耐磨性。貝氏體球鐵錘頭由于采用較高的含碳量并配入合金元素，錘頭獲得了高硬度基體及一定數(shù)量的碳化物硬質(zhì)相，提高了機(jī)械強(qiáng)度、耐磨、抗熱等綜合性能，可以很好地抵抗硬物料對錘頭表面的犁削、鑿削、磨粒磨損。2種錘頭金相組織及性能對比見表3。
3.2 2種錘頭使用效果
1996年試制12塊貝氏體球鐵錘頭與進(jìn)口錘頭一同裝機(jī)試用，發(fā)現(xiàn)貝氏體球鐵錘頭抗磨性能良好。在產(chǎn)量達(dá)3萬t后拆下進(jìn)行比較如表4。1999年4月該生產(chǎn)線技改時整套更換為貝氏體球鐵錘頭，一直工作至2000年12月。1整套貝氏體球鐵錘頭與進(jìn)口錘頭使用結(jié)果對比如表5所示。
目前我公司烘干破碎機(jī)仍用貝氏體球鐵錘頭。
