Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Вопрос, из чего делают бронеплиты мельниц, сводится к трём материалам: высокомарганцовистой аустенитной стали, высокохромистому износостойкому чугуну и износостойкой резине (в том числе в составе резинометаллической футеровки). Каждый из них противостоит своему типу разрушения — удару, чистому абразивному истиранию или гидроабразивному износу с коррозией. Выбор материала бронеплиты определяется типом мельницы, стадией измельчения, крупностью и абразивностью загрузки, а также режимом (сухой или мокрый помол).
Ниже разобрано, что представляют собой футеровочные (броневые) плиты барабанных мельниц, из каких материалов их отливают и вулканизируют, чем отличаются профили плит и как эти факторы влияют на ресурс и производительность агрегата.
Бронеплиты (футеровочные плиты) — это сменные элементы, которыми изнутри защищают барабан, торцевые крышки и разгрузочные решётки барабанной мельницы. Они выполняют две одновременные и отчасти конфликтующие задачи: защищают корпус от ударно-абразивного разрушения и передают энергию вращения от барабана мелющим телам, задавая нужный характер их движения (каскадный или водопадный режим). Именно поэтому футеровка — это не просто «защитная обшивка», а рабочий элемент, влияющий на эффективность измельчения.
Материал бронеплиты выбирают под преобладающий механизм износа: удар, чистое истирание или гидроабразивный износ с коррозией.
Внутри мельницы бронеплита испытывает три основных воздействия: ударные нагрузки от падающих мелющих тел и крупных кусков руды, абразивное истирание измельчаемым материалом и — при мокром помоле — коррозию в пульпе. Ни один материал не оптимален сразу против всех трёх факторов, поэтому и сложилась триада «сталь — чугун — резина», а также комбинированные решения, объединяющие металл и эластомер.
Сталь 110Г13Л — классический материал для бронефутеровки мельниц и щёк дробилок. Это высокомарганцовистая аустенитная литейная сталь, известная как сталь Гадфильда. По ГОСТ 977-88 марка обозначается 110Г13Л: цифры и буквы в обозначении указывают на среднее содержание углерода около 1,1 %, легирование марганцем (Г) на уровне около 13 % и литейное исполнение (Л).
Нормируемый химический состав по ГОСТ 977-88 (сталь входит также в область действия ГОСТ 21357-87 на отливки из хладостойкой и износостойкой стали):
Ключевое свойство стали Гадфильда — способность к самоупрочнению (наклёпу). В исходном аустенитном состоянии сталь сравнительно мягкая, но под ударно-абразивной нагрузкой поверхностный слой резко упрочняется за счёт холодной пластической деформации, при этом сердцевина остаётся вязкой. Это сочетание — твёрдая рабочая поверхность и ударостойкая сердцевина — и делает материал удачным для условий с сильными ударами.
После литья структура стали 110Г13Л неоднородна — аустенит с избыточными карбидами типа (Mn,Fe)₃C по границам зёрен, которые снижают вязкость. Поэтому отливки обязательно подвергают закалке (аустенизации) с растворением избыточных карбидов и получением однородного аустенита. Без термообработки материал не даёт заявленной ударной вязкости.
Технологическая особенность: из-за высокой вязкости аустенита сталь Гадфильда практически не поддаётся обработке резанием и ковке, поэтому бронеплиты из неё именно отливают в форму, близкую к готовой, с последующей минимальной механической доработкой посадочных поверхностей и отверстий.
Второй основной материал бронеплит — высокохромистый белый чугун. Отливки из легированного износостойкого чугуна регламентирует ГОСТ 7769-82 «Чугун легированный для отливок со специальными свойствами. Марки». В обозначении марок буква Ч — чугун, Х — хром; для мелющих и футеровочных деталей применяют износостойкие хромистые марки этого стандарта — например, ЧХ16, ЧХ22, а также молибденсодержащую ЧХ16М2, прямо предназначенную для деталей размольного оборудования.
Хром — сильный карбидообразующий элемент. В высокохромистых чугунах он формирует твёрдые карбиды типа M₇C₃ (и M₃C), распределённые в металлической матрице. Именно эти карбиды обеспечивают исключительную стойкость к абразивному истиранию. В отличие от стали Гадфильда, работающей «на удар», высокохромистый чугун работает на чистый абразив: он изначально твёрдый по всему сечению и не нуждается в наклёпе.
Высокая твёрдость чугуна сопровождается ограниченной ударной вязкостью: при сильных ударных нагрузках хрупкие карбиды склонны к выкрашиванию и сколам. Поэтому высокохромистый чугун предпочтителен там, где преобладает истирание, а ударная составляющая умеренная — например, на стадиях доизмельчения или в среде с мелкой абразивной фракцией.
Третий материал — износостойкая резина. Резиновые футеровки на основе специальных эластомерных смесей широко применяются в шаровых и рудногалечных мельницах, преимущественно на второй и третьей стадиях измельчения и при доизмельчении, а также при мокром помоле, где металл дополнительно страдает от коррозии.
Механизм износостойкости резины принципиально иной, чем у металла. Благодаря высокой эластичности резина упруго воспринимает удар мелющих тел и абразивных частиц, а затем возвращает энергию, вместо того чтобы разрушаться. Дополнительные преимущества:
Для первой стадии измельчения, где удары мелющих тел наиболее сильны, применяют резинометаллические (комбинированные) футеровки. Здесь резиновая плита сочетается с комбинированным лифтером, в котором к резине привулканизирована стальная броня (например, из марганцовистой стали 110Г13Л). Металлическая часть принимает ударную нагрузку и обеспечивает надёжное крепление, а резиновая — защищает от абразивного истирания и плотно прижимает плиты, исключая промоины.
Резина имеет температурные и химические ограничения по применению (эксплуатация в определённом диапазоне температур и pH пульпы). При крупной и остроугольной загрузке с сильным ударом чисто резиновая футеровка на первой стадии может уступать металлу или комбинированным решениям — выбор делают по конкретным условиям.
Из чего сделана плита — половина вопроса; вторая половина — какой у неё профиль. Форма рабочей поверхности задаёт траекторию мелющих тел и, следовательно, режим измельчения. Основные профили: гладкий, волнистый (в том числе двухволновой), ступенчатый и схема «плита–лифтер» с отдельными подъёмными элементами (лифтерами).
Общая закономерность: для грубого (крупного) помола применяют ребристые и волнистые профили с выраженными выступами, поднимающими мелющие тела; для тонкого помола — гладкие или мелковолнистые. Важно, чтобы по мере износа характер поверхности менялся плавно, иначе режим движения загрузки нарушится ещё до полного исчерпания ресурса плиты.
В схеме «плита–лифтер» лифтер, как правило, изнашивается быстрее плиты, поэтому за срок службы одной плиты лифтеры меняют несколько раз. Это нужно учитывать при планировании остановок и комплектации запасных частей.
Сводная логика выбора материала бронеплиты по преобладающему воздействию:
Универсального «лучшего» материала нет: 110Г13Л держит удар, высокохромистый чугун — истирание, резина — коррозию и вибрацию. Оптимум определяют условия конкретной мельницы.
Основных материалов три: высокомарганцовистая аустенитная сталь 110Г13Л (сталь Гадфильда), высокохромистый износостойкий чугун и износостойкая резина, в том числе в составе резинометаллической футеровки. Металлические плиты отливают, резиновые — формуют и вулканизируют.
Это литейная аустенитная сталь по ГОСТ 977-88 с содержанием марганца около 11,5–15 % и углерода 0,9–1,4 %. Она сочетает вязкую сердцевину с поверхностью, которая упрочняется (наклёпывается) под ударной нагрузкой, поэтому хорошо работает в условиях сильных ударов.
Марганцовистая сталь работает «на удар» и упрочняется под нагрузкой, но менее твёрдая в исходном состоянии. Высокохромистый чугун изначально твёрдый по всему сечению за счёт карбидов и лучше противостоит чистому истиранию, однако более хрупок и склонен к сколам при сильных ударах.
Резину применяют преимущественно на второй и третьей стадиях измельчения, при доизмельчении и мокром помоле. Она легче металла, снижает шум и вибрацию и не корродирует в пульпе. При крупной ударной загрузке первой стадии чаще используют металл или комбинированные решения.
Это конструкция, где резиновая плита сочетается с лифтером, в котором к резине привулканизирована стальная броня (например, из 110Г13Л). Металл принимает удар и обеспечивает крепление, резина защищает от истирания и уплотняет стык.
Аустенитная структура стали Гадфильда обладает очень высокой вязкостью и склонностью к наклёпу, из-за чего резание и ковка практически невозможны. Поэтому детали получают литьём в форму, близкую к готовой.
Профиль задаёт траекторию и высоту подъёма мелющих тел. Волнистые и ребристые профили создают водопадный режим для крупного помола, гладкие — перекатывание для тонкого. Неверный профиль снижает эффективность измельчения независимо от материала плиты.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.