“知己知彼者，百戰(zhàn)不殆；知己不知彼者，一勝一負(fù)；不知彼不知己者，每戰(zhàn)必殆?！边@段婦孺皆知的千古名句，出自中華最早的軍事名著之一的《孫子兵法》。它不僅是兩千年來歷代戰(zhàn)略家和軍事家運(yùn)籌帷幄、決勝千里的攻略法寶，更指引著當(dāng)今無數(shù)商界精英披荊斬棘，搏擊市場。同時也是高明的科技人員去探索未知世界，攻克技術(shù)難關(guān)的金鑰匙。同樣作為《話說鋼球》，分析透鋼球在實(shí)際工作中承受的工況服役條件，搞清楚鋼球的磨損及其它類型失效的機(jī)制與原因，其重要性也就不言而喻了。 首先讓我們來看看鋼球在磨內(nèi)的工況服役條件特征，及主要的失效形式和質(zhì)量問題。 在磨機(jī)粗磨倉中，鋼球主要呈“瀑落”狀態(tài)。鋼球被襯板帶到最高點(diǎn)，被拋砸在物料上，同時也有部分砸落到對面的裸露襯板上，謂之“空砸”現(xiàn)象。在細(xì)磨倉中，鋼球則被帶球能力較弱的如平斜板帶到相對較低點(diǎn)呈“瀑瀉”狀態(tài)，而對物料進(jìn)行“搓”“磨”。在這個過程中襯板傳遞能量，帶動研磨體在磨內(nèi)不斷地拋落，滾動和滑動，磨損隨之產(chǎn)生，其磨損失效機(jī)理如下：●切削和鑿削磨損：鋼球在磨機(jī)運(yùn)動的上升階段，與物料及其他研磨體相對滑動，被磨物料，如石灰石、砂巖、熟料、礦渣、頁巖及煤等材料中的尖銳而質(zhì)硬的顆粒對研磨體表面進(jìn)行切削，切出的溝槽較深，相對鈍而質(zhì)軟的顆粒切出的溝槽較淺，因而研磨體表面上的溝槽深淺不同；除溝槽深淺不同外，其寬窄還會因物料的硬度及研磨體的形狀和尺寸而不同。研磨體(球)所受磨損為三體磨損。球可以滾動，因而溝槽長短不同，并且縱橫交錯。球拋落時，以一定速度和角度沖擊接觸物料會產(chǎn)生局部鑿削磨損，形成鑿削凹坑?！褡冃文p：鋼球與物料相對滑動和沖擊時，除直接切削和鑿削外，還有犁溝變形和鑿削伴隨發(fā)生，金屬被推擠壓迫到溝槽和凹坑的邊緣外側(cè)，在重復(fù)作用和金屬反復(fù)變形下，因應(yīng)變疲勞產(chǎn)生裂紋，裂紋擴(kuò)展、連接，形成犁屑薄片，自表面脫落?！翊嘈詣兟洌轰撉蛟谙嗷_擊過程中，也有鋼球?qū)σr板沖擊的反作用力，致使鋼球金相組織的脆性相(如碳化物)開裂、破碎，自表面剝落，造成磨損。●疲勞磨損：磨機(jī)轉(zhuǎn)動、磨內(nèi)襯板提升鋼球的上升階段受到反復(fù)的滑動和滾動，在拋落階段受到反復(fù)沖擊，在變化的沖擊應(yīng)力、接觸壓力、切應(yīng)力作用下，發(fā)生疲勞過程，一般是在亞表層形成疲勞裂紋，裂紋平行表面擴(kuò)展，并向表面延伸形成疲勞剝落層，疲勞裂紋可以在表層下夾雜及在脆性碳化物相上生核，也可以在表面硬化層和動態(tài)軟化間生核。當(dāng)在遠(yuǎn)表層的鑄造缺陷和夾雜上生核、擴(kuò)散會導(dǎo)致宏觀的疲勞剝落，形成顯微薄層和剝落坑。 以上是鋼球在正常工況條件下的磨損失效機(jī)理，其實(shí)鋼球的失效形式除磨損外還有破碎與失圓等現(xiàn)象。鋼球破碎和失圓的基本定義如下：1、破碎球鋼球在使用過程中破碎成兩半或者破碎面積超過鋼球總面積1/3以上稱為破碎球。鋼球在使用過程中破碎球的總量和總用球量的百分比稱為破碎率。2、失圓 目前國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都沒有作出失圓和失圓率的規(guī)定，但國外有此規(guī)定，即鋼球在使用2 000h以后經(jīng)檢測失圓大于7％即為失圓： 失圓(偏磨)=（最大直徑-最小直徑）÷平均直徑×100％ 失圓和失圓率在鋼球使用中的確存在，但因缺少這方面統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，所以在制定標(biāo)準(zhǔn)時暫沒作規(guī)定。鋼球失圓后降低了研磨效果，使磨機(jī)臺時產(chǎn)量下降。 鋼球除上述主要失效形式外，涉及鋼球質(zhì)量問題的還有鋼球的外觀質(zhì)量。 外觀質(zhì)量一般缺陷是指表面粗糙不光潔，并有皺皮、掉砂、氣孔、渣孔、毛刺、飛邊等缺陷，存在這些缺陷既影響外觀，又影響使用壽命，同時降低粉磨效率。 鋼球質(zhì)量事故原因分析 鋼球破碎、失圓或磨耗高這幾種現(xiàn)象在質(zhì)量事故中幾乎都是同時出現(xiàn)，只要有破碎和失圓，磨耗肯定就高，原因可以從以下幾方面分析：1．化學(xué)成分不合格 鋼球因?yàn)槭褂霉r條件要求不同，材質(zhì)品種多，有低鉻球、中鉻球、高鉻球及特高鉻球，另外還有奧貝體球墨鑄鐵球、馬氏體球墨鑄鐵球，每種球種都有不同化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)，化學(xué)成分合格是鋼球質(zhì)量的最基本的要求，化學(xué)成分不合格就會直接影響材質(zhì)性能。2．熱處理工藝 熱處理工藝不正確或者工藝正確但沒有嚴(yán)格執(zhí)行，鑄球的應(yīng)力沒消除，高鉻球的金相組織不合理，殘余奧氏體過高。目前采用的風(fēng)淬工藝高鉻球的殘余奧氏體一般都在15％——30％，在使用過程中奧氏體轉(zhuǎn)化為馬氏體，體積膨脹，內(nèi)應(yīng)力增大，鋼球在沖擊磨損過程中產(chǎn)生一塊塊剝落，一般在磨機(jī)內(nèi)經(jīng)過900—1000h使用后，這種現(xiàn)象較為嚴(yán)重。3．鐵水中氣體含量高，爐料潮濕，水分在高溫時分解成氫氣和氧氣，澆注前又沒有進(jìn)行脫氧，或者鑄型排氣不好，從而在鑄球內(nèi)部產(chǎn)生氣孔，降低了鑄球的強(qiáng)度。4．澆注過程中鐵水和鐵渣沒有分離干凈，造成鑄球產(chǎn)生渣孔，這也降低了鑄球的強(qiáng)度。5．生產(chǎn)過程中廢鋼沒有嚴(yán)格管理，混進(jìn)了劣質(zhì)廢料，特別是低熔點(diǎn)的金屬材料如鉛、鋅 等含量超標(biāo)，容易產(chǎn)生破碎。以上是對鋼球因自身質(zhì)量原因造成破碎、失圓、變形等失效原因的簡要分析，那么在鋼球自身質(zhì)量過硬，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都符合國標(biāo)的前提下，在粉磨工藝條件及磨機(jī)規(guī)格參數(shù)等諸多因素中，如原料硬度、溫度、水分、磨機(jī)轉(zhuǎn)速、磨外預(yù)粉碎設(shè)計(jì)、襯板結(jié)構(gòu)等又是如何對鋼球失效造成不同影響的呢？恐怕這也是諸多鋼球制造商與水泥用戶發(fā)生鋼球質(zhì)量糾紛時各執(zhí)一詞的關(guān)鍵所在了，欲知后事，請看下講《話說鋼球》
