陈忠华

（中建材（合肥）粉体科技装备有限公司 安徽省合肥市 230051）

选矿流程的关键工艺之一就是磨矿，而半自磨工艺由于其流程简单，采用半自磨机的比例呈上升趋势[1]。对半自磨机而言，给矿粒度大（-300mm）、钢球直径大（φ120～φ200mm）、磨机直径大（φ5m～φ12m），因此对衬板的冲击和磨损很大，矿浆常常是弱酸性或弱碱性，因此在磨料磨损的情况下又伴随着腐蚀磨损。这就对半自磨机衬板提出了更高的综合性能要求：抗冲击、抗磨损、抗腐蚀。因此，从不同半自磨机衬板材质的角度来分析其应用情况。

1 奥氏体锰钢的应用

在铸造耐磨材料中，奥氏体锰钢由于其单相奥氏体组织或奥氏体组织中含有碳化物，具有较强的加工硬化能力。当其表面受到较大冲击时，表面产生加工硬化，但是内部保持原有的韧性不变，使其具有较好的抗冲击载荷能力。奥氏体锰钢的最大特点是韧性极高，不会断裂，但是奥氏体锰钢在半自磨机应用中使用寿命仅2-6月，其主要失效原因是且因屈服强度过低，衬板极易凸起变形而提前失效。

铜陵冬瓜山铜矿φ8.53×3.96m半自磨机曾试用一套高锰钢衬板，使用大约一个月后，断裂螺栓像子弹一样射出，原因是衬板凸起变形严重，尽管磨损不大，只能拆卸终止试验。山东黄金集团金仓矿业φ4×1.4m半自磨机，高锰钢衬板使用两个月后凸起变形严重，轴向凸起14mm，环向凸起42mm，螺栓被拉断，喷射而出。中建材宁国新马铸造科技有限公司在沙特某选矿厂φ5.5×2.4m半自磨机曾试用一套ZGMn17Cr2衬板，使用近三个月后螺栓频繁断裂，虽然磨损量不足1/3，只能拆卸更换，凸起变形的衬板见图1。

图1 半自磨机衬板凸起变形

2 中高碳低合金钢的应用情况

耐磨合金钢在耐磨材料行业使用较多，其通过优化材质成分或改善热处理工艺等，其硬度和韧性的调整范围较大，同时还可以高硬度和高韧性相兼备，在多种磨机衬板中使用效果良好。中高碳低合金钢的最大特点是不会凸起变形。由于韧性比奥氏体锰钢低太多，为了保证不断裂，通过特殊的热处理工艺提高其冲击韧性（＞60J/cm2）而降低其硬度（HRC33～40）。使用寿命通常高于奥氏体锰钢。但是，衬板断裂的情况时有发生，而且使用寿命仍不能令用户满意。

3 橡胶金属复合衬板的应用情况

金属耐磨材料制作的半自磨机衬板存在变形、断裂、使用寿命短的缺陷，橡胶制作的半自磨机衬板无法承受大块矿石和钢球的强大冲击力，以及对橡胶表面的切割和撕裂，衬板的制作材料成为制约半自磨机推广应用的主要瓶颈和一大世界难题，近几年出现的橡胶金属复合衬板具有广阔的推广应用前景。

橡胶金属复合衬板是在橡胶衬板的工作表面上镶嵌一块金属件，镶嵌的金属件材质有合金钢和高铬铸铁两种。利用橡胶的高弹形变，吸收和逸散冲击能量，保障衬板的安全性；利用金属件的高硬度和高强度，抵抗物料的切割和凿削磨损。橡胶金属复合衬板实现了橡胶衬板与金属衬板两者的优势互补和缺陷抵消，彻底解决了半自磨机衬板的易变形、易断裂、寿命短的难题。橡胶金属复合衬板的重量仅为金属衬板的30%～60%，保留了橡胶衬板重量轻、易安装的优势。目前进料端衬板、出料格子板、筒体提升条衬板等都已成功推广应用。

瑞典SKEGA、加拿大Polycorp、芬兰Metso等公司都推出了橡胶金属复合衬板，大量成功地应用于国外各种规格的半自磨机。2016年3月江西银山铜矿选矿厂φ7×3.5m半自磨机安装了加拿大Polycorp公司提供的橡胶金属复合衬板，运行三个月后检查，磨矿效率、电耗、磨损状况等都很理想，预计使用寿命可达10～12个月。江西耐普矿机新材料股份有限公司已成功研制出橡胶金属复合衬板，见图2。目前已成功应用于诸多项目，如中信φ12.2×11m自磨机出料端复合衬板（出口澳洲）、德兴铜矿大山选矿厂SAGφ10.37×5.19m、云南华联锌铟矿业SAGφ7.5×3.2m、城门山矿业SAGφ5.5×1.8m等。并且由于橡胶金属复合衬板由于其重量低，使得磨机载荷低，具有良好的节电效果[2]。

图2 橡胶金属复合衬板

4 结语

经客户使用表明，橡胶金属复合衬板可以在半自磨机的恶劣环境下使用，处理能力和效率保持原金属衬板同等水平，有效解决金属衬板寿命短、重量重、漏浆、频繁检修、工人劳动强度大等问题，并且具有良好的节电效果。