CN1651183A - 衬板的一体化装配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种衬板的一体化装配方法，包括如下步骤：抗磨单体的制作：对抗磨单体表面进行常规处理；对球磨机壳体或输料溜槽本体金属表面进行常规处理；工业粘合剂的选择；抗磨单体组合而成的衬板与本体的连接：将工业粘合剂均匀刮涂于本体金属表面和抗磨单体配合表面，将涂了工业粘合剂的抗磨单体逐个粘贴于本体上，拼结制成整体衬板，抗磨单体与本体边缘四周之间的间隙也用工业粘合剂灌满并用锲形高塑性金属铆实；经充分固化后即成。本发明能优化抗磨衬板和设备本体的受力状态，减轻物料的冲击破坏，充分发挥现有高硬度耐磨材料的高硬度性能优势，提高整体抗磨性和可靠性质量稳定，且生产成本低，产品成品率高、性价比好。
Description
技术领域
本发明涉及衬板装配方法，具体来说涉及一种球磨机高硬度衬板和输料溜槽高硬度衬板的装配方法。
背景技术
衬板作为抗磨易损件，安装在球磨机壳体或输料溜槽本体上，传统方法是采用螺栓连接。对于高硬度脆性耐磨材料，螺栓孔在加工工序中本身就是残余应力集中的部位，再加上衬板将涂胶的抗磨单体逐个粘贴于本体上，拼结制成整体衬板，螺栓和衬板螺孔仅是局部接触，更加剧了应力的集中；此外，在装配时衬板与衬板、衬板与壳体之间不可能充分贴合，为高点刚性接触，接触面积小，受力状态不好；再加上高硬度脆性材料冲击韧性低，冲击造成的破坏大。因此，传统的结构设计和传统的刚性装配方法，是导致高硬度脆性耐磨材料不抗冲击、易断裂、衬板抗磨寿命短的主要原因。从而导致了高铬铸铁、工程耐磨陶瓷等优秀高硬度耐磨材料，在球磨机衬板和输料溜槽衬板上至今没有得到广泛应用。
同时，传统结构设计的衬板，铸造生产工艺为传统砂型工艺，内部缺陷多、废品率高、合金用量高、产品生产批量小、成本高。其使用过程中，抗化学腐蚀性能低、噪音大、易漏粉、保温性能差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种优化抗磨衬板和设备本体的受力状态，减轻物料的冲击破坏，充分发挥现有高硬度耐磨材料的高硬度性能优势，提高整体抗磨性和可靠性的衬板的一体化装配方法。
本发明的衬板的一体化装配方法，包括如下步骤：
(1)抗磨单体的制作：单体制作为模块化标准尺寸，外形小而厚，横截面形状为规则对称的正多边形；
(2)对抗磨单体表面进行常规处理；
(3)对球磨机壳体或输料溜槽本体金属表面进行常规处理；
(4)工业粘合剂的选择：主要物理机械性能指标，密度为0.8～3.0g/cm3、抗拉强度(GB/T6329-1996)为2～60Mpa、剪切强度(GB/T7124-1986)为2～30Mpa、使用温度为-120～780℃；
(5)抗磨单体组合而成的衬板与本体的连接：将工业粘合剂均匀刮涂于本体金属表面和抗磨单体配合表面，将涂了工业粘合剂的抗磨单体逐个粘贴于本体上，拼结制成整体衬板，抗磨单体与本体边缘四周之间的间隙也用工业粘合剂灌满并用锲形高塑性金属铆实；
(6)经充分固化后即成。
上述的衬板的一体化装配方法，其中抗磨单体组合而成的衬板为同种材质抗磨单体的单一组合或不同材质的抗磨单体的复合组合。
上述的衬板的一体化装配方法，其中抗磨单体横截面形状为正三角形、正四边形、正五边形、正六边形、正七边形、正八边形、正九边形、正十边形或正十二边形。
上述的衬板的一体化装配方法，其中高硬度抗磨单体的工作表面形状为平型、波型、锥型、梯型、凸型或花格型。
上述的衬板的一体化装配方法，其中抗磨单体的材质选择：对于球磨机的衬板，可选用硬度大于HRc40的高硬度合金白口铸铁或高硬度合金钢制作抗磨单体；对于料运溜槽衬板，可选用耐磨陶瓷抗磨单体与高硬度金属抗磨单体制作复合抗磨衬板，也可选用高硬度金属抗磨单体与耐磨陶瓷抗磨单体组合制作复合抗磨衬板。
上述的衬板的一体化装配方法，其中抗磨单体表面的处理为：用砂轮片、钢丝轮打磨或用喷砂处理，直至见金属本色，达到粗化金属表面、除锈去垢的目的；用溶剂、清洗剂等清洁表面，达到去除油污的目的。若含有水分，加热烘干。
上述的衬板的一体化装配方法，其中球磨机壳体或输料溜槽本体金属表面的处理为：用砂轮片、钢丝轮打磨或用喷砂处理，直至见金属本色，达到粗化金属表面、除锈去垢的目的；用溶剂、清洗剂等清洁表面，达到去除油污的目的。若含有水分，加热烘干。
本发明的装配方法与现有技术相比，从以上技术方案可知，本发明是利用工业粘合剂固化前具有的流动性，能100％填充抗磨单体之间、抗磨单体与球磨机壳体或输料溜槽本体之间的间隙，增大了实际接触面积，局部为刚性接触，其余大部分为韧性接触；再加上工业粘合剂固化后具有的高韧性、高弹性和高粘接性能，在将抗磨单体牢固粘结的同时，可以吸收及消耗大部分的冲击能量，并提高了衬板整体强度。抗磨单体结构简单、形状尺寸小而厚，刚性好，内部缺陷少、残余应力小，受力状态好。本发明抗腐蚀性能高、保温性能好。抗磨单体制造工艺可以采用金属型铸造成形、也可采用压铸或锻造成形；可大批量流水线生产，质量稳定，生产成本低，产品成品率高、性价比好。
具体实施方式
下面结合本发明的衬板的一体化装配方法的实施方式，来说明其特征及其功效。
实施例1：用于物料运输溜槽的耐磨陶瓷型一体化抗磨衬板的装配方法
(1)抗磨单体的选择：
材质——三氧化二铝含量大于90％(wt)的耐磨陶瓷。
性能——耐磨陶瓷硬度：HRc85～90。
尺寸——厚度50±2mm，长度150±2mm，宽度50±2mm；
形状——横截面形状为规则对称的长方形，两侧面的装配面可带有凹凸槽，工作表面形状为平型。
(2)工业粘合剂的选择：
胶种——有机硅橡胶粘合剂牌号：GT-1。
性能——剪切强度＞2.0MPa，抗拉强度＞3.0MPa，耐温：-120～350℃。
(3)装配
①输料溜槽本体钢板表面的处理：用砂轮片、钢丝轮打磨或用喷砂处理，直至见金属本色，达到粗化金属表面、除锈去垢的目的；用丙酮清洁表面，去除油污；若含有水分，加热烘干。
耐磨陶瓷抗磨单体表面的处理：用丙酮清洁表面，去除油污。
②涂敷工业粘合剂：将GT-1胶粘接剂均匀涂抹于溜槽本体钢板表面和耐磨陶瓷抗磨单体配合表面，并用胶刀抹平。
③将涂胶的抗磨单体逐个粘贴于本体上，拼结制成整体衬板，耐磨陶瓷抗磨单体与溜槽本体周围钢板边缘之间的间隙也用GT-1胶粘接剂灌满，并用锲形高塑性金属铆实。以保证耐磨陶瓷抗磨单体之间、耐磨陶瓷抗磨单体与周围溜槽本体钢板之间充分贴合。
④室温25℃固化24小时后，可开机运行。
本发明的使用效果：
2001年12月4日我公司本实施例的陶瓷型抗磨衬板，首次应用于炼铁厂料运系统高温溜槽衬板。
现场工况如下：
输送的物料：高硬度烧结矿石+焦碳；
块度尺寸：φ100～300mm；
落差高度：2～3m；
过矿量：500T/h；
最高工作温度：300℃。
原30mm厚的高锰钢料运溜槽衬板在同样工况下，使用寿命仅1个月；而我公司生产的陶瓷型一体化抗磨衬板在同样工况下，经过六个月使用后，料运系统溜槽衬板局部磨损量仅10mm，使用寿命是高锰钢衬板的18倍以上。2002年9月我公司又为炼铁厂料运系统高温溜槽制作了八套本实施例的陶瓷型一体化抗磨衬板，经过一年左右的使用，八套料运溜槽仍完好无损、运行正常。
实施例2：用于高炉料斗的高铬铸铁型一体化抗磨衬板的装配方法
(1)抗磨单体的选择：
材质——高铬铸铁。
性能——高铬铸铁硬度：HRc60～65。
尺寸——厚度60mm，边长50mm。
形状——横截面形状为规则对称的正六边形。工作表面形状为凸形。
(2)工业粘合剂的选择：
胶种——改性环氧胶牌号：TS112工业修补剂
性能——剪切强度≥26MPa，抗拉强度≥39MPa，
工作温度：-60～204℃。
(3)装配
①高炉料斗本体钢板表面和高铬铸铁抗磨单体表面的处理：
用砂轮片、钢丝轮打磨或用喷砂处理，直至见金属本色，达到粗化金属表面、除锈去垢的目的；用755清洗剂清洁表面，去除油污：若含有水分，加热烘干。
②工业粘合剂的调配：
按主剂与固化剂的体积比＝4∶1调配，操作温度应控制在5～30℃。
③涂敷工业粘合剂：
将调好的胶粘剂均匀刮涂于高炉料斗本体钢板表面和高铬铸铁抗磨单体配合表面，并用胶刀抹平。
④将涂胶的抗磨单体逐个粘贴于本体上，拼结制成整体衬板，高铬铸铁抗磨单体与料斗本体周围钢板边缘之间的间隙用TS112胶粘剂填满，并用锲形高塑性金属铆实。以保证高铬铸铁抗磨单体之间、高铬铸铁抗磨单体与周围料斗本体钢板之间充分贴合。
⑤室温25℃固化24小时后，可开机运行。
本发明的使用效果：
高炉料斗现场工况如下：
输送的物料：高硬度烧结矿石+焦碳；
块度尺寸：φ50～80mm；
落差高度：2～3m；
过矿量：400T/h；
工作温度：-10～180℃。
50mm厚的高锰钢衬板在高炉料斗上的使用寿命仅15天，在同样工况下，应用本发明制作的高铬铸铁一体化复合抗磨衬板使用三个月后，局部部位磨损仅有10mm。
实施例3：用于烧结厂高温溜槽的高硬度合金钢与耐磨陶瓷组合型的一体化复合抗磨衬板的装配方法
(1)抗磨单体的选择：
材质——选择CrMoSiB系高硬度合金钢和三氧化二铝含量大于90％(wt)的耐磨陶瓷制作抗磨单体；
性能——CrMoSiB系合金钢硬度：HRc 55～60，ak≥33J/cm2，
耐磨陶瓷硬度：HRc 85～90。
尺寸——均为厚度50mm，长度100mm，宽度50mm；
形状——横截面形状均为规则对称的长方形，工作表面形状为平形。
(2)工业粘合剂的选择：
胶种——无机胶 牌号：TS812。
性能——剪切强度 60MPa，耐温：-60～780℃。
(3)装配
①输料溜槽本体钢板表面和合金钢抗磨单体表面的处理：用砂轮片、钢丝轮打磨或用喷砂处理，直至见金属本色，达到粗化金属表面、除锈去垢的目的；用丙酮清洁表面，去除油污：若含有水分，加热烘干。
耐磨陶瓷抗磨单体表面的处理：用丙酮清洁表面，去除油污。
②工业粘合剂的调配和涂敷：
按主剂与固化剂的体积比＝3∶1调配，操作温度应在15～30℃。
将调好的TS812无机结构胶均匀刮涂于输料溜槽本体钢板表面和抗磨单体及耐磨陶瓷抗磨单体配合表面，并用胶刀抹平。
③将涂胶的抗磨单体逐个粘贴于本体上，拼结制成整体衬板，将合金钢抗磨单体布置于受冲击的落料点位置，其余部位使用耐磨陶瓷抗磨单体。将抗磨单体与溜槽本体周围钢板边缘之间的间隙也用TS812无机结构胶填满，并用锲形高塑性金属铆实。以保证抗磨单体之间、抗磨单体与周围溜槽本体钢板之间充分贴合。
④室温固化2小时后，加温70～80℃保温1小时，最后120℃保温2～3小时，可开机运行。
本发明的使用效果：
输送高硬度烧结矿石和焦碳的溜槽现场工况如下：
块度尺寸：φ100～300mm；
落差高度：2～3m；
过矿量：400T/h；
工作温度：400～600℃。
30mm厚的高锰钢衬板在烧结厂高温溜槽上的使用寿命仅20天，在同样工况下，应用本发明制作的“合金钢抗磨单体+耐磨陶瓷抗磨单体”(高温)溜槽复合抗磨衬板，使用三个月后磨损仅有10～15mm。
高温溜槽“一体化”复合抗磨衬板既提高了衬板的抗冲击能力和抗磨损能力，同时也提高了高温工况下衬板的耐高温性能。
实施例4：用于球磨机的低合金耐磨钢型的一体化抗磨衬板的装配方法
(1)抗磨单体的选择：
材质——选择低合金耐磨钢为抗磨单体。
性能——低合金钢硬度：HRc50～58。
尺寸——为厚度60mm，长度100mm，宽度50mm。
形状——横截面形状均为规则对称的长方形，工作表面形状为：波型。
(2)工业粘合剂的选择：
胶种——环氧树脂型背衬胶。
性能——抗压强度：75～100MPa，剪切强度：15MPa，耐温：-28～150℃。
(3)装配：
①球磨机筒体表面和抗磨单体的表面处理：用砂轮片、钢丝轮打磨或用喷砂处理，直至见金属本色，达到粗化金属表面、除锈去垢的目的；用至邦755清洁表面，去除油污：若含有水分，加热烘干。并将球磨机筒体的螺栓孔填实。
②环氧衬板胶的调配：
先分别将树脂和固化剂预混5min左右搅拌均匀；混合时，先加入树脂，再加入固化剂混合，直至颜色均匀为止。
③涂敷环氧衬板胶：
将调好的环氧背衬胶均匀刮涂于球磨机筒体钢板表面和抗磨单体配合表面。
将涂胶的抗磨单体逐个粘贴于本体上，拼结制成整体衬板，装配时，抗磨单体衬板自筒体下部按轴向安装，自筒体两端开始，装向仓门方向。需要隔仓板的磨机，先安装隔仓板，然后可以同时从隔仓板两边装向仓门。仓门处，要先固定仓门衬板。
抗磨单体与球磨机筒体或隔仓板之间的缝隙用混合好的衬板胶填满，并用锲形高塑性金属铆实。以保证抗磨单体之间、抗磨单体与球磨机筒体或隔仓板之间充分贴合。安装完毕，将混合好的衬板胶倒入抗磨单体之间的缝隙内，直至灌满为止。
⑤常温下(25℃)固化12h，即可投入使用。
本发明的使用效果：
适用温度：-20～130℃。衬板胶固化后形成一个完整的背衬，有效地把破碎撞击力平均分布；衬板胶除了填充效果显著以外，还具有优异的粘接性能，使得衬板和筒体牢固结合为一体，增强了设备的整体强度，并提高了抵抗化学介质腐蚀的能力；由于衬板胶的增加，使衬板变形减小，从而提高破碎效率，减小动力消耗；提高了低合金钢耐磨衬板的性价比。
实施例5：用于球磨机的耐磨陶瓷型的一体化抗磨衬板的装配方法
(1)抗磨单体的选择：
材质——耐磨陶瓷抗磨单体；
尺寸——厚度50mm，长度100mm，宽度50mm；
形状——横截面形状均为规则对称的长方形，工作表面形状为：波型。
(2)工业粘合剂的选择：
胶种——聚氨脂结构胶 乐泰3951
性能——抗剪强度：2MPa，耐温：≤80℃。
(3)装配：
①球磨机筒体表面处理：将被粘表面清理干净，去除表面附着物。基体用砂轮片、钢丝轮打磨或用喷砂处理，直至见金属本色，达到粗化金属表面、除锈去垢的目的；用丙酮清洁表面，去除油污：若含有水分，加热烘干。并将球磨机壳体的螺栓孔填实。
②耐磨陶瓷耐磨单体表面的处理：用丙酮清洁表面，去除油污。
③工业粘合剂的涂敷：
将乐泰3951胶粘剂 均匀刮涂于球磨机筒体钢板表面及耐磨陶瓷抗磨单体的配合表面，并用胶刀抹平。
④将涂胶的抗磨单体逐个粘贴于本体上，拼结制成整体衬板，安装时，抗磨单体衬板自筒体下部按轴向安装，自筒体两端开始，装向仓门方向。需要隔仓板的磨机，先安装隔仓板，然后可以同时从隔仓板两边装向仓门。仓门处，要先固定仓门衬板。
安装过程中，抗磨单体与球磨机筒体或隔仓板之间的缝隙用混合好的衬板胶填满，并用锲形高塑性金属铆实。以保证抗磨单体之间、抗磨单体与球磨机筒体或隔仓板之间充分贴合。安装完毕，将3951胶倒入抗磨单体之间的缝隙内，直至灌满为止。
⑤常温下(25℃)固化24～36h，即可投入使用。
本发明的应用效果：
适用温度：-10～80℃。有效地减缓了冲击能量，增强了设备的整体强度，充分发挥了高硬度耐磨陶瓷的抗磨优势，减少了金属杂质对物料的污染。可应用于特种白水泥生产。
实施例6：用于高温工况(磨煤)球磨机的高铬铸铁型的一体化抗磨衬板的装配方法
(1)抗磨单体的选择：
材质——选择为高铬铸铁抗磨单体。
性能——高铬铸铁硬度： HRc60～65。
尺寸——为厚度60mm，长度100mm，宽度50mm。
形状——横截面形状均为规则对称的长方形，工作表面形状为：波型。
(2)工业粘合剂的选择：
胶种——选择有机硅橡胶粘合剂 牌号：GT-1。
性能——剪切强度＞2.0MPa，抗拉强度＞3.0MPa，耐温：-120～350℃。
(3)装配：
①球磨机筒体表面和抗磨单体的表面处理：用砂轮片、钢丝轮打磨或用喷砂处理，直至见金属本色，达到粗化金属表面、除锈去垢的目的；用丙酮清洁表面，去除油污：若含有水分，加热烘干。并将球磨机筒体的螺栓孔填实。
②涂敷工业粘合剂
将GT-1胶粘接剂均匀涂抹于球磨机筒体钢板表面和抗磨单体配合表面，并用胶刀抹平。
将涂胶的抗磨单体逐个粘贴于本体上，拼结制成整体衬板，安装时，抗磨单体衬板自筒体下部按轴向安装，自筒体两端开始，装向仓门方向。需要隔仓板的磨机，先安装隔仓板，然后可以同时从隔仓板两边装向仓门。仓门处，要先固定仓门衬板。
安装过程中，抗磨单体与球磨机筒体或隔仓板之间的缝隙用GT-1胶填满，并用锲形高塑性金属铆实。以保证抗磨单体之间、抗磨单体与球磨机筒体或隔仓板之间充分贴合。安装完毕，将GT-1胶灌入高铬铸铁抗磨单体之间的缝隙内，直至灌满为止。
⑤室温25℃固化24小时后，即可投入使用。
4、本发明的应用效果：
本发明制作的金属型“一体化”复合抗磨衬板应用于磨煤球磨机衬板，可耐350℃高温。衬板胶除了填充效果显著以外，还具有优异的粘接性能，固化后形成一个完整的背衬，减少了衬板变形，从而提高了破碎效率，有效地把减缓破碎撞击能量；同时使得衬板和筒体牢固结合为一体，增强了设备的整体强度和可靠性；并充分发挥了高硬度高铬铸铁的抗磨优势，提高了生产效率。
实施例7：用于有大量化学介质严重腐蚀的球磨机的高铬铸铁型的一体化抗磨衬板的装配方法
(1)抗磨单体的选择：
材质——高铬铸铁。
性能——高铬铸铁硬度：HRc60～65。
尺寸——为厚度60mm，长度100mm，宽度50mm。
形状——横截面形状均为规则对称的长方形，工作表面形状为：波型。
(2)工业粘合剂的选择：
胶种——选择高分子聚合陶瓷防腐胶 牌号：TG 416。
性能——剪切强度＞20.0MPa，抗拉强度＞45.9MPa，耐温≤143℃。
(3)装配：
①球磨机筒体表面和抗磨单体的表面处理：
用砂轮片、钢丝轮打磨或用喷砂处理，直至见金属本色，达到粗化金属表面、除锈去垢的目的；用丙酮清洁表面，去除油污：若含有水分，加热烘干。并将球磨机筒体的螺栓孔填实。
②涂敷工业粘合剂
将防腐胶粘接剂均匀涂抹于球磨机筒体钢板表面和抗磨单体配合表面，并用胶刀抹平。
将涂胶的抗磨单体逐个粘贴于本体上，拼结制成整体衬板，安装时，抗磨单体衬板自筒体下部按轴向安装，自筒体两端开始，装向仓门方向。需要隔仓板的磨机，先安装隔仓板，然后可以同时从隔仓板两边装向仓门。仓门处，要先固定仓门衬板。
安装过程中，抗磨单体与球磨机筒体或隔仓板之间的缝隙用防腐胶填满，并用锲形高塑性金属铆实。以保证抗磨单体之间、抗磨单体与球磨机筒体或隔仓板之间充分贴合。安装完毕，将防腐胶灌入高铬铸铁抗磨单体之间的缝隙内，直至灌满为止。
⑤室温25℃固化24小时后，即可投入使用。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1、衬板的一体化装配方法，包括如下步骤：(1)抗磨单体的制作：单体制作为模块化标准尺寸，外形小而厚，横截面形状为规则对称的正多边形；
(2)对抗磨单体表面进行常规处理；
(3)对球磨机壳体或输料溜槽本体金属表面进行常规处理；
(4)工业粘合剂的选择：主要物理机械性能指标，密度为0.8～3.0g/cm3、抗拉强度为2～60Mpa、剪切强度为2～30Mpa、使用温度为-120～780℃；
(5)抗磨单体组合而成的衬板与本体的连接：将工业粘合剂均匀刮涂于本体金属表面和抗磨单体配合表面，将涂了工业粘合剂的抗磨单体逐个粘贴于本体上，拼结制成整体衬板，抗磨单体与本体边缘四周之间的间隙也用工业粘合剂灌满并用锲形高塑性金属铆实；
(6)经充分固化后即成。
2、如权利要求1所述的衬板的一体化装配方法，其中抗磨单体组合而成的衬板为同种材质抗磨单体的单一组合或不同材质的抗磨单体的复合组合。
3、如权利要求1所述的衬板的一体化装配方法，其中抗磨单体横截面形状为正三角形、正四边形、正五边形、正六边形、正七边形、正八边形、正九边形、正十边形或正十二边形。
4、如权利要求1所述的衬板的一体化装配方法，其中高硬度抗磨单体的工作表面形状为平型、波型、锥型、梯型、凸型或花格型。
5、如权利要求1所述的衬板的一体化装配方法，其中抗磨单体的材质为：球磨机的衬板为硬度大于HRc40的高硬度合金白口铸铁或高硬度合金钢；料运溜槽衬板为耐磨陶瓷抗磨单体与高硬度金属抗磨单体的组合，或高硬度金属抗磨单体与耐磨陶瓷抗磨单体的组合。
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