目前磨機種類、樣式繁多，數量大，如何降低磨機的磨損以及提高磨礦效率成為了熱點話題。襯板的結構和材料、磨機填充率、鋼球直徑和級配等因素，都對磨機的磨損率有著很大的影響。陳佳俠等人對于半自磨機沖擊磨損機理開展了一系列研究，研究表明：提高襯板用鋼熔煉質量，減少襯板夾雜物，在..襯板高硬韌性前提下，進一步提高其韌性，是提高半自磨機襯板使用壽命的必要條件和主要路徑。韓春陽等人對某鐵礦選廠的半自磨機筒體襯板進行磨損分析，利用等壽命法改造襯板結構，使用離散元分析和襯板模擬軟件對研磨介質和礦石的運動規律進行模擬，發現優化后襯板平均使用壽命大幅度提高，從 54.2 d 延長至 68.33 d。莊巧玲通過研究襯板的冶煉、鑄造以及熱處理工藝，使得襯板更加實用耐磨。

各類磨機的研磨機理相近卻又不相同，這就導致磨機襯板的選擇有較大區別。例如：大型半磨機襯板尺寸大，研磨介質大，沖擊力大，這就需要磨機襯板具有很好的抗沖擊性能；而以細磨為主的磨機襯板則更注重耐磨性。因此，在選擇襯板時需要注意，在一定的沖擊載荷作用下，襯板要始終保持較好的耐磨性。

1 襯板對磨礦的影響

1.1 襯板結構對磨礦的影響

磨機襯板分為條形襯板和單塊襯板兩種：條形襯板是楔狀的壓條固定在筒體內部，所需螺栓少，抗壓強度大，不可單獨拆卸；單塊襯板是用螺栓固定在筒體內部，可以單獨拆卸，抗壓強度小，使用時需要注意螺栓處密封，防止出現漏液的情況。磨機襯板根據提升條形狀又可分為 L 形襯板、T 形襯板以及波形襯板 3 種。不同形狀的襯板，研磨介質和礦石被提升的高度和分散程度均不同，因此磨礦效果也大不相同。例如 L 形襯板，研磨介質和礦石可以被提升到很高的位置，因此撞擊力足，粗碎時效果..，但巨大的沖擊力會使襯板的壽命大幅度降低，并且很容易出現砸空的情況。四川某選礦廠..初使用 T 形襯板，在使用一段時間后發現襯板出現不對稱磨損，因此改進了 T形襯板結構，將易磨損的位置加厚，不易磨損的地方減薄，這樣既..了襯板在處理礦石前后質量沒有變化，又延長了襯板壽命。

近些年國內外學者對襯板結構進行了優化升級，例如孫珊珊等人通過離散元分析和 ANSYS 耦合方法設計出一種新型結構的波形襯板，在主提升條兩側增加副提升條，副提升條高度為主提升條的 1/3，優化了襯板性能。使用后發現，新型結構襯板磨損..嚴重的地方較傳統的波形襯板降低很多，并且對于礦石和研磨介質的提升作用也有顯著提高。劉建平采用離散單元法對半自磨機出料端襯板進行升級改造，將原徑向放射狀襯板改造為弧形襯板，使得排料能力大幅度提高，并且延長了襯板壽命。上述襯板改造均實現了在降低襯板磨損的同時，大幅度提高了磨機生產效率，成為未來襯板結構研究的主要方向。

1.2 襯板磨損對磨礦的影響

球磨機在工作時筒體圍繞中心軸線旋轉，筒體內的礦石和研磨介質受到巨大的摩擦力和離心力作用，當到達高處后受到重力作用瀉落，從而產生破碎沖擊作用，達到粉碎礦石的目的。磨機內部有鋼球等研磨介質、待磨礦石和礦漿，工作環境極其惡劣，工作時礦石以及研磨介質除了直接受到沖擊作用以外，由于鋼球的滑動和滾動，還同時受到擠壓和研磨作用。球磨機相對于半自磨機而言，襯板對物料的提升作用較弱，鋼球數量較多，礦石在球磨機中更多的是被研磨，而襯板的磨損也主要是礦石和鋼球在研磨時的碰撞導致。

潘慶等人使用離散元法模擬襯板的磨損過程，..找到襯板的磨損位置以及磨損程度，為襯板的改造和提升條分布設計提供指導，從而實現提高襯板使用壽命的目的。謝卓宏等人提高了提升條的高度，將提升條設計為非對稱錐面，將襯板平板部分厚度降低 1/7，使得半自磨機碎磨效率得到大幅度提升，同時又降低了襯板磨損。

1.3 磨礦工藝條件對磨礦的影響

磨機襯板一方面可以避免礦石和研磨介質直接沖擊筒壁，另一方面可以通過改變襯板表面光滑度來控制礦石的研磨粒度。如用于細磨，則使襯板表面坑洼不平，以增大磨機內部的摩擦力，從而使物料和介質有更強大的沖擊力；相反，如果用于粗磨，則需將襯板表面做得平滑，以減小磨機內部的摩擦力，達到粗磨的目的。襯板的類型有很多種，選擇一套適合的襯板可以大幅度減少礦石對磨機筒壁的不必要撞擊，從而延長磨機壽命，提高磨礦效率，可以說襯板對磨機的工作效率起著關鍵作用。

2 襯板材質的分類及發展

襯板材質大體上分為金屬襯板、橡膠襯板和磁性襯板三大類。

2.1 金屬襯板

在大型磨機大規模投入生產的初期，高錳鋼是應用..為廣泛的襯板材料。隨著科技的不斷進步，技術水平的創新，金屬襯板得到發展，在材料選取方面也逐漸向多樣化發展。其材料種類主要包括高錳鋼、高合金白口鑄鐵以及高碳鉻鉬鋼等等，這些材料的機體組織包括奧氏體、馬氏體和貝氏體等。

2.1.1 高錳鋼

高錳鋼的主要優點是抗磨損，抗強沖擊，芯部韌性好；主要缺點是屈服強度低、易斷裂，擴散沖擊導致襯板發生塑性流變，且導熱性差，易析出碳。我國主要通過改變微觀晶體結構，加入碳化物等方式實現高錳鋼改性。

高錳鋼在耐磨性和加工硬化方面有著出色的表現，是應用比較廣泛的耐磨材料。大型球磨機應用高錳鋼材料襯板能夠有效延長其使用壽命。某選礦廠在φ3.2 m 球磨機中使用高錳鋼襯板，襯板的壽命達到半年，在 φ 5.5 m 球磨機中使用高錳鋼襯板，襯板的壽命更是達到了一年。這主要是因為大型球磨機中鋼球與礦石的沖擊力較大且轉速較慢，使得高錳鋼發揮出其顯著的加工硬化效果。但高錳鋼自身也存在著極大的弊端，因其屈服強度低，當受到巨大的沖擊力時，會回彈失效，導致其發生形變。某選廠曾經在 φ10.37 m ×5.19 m 半自磨機中嘗試使用..錳鋼襯板，工作一個月后，高錳鋼襯板發生嚴重變形，造成了一定的損失。因此，高錳鋼不宜作為半自磨機的筒體襯板材料，而適用于大型球磨機筒體襯板。對于半自磨機，梁治安采用壓條型鉻鉬鋼作為筒體襯板，其壽命比錳鋼材質襯板提高了 106.67%。

2.1.2 合金白口鑄鐵

白口鑄鐵分為普通白口鑄鐵、低合金白口鑄鐵、中合金白口鑄鐵和高合金白口鑄鐵 4 種。目前應用..多的是含鉻量為 12%～20% 的高鉻白口鑄鐵，因其組織中形成孤立桿狀 (Cr，Fe)7C3 型碳化物，使其硬度更高，沖擊韌性更強，因此受到材料研究者的青睞，也成為球磨機的筒體襯板材料。高鉻白口鑄鐵沖擊韌度通常為 5～7 J/cm2，相對其他材料偏低，因此高鉻白口鑄鐵更適合于 φ2.5 m 以下、對沖擊強度要求比較低的小型球磨機筒體襯板。

2.1.3 合金鋼

合金鋼的主要合金元素包括硅、鎳、錳、鉻、鉬、鎢等，綜合力學性能好，穩定性強，耐反復沖擊且拆卸方便。作為性能較好的耐磨材料，在合金鋼中添加不同含量和種類的合金元素，對碳含量進行調整，在不同的熱處理工藝下，可獲得不同的力學性能。

磨機襯板也會采用這種材料，尤其適用于大型磨機襯板。其中馬氏體 Cr-Mo 合金耐磨性較好，珠光體 Cr-Mo 合金沖擊韌性高，因此馬氏體 Cr-Mo 合金鋼襯板適用于大型自磨機，珠光體 Cr-Mo 合金鋼襯板適用于大型半自磨機。

2.2 橡膠襯板

橡膠襯板由彈性聚合物材料構成，具有良好的耐磨性和耐腐蝕性，安裝快捷且隔音消音，質量輕，可以..磨機質量，有利于節省電能。缺點是自身較厚，會導致磨礦介質消耗增多，磨機處理能力下降。與合金搭配制成復合型襯板，可用于磨機的端襯板、進出料口襯板。自 20 世紀 60 年代橡膠應用于球磨機襯板，大幅度降低了磨機運行噪聲，并且因其有極好的抗腐蝕性，提高了襯板使用壽命。但其也有明顯不足，較高的彈性導致在磨礦時會吸收一部分沖擊能量，降低了研磨效率。某選礦廠在 φ5.5 m×8.5 m 球磨機中使用橡膠作為筒體襯板，磨礦效率下降了約10%。因此橡膠襯板不適合作為磨機筒體襯板，更適用于細磨作業以及作為進出料口襯板、端襯板等。某冶煉廠渣選時采用橡膠襯板作為半自磨機進料端端面襯板和小槽板，并將格子板結構優化，增加..外圈 3根肋板的厚度，使磨礦效率和襯板壽命均有提高。姚建超等人發現 KLM 立磨機使用聚氨酯襯板替代傳統的金屬格子襯板，無論是安裝拆卸還是使用壽命均有明顯優勢，應用效果良好。

2.3 磁性襯板

磁性襯板的外殼是金屬，因此能夠吸附磁性物質進而形成保護層。保護層分為三層：..內層主要是高鐵粉礦等細料，中間層是顆粒比較粗或者是片狀的磁性物質，而..外層則是低鉻鑄球及粗顆粒磁性礦物。當磨機工作時，磁性物質進行極低速移動及旋轉，內層細顆粒會更加牢固地嵌在襯板上，外層處于動態平衡，不斷損耗也不斷補充。理論上磁性襯板可以..使用，但實際使用時，因金屬腐蝕以及保護層之間相互摩擦，也需要在幾年后定時更換。目前磁性襯板的使用壽命一般為 8～10 a，相較于普通金屬襯板，使用壽命提升了 5～8 倍。磁性襯板具有使用壽命長、安裝方便、噪聲較小、礦漿不易漏出、維修次數少等優點，已經廣泛應用于大型強磁性礦物磨機筒體中。王超等人將球磨機傳統金屬襯板換成磁性襯板后發現，可以減少研磨介質的填充，使磨機能耗下降。

針對弱磁性礦或非磁性礦，使用傳統磁性襯板會出現磁性物質吸附不牢靠的問題，導致襯板使用壽命縮短。北礦機電科技有限責任公司研發出 HM 型磁性襯板，對襯板的磁性材料、磁系參數以及機械結構進行優化改進，使其具有大極面、小極距、表面磁場強度較高、磁場梯度大等優點。目前在弱磁性礦物和非磁性礦物的生產中已經開始運用 HM 磁性襯板。某銅礦選廠四段磨礦中的第二、三段磨礦采用 HM 磁性襯板，使用壽命達到 3.5 a，是傳統金屬襯板使用壽命的5 倍。

姜磊等人通過研究橡膠磁性襯板表面對不同材質鋼球的吸附力時發現，橡膠磁性襯板對低鉻合金鋼球的吸附力..，隨著鋼球中鉻含量增加，吸附力逐漸降低，這說明在采用橡膠磁性襯板時要選擇適合的研磨介質。

2.4 橡膠金屬復合襯板

利用金屬襯板和橡膠襯板的各自優勢，近幾年出現了橡膠金屬復合襯板，即在橡膠襯板上安裝鑲嵌合金件，使礦石沖擊到金屬上，發揮出金屬高硬度的優點，并且大沖擊力被橡膠襯板吸收，可防止襯板變形，使這兩種材質的優點得以..程度發揮。橡膠金屬復合襯板的優點在于安裝簡單，使用壽命長，不易變形，廣泛應用于進料端口襯板、出料格子板。

3 結論

在綜合分析目前的襯板材質和國內外磨機性能后，結合實際生產情況，得出如下結論：

(1) 高錳鋼適合作為大型球磨機筒體襯板，發揮其自身顯著的加工硬化效果，而不適合作為大型半自磨機筒體襯板。

(2) 高鉻白口鑄鐵更適合于 φ2.5 m 以下、對沖擊強度要求比較低的小型球磨機筒體襯板。

(3) 合金鋼適用于大型磨機襯板，其中馬氏體 Cr-Mo 合金耐磨性較好，珠光體 Cr-Mo 合金沖擊韌性高，因此馬氏體 Cr-Mo 合金鋼襯板適用于大型自磨機，珠光體 Cr-Mo 合金鋼襯板適用于大型半自磨機。

(4) 橡膠襯板不適合作為磨機筒體襯板，更適用于細磨作業以及作為進出料口襯板、端襯板。

(5) 磁性襯板具有使用壽命長、安裝方便、噪聲較小、礦漿不易漏出、維修次數少等優點，廣泛應用于大型強磁性礦物磨機筒體襯板。

(6) 橡膠金屬復合襯板的優點在于安裝簡單，使用壽命長，不易變形，廣泛應用于進料端口襯板、出料格子板。

引文格式：