ألواح البطانة الفولاذية ذات نسبة عالية من المنجنيز: تركيب المواد وعملية المعالجة الحرارية وظروف العمل المطبقة

تعد الألواح المبطنة بالفولاذ عالي المنغنيز (فولاذ Hadfield، سلسلة ZGMn13) أكثر أجزاء الصب المقاومة للتآكل استخدامًا على نطاق واسع في صناعات التعدين والأسمنت والركام والتعدين والفحم. على عكس سبائك الحديد الزهر ذات الصلابة العالية ولكن المتانة الضعيفة، يتميز الفولاذ عالي المنغنيز بأداء فريد من نوعه-للتصليد: يشكل سطحه طبقة صلبة تحت قذف قوي بينما يحافظ القلب على صلابة ممتازة، مع تجنب التشقق والكسر والفشل المبكر تحت الحمل الثقيل. تقدم هذه المقالة بشكل منهجي التركيب الكيميائي، وعملية المعالجة الحرارية لتقوية المياه الأساسية، والمعدات القابلة للتطبيق وظروف العمل المتطابقة لمساعدة المشترين العالميين على اختيار ألواح البطانة المناسبة وتقليل تكاليف استبدال التشغيل.
1. التركيب المادي والكيميائي لبطانات الفولاذ عالية المنغنيز
1.1 الصف الأساسي القياسي ZGMn13 (X120Mn12 / 1.3401)
التركيب الكيميائي القياسي (نسبة الوزن):
الكربون (ج): 0.90%-1.50%
المنغنيز (المنغنيز): 10.0%-15.0%
السيليكون (سي): 0.30%-1.00%
الكبريت (S): أقل من أو يساوي 0.05%
الفوسفور (P): أقل من أو يساوي 0.10%
يعد الكربون والمنغنيز العناصر الوظيفية الأساسية: حيث يعمل المنغنيز العالي على تثبيت مصفوفة الأوستينيت؛ يعمل الكربون المعتدل على تحسين مقاومة التآكل، بينما يؤدي الكربون الزائد إلى ترسيب الكربيدات الهشة عند حدود الحبوب ويقلل من صلابة الصدمات.
1.2 درجات مُعدلة من السبائك المُحسّنة للظروف القاسية
ZGMn13Cr2: إضافة 1.5%-2.5% كروم، وتحسين بنية الحبوب، وتقوية ذوبان الكربيد، وتحسين مقاومة التآكل -والتآكل-، مثالية للصخور الصلبة، وخام الحديد، وبيئات الطحن الرطبة
ZGMn17 فولاذ منغنيز عالي الجودة-: محتوى من المنغنيز يصل إلى 16%-19%، ومتانة فائقة-عالية التأثير، ومناسب للكسارات-الكبيرة جدًا ومطاحن SAG الثقيلة- ذات حمل تصادم قوي للغاية
ZGMn13 المعدل للأرض النادرة: ينقي الفولاذ المنصهر، ويزيل مسام الصب والانكماش، ويطيل عمر الخدمة بنسبة 15% - 25% مقارنة ببطانات Mn13 العادية
1.3 الخصائص الميكانيكية الأساسية بعد المعالجة الحرارية المؤهلة
صلابة المصفوفة (الحالة الأصلية): HB170-230
العمل-صلابة السطح المتصلب تحت التأثير: HB500–600
قوة التأثير: أكبر من أو يساوي 150 جول/سم²، لا يوجد كسر هش تحت ضربة قوية
اللدونة الجيدة، بدون مغناطيسية، يمكن أن تتحمل تأثير قوي متكرر
2. عملية المعالجة الحرارية الأساسية: تقوية الماء (التبريد بالمحلول)
نظرًا لأن-يحتوي الفولاذ المصبوب عالي المنغنيز على كربيدات شبكية ضخمة على طول حدود الحبوب، مما يظهر هشاشة شديدة، وسهل التشقق تحت تأثير طفيف ولا يمكن وضعه في الخدمة. تعتبر المعالجة الحرارية لتقوية الماء هي العملية الأساسية الإلزامية لتنشيط جميع خصائص مقاومة التآكل لبطانات فولاذ المنغنيز.
2.1 التدفق الفني القياسي الكامل لتقوية المياه
تسخين بطيء مجزأ لتجنب التشقق الحراري
درجة حرارة الغرفة → 680 درجة: معدل التسخين 80-100 درجة / ساعة، احتفظ بـ 1.5 ساعة عند 680 درجة للتخلص من الضغط الداخلي للصب، ومنع التشقق الحراري للبطانة السميكة
680 درجة → 1050-1100 درجة: معدل التسخين 120 درجة / ساعة، تسخين مستمر بدون توقف
عزل درجة الحرارة العالية-(خطوة حاسمة)
احتفظ بدرجة حرارة 1050-1100 درجة لمدة كافية وفقًا لسمك البطانة:
السُمك أقل من أو يساوي 50 مم: ثبات لمدة 2-2.5 ساعة
السماكة 50-100 ملم: ثبات لمدة 3-4 ساعات
الغرض: إذابة جميع الكربيدات بالكامل في الأوستينيت للحصول على مصفوفة أوستنيت أحادية الطور - موحدة
التبريد السريع للمياه (مهلة زمنية صارمة)
وقت النقل من الفرن إلى حوض التبريد أقل من أو يساوي 30 ثانية
درجة الحرارة الأولية لمياه التبريد أقل من أو تساوي 30 درجة، إجمالي حجم الماء أكبر من أو يساوي 10 أضعاف الوزن الإجمالي للبطانات
استمر في تأرجح الشماعة أثناء التبريد لضمان سرعة تبريد موحدة أكبر من أو تساوي 30 درجة / ثانية
قم بإنهاء التبريد حتى تنخفض درجة حرارة البطانة إلى أقل من 200 درجة، ولا يمكن أن تتجاوز درجة حرارة الماء القصوى بعد التبريد 60 درجة
تبريد الهواء الطبيعي بعد التبريد بالماء، لا يوجد تلطيف ثانوي
2.2 نطاق درجة حرارة العمل المحظور والعيوب الشائعة
لا تستخدم البطانات تحت درجة حرارة العمل المستمرة التي تتراوح بين 250-500 درجة: سوف تترسب الكربيدات مرة أخرى على طول حدود الحبوب، وتصبح البطانة هشة وسهلة التشقق
عواقب المعالجة الحرارية غير المؤهلة: العزل غير الكافي → الكربيدات المتبقية؛ التبريد البطيء ← هطول جزئي للكربيد؛ كلاهما يؤدي إلى عمر خدمة قصير، وتقطيع الحواف وكسر البطانة أثناء التشغيل
3. المعدات المطبقة وظروف العمل المطابقة
تعتمد بطانات الفولاذ ذات المنغنيز العالي على حمل الصدمات لتحقيق تصلب سطح العمل، لذلك فهي مناسبة فقط لظروف التآكل المتوسطة والعالية التأثير. كلما انخفضت قوة التأثير، كان تأثير التصلب الذاتي-أضعف، وكان أداء مقاومة التآكل أسوأ. نقوم بتصنيف السيناريوهات القابلة للتطبيق حسب المعدات وصلابة المواد للرجوع إليها من قبل العملاء:
3.1 ظروف العمل ذات التأثير العالي- القابلة للتطبيق بالكامل (الخيار الأول لسلسلة ZGMn13)
معدات سحق
الكسارة الفكية: لوحة فكية ثابتة، لوحة فكية متحركة
حالة العمل: التكسير الأولي للمواد الكبيرة، الضغط القوي + حمل الصدمات
المواد المناسبة: الحجر الجيري، الحجر الأزرق، شوائب الفحم، خام الحديد، الجرانيت، البازلت
الكسارة الصدمية: بطانة الصدم، لوحة المئزر
حالة العمل: تأثير مادي عالي السرعة-وضربة متكررة شديدة
بطانة وغطاء الكسارة المخروطية: التكسير المتوسط ​​والناعم لخام الصخور الصلبة
بطانة المطرقة كسارة المطرقة، لوحة صر
معدات الطحن
مطحنة الكرة / مطحنة القضيب / الصندوق الأول لمطحنة SAG (منطقة الطحن الخشنة)
حالة العمل: تأثير سقوط كرة فولاذية كبيرة + احتكاك بثق المواد
الصناعات القابلة للتطبيق: مكثف خام الحديد، منجم الذهب، مطحنة المواد الخام للأسمنت، مصنع رمل الكوارتز
الميزة: حجم جسيمات التغذية كبير، وقوة تأثير قوية، وبطانة فولاذ المنغنيز تصلب ذاتيًا بشكل مستمر-لإطالة عمر الخدمة
قادوس المناجم، والمزلق، وبطانة صندوق النقل: تآكل المواد السائبة عند سقوطها
3.2 السيناريوهات المطبقة بشكل مشروط (يوصى باستخدام السبائك المعدلة ZGMn13Cr2)
الطحن الرطب مع تآكل الملاط: خام الحديد، خام المنغنيز، مطاحن تعويم خام النحاس
مواد كاشطة متوسطة الصلابة-: حصاة النهر، والحجر الرملي، والبوكسيت
تكسير ثانوي متوسط ​​التأثير، صندوق طحن متوسط ​​مع كرات فولاذية صغيرة
3.3 لا يُنصح بظروف العمل ذات التأثير المنخفض-
الطحن الدقيق النقي للصندوق الثاني لمطحنة الكرات،-طحن المسحوق الناعم للغاية، وبطانة صومعة الاحتكاك المنخفضة- دون تأثير سقوط المواد: قوة التأثير غير الكافية لا يمكن أن تشكل طبقة صلبة، وبطانة فولاذ المنغنيز تتآكل بسرعة؛ يعد حديد الزهر عالي الكروم أو البطانات المقاومة للتآكل-أكثر فعالية من حيث التكلفة-لهذه السيناريوهات
3.4 مرجع مطابقة صلابة المواد
المواد الصلبة المتوسطة-(قوة الضغط أقل من أو تساوي 150 ميجا باسكال): الحجر الجيري، الفحم، الدولوميت ← بطانة ZGMn13 القياسية، أقل تكلفة شراء
الصخور الصلبة (قوة الضغط 150-300 ميجاباسكال): الجرانيت، خام الحديد، الحجر الأزرق → بطانة فولاذية من سبائك المنغنيز ZGMn13Cr2
الصخور الكاشطة فائقة الصلابة (البازلت، والكوارتزيت، وخام السيليكون العالي): -نسبة عالية جدًا من المنغنيز ZGMn17 أو بطانات مركبة ثنائية المعدن
4. مزايا وقيود بطانات الصلب عالية المنغنيز
المزايا الأساسية
مقاومة رائعة للصدمات: لا يوجد كسر مفاجئ حتى في ظل تأثير كتلة خام كبيرة، مما يقلل من خطر إيقاف تشغيل المعدات الناتج عن كسر البطانة
التقسية الذاتية الديناميكية-: كلما كان حمل الصدمات أثقل، كلما كان السطح أصعب، وعمر خدمة أطول
أداء معالجة جيد: يمكن قطعه ولحامه وحفره لتعديل التثبيت في الموقع-.
ميزة التكلفة: سعر وحدة أقل من الأجزاء المقاومة للتآكل من سبائك الكروم العالية والحديد الزهر-، ومناسبة للشراء بكميات كبيرة في المناجم الكبيرة
أداء صب مستقر: عملية إنتاج ناضجة، حجم قابل للتخصيص، شكل الأسنان، فتحات الرفع وفتحات التثبيت لكل رسمة للمعدات
القيود
مقاومة التآكل ضعيفة في ظل ظروف الاحتكاك المنخفض والاحتكاك النقي
لا يمكن العمل لفترة طويلة تحت درجة حرارة عالية مستمرة تبلغ 250-500 درجة
صلابة السطح الأولية منخفضة، وسرعة التآكل تكون سريعة في التشغيل المبكر-في المرحلة
5. التخصيص ودعم الخدمة
ينتج مصنعنا سلسلة كاملة من بطانات التآكل المصنوعة من الفولاذ عالي المنغنيز، بما في ذلك ZGMn13 القياسي، وسبائك Cr- المعدلة Mn13، ودرجات Mn17 العالية جدًا -.
خدمة مخصصة: لوحات بطانة OEM لجميع نماذج الكسارة الفكية، الكسارة المخروطية، الكسارة التصادمية، مطحنة الكرة، مطحنة SAG
الدعم الفني: تقديم تقرير اختبار المواد، وشهادة عملية المعالجة الحرارية، وتقرير اكتشاف عيوب UT/MT غير المدمر
مطابقة الحلول: وفقًا لطراز المعدات لديك وصلابة المواد وحجم جسيمات التغذية وكثافة التأثير، نوصي باستخدام درجة الفولاذ المنغنيز وهيكل البطانة الأكثر فعالية من حيث التكلفة- لتقليل تكلفة الاستبدال السنوية
خاتمة
يتم تحديد أداء صفائح البطانة الفولاذية ذات المنغنيز العالي بشكل مشترك من خلال صيغة المادة والمعالجة الحرارية الكاملة لتقوية الماء. يجب أن يجمع الاختيار الصحيح بين شدة تأثير المعدات وصلابة المواد: سلسلة ZGMn13 هي الحل الأمثل من حيث التكلفة-الحل الأمثل لجميع ظروف عمل التكسير والطحن الخشن. إذا كنت منزعجًا من كسر البطانة المتكرر والتآكل السريع، فاتصل بفريقنا الفني للحصول على حلول احترافية لمطابقة ظروف العمل وحلول البطانة المقاومة للتآكل-.