球磨机用研磨介质球在我国的发展阶段大概分为三个时期。上个世纪80年代之前,我们国家相当一部分的研磨球都是含碳量低的碳钢轧制球和含有一些稀土成分的铁球。
1、磨球的种类
根据磨球的类型,我们可以将它分为两大类:铁球、钢球。钢球包含碳钢球和合金钢球;铸铁球也分为普通、合金或者多元合金铸铁球这三类[4]。另外,根据不同的磨球的制造方法,它们可以分为三种:铸造球,轧制研磨球和锻造球。而本文所要研究的磨球类型就是其中的轧制研磨球。
2、国外磨球的发展现状
60年代初,英美德等欧美发达国家开发两种类型的钢球为白口铸铁球和碳钢球[5],这两种类型的磨球在水泥球磨机中的使用,并没有显示出任何优势,那个时候的水泥球磨机磨球的消耗量保持在800~1000g / t[6]。到了上个世纪60年代后期,随着含镍铁球和含大量铬的铁磨球的成功开发,大型磨球机的磨球消耗量大幅度的降低了[7],磨球生产中新材料的更新可以说是很好地提高了当时社会的制造能力[8]。
当然球磨机用的磨球的研发进度与它的可适用环境不仅取决于制造能力的高低,同时也在一定程度上受制于每个国家所拥有矿产储存量。比方说,德国在水泥行业当中主要使用的是含铬量高的铸铁球和较低合金量的钢球;一些亚洲国家大多选用以马氏体为主要组织的锻造磨球或者含铬量低的钢球;美国、加拿大等地区常使用含碳量一般的含较低合金的钢、含碳和合金量高的钢、含镍的铸铁等原料来生产磨球[9]。
3、国内磨球发展现状
球磨机用研磨介质球在我国的发展阶段大概分为三个时期。上个世纪80年代之前,我们国家相当一部分的研磨球都是含碳量低的碳钢轧制球和含有一些稀土成分的铁球[10]。虽然含碳量低的碳钢轧制球的成本较低但是耐磨性不是很好,所以综合性能很差,这两种磨球的相同之处在于虽然本身的硬度较高但是韧性很差容易发生破裂现象。从中可以明显看出,伴随着工业技术的不断发展,这几种类型的磨球已经越来越无法满足实际生产当中所需要满足的条件了,开始慢慢被淘汰。
80年代之后,我们国家陆续研发出了含铬的白口铸铁球以及一些不同碳含量的碳钢球[11],其中含有铬的白口铸铁磨球按照铬含量的不同又可分为低、中、高铬铸铁磨球。低铬铸铁磨球在原来普通铸铁球的基础上,选择了合适的热处理工艺来提高普通白口铸铁的韧性,但平时的生产生活中这种铸铁磨球的耐磨性和稳定性较低,实用性较差。然而,经过研究人员的不懈努力和研究,开发出了稀土改性技术,使低铬铸铁磨球的韧性得到提升[12]。含铬量高的铸铁因为铬含量比其他铸铁要高,所以相比来说硬度高并且拥有良好的耐磨性,可以说是一种很不错的的耐磨材质。根据找出的资料里的描述[13],有些材质比较好的含铬量高的铸铁球能使球磨机的磨球消耗量下降到近100g/t。可惜因为我们国家的铬资源数量很少,加上铬含量高的铸铁必须另外再添加一些特殊的稀土成分来增强淬透性,那么就变相增加了制造磨球的成本。当然需要格外重视的是,那个年代我们国家制造含铬量高的铸铁球的经验不足,没有完善的铸造技术和热处理工艺方案,发挥不出它本身应该具有的良好性能[14]。同时需要注意含铬量高的铸铁的耐腐蚀性比较差[15-16],使其仅仅局限在某些个不太大的水泥球磨机的研磨环境中使用,而且也不能在一些的潮湿的研磨环境下进行研磨任务。
上个世纪90年代过后后,国内方鸿生教授等一批专家研发出来了一种新型钢材[17],使用这种类型的钢材生产的磨球硬度较大,拥有良好的耐磨性,并且不易破裂,而且在生产过程中也无需用到贵金属,经过轧制工艺后空冷即可获得成品,生产工艺比较简单。