ما هي المعايير التي يجب الانتباه إليها عند اختيار كرات الفولاذ المطروق؟

To correctly select the size, material and specification of forged steel balls, it is necessary to combine the working conditions (مثل نوع الطاحونة, صلابة المواد,متطلبات دقة الطحن) والمعايير التشغيلية (مثل سرعة الطحن، معدل الامتلاء) ، و الاهتمام بمطابقة المعلمات الأساسية ‬ يتميز كرات الفولاذ المجرفة بالبنية الكثيفة والقوة العالية ومقاومة الأثر الممتازة ،لذلك يجب على اختيار المعلمات تسليط الضوء على قابليتها للتكيف مع سيناريوهات الطحن الثقيلة والتأثير العاليالتالي هو تفسير مفصل من ثلاثة أبعاد: تحديد الحجم، اختيار التسامح، والمعايير الرئيسية:

يجب أن يتطابق حجم كرات الصلب المسامرة مع هيكل الطاحونة (قطر داخلي، نوع الغلاف) ويتكيف مع خصائص طحن المواد (الصلابة، حجم الجسيمات، الهشاشة).الأساس هو تحديد ثلاثة معايير رئيسية من قطر الكرة، نسبة حجم الكرة، ووزن الكرة الواحدة، مع مراعاة كاملة لميزة القوة العالية للمواد المزورة:

The ball diameter directly affects the impact force and grinding efficiency, determined by the maximum material particle size, diameter of mill, والذي يؤثر بشكل مباشر على قوة الاصطدام وكفاءة الطحن، ويتم تحديده عن طريق الحد الأقصى لحجم الجسيمات الماديةو مرحلة الطحن الكرات الفولاذية المجورة قوة سحب عالية (≥ 1000MPa) يسمح لقطرات أكبر في سيناريوهات الحمل الثقيل:

• الطحن الأساسي (حجم الجسيمات المواد الخام ≥60mm): الكرات ذات القطر الكبير (60-120mm) لتوفير قوة تأثير قوية ، مناسبة للطاحونات شبه الذاتية ،كسارات المخروط أو طواحين كرات طحن ضخمة (تجنب مقاومة تأثير الفولاذ المجوهر الكسور تحت تصادم الجسيمات الكبيرة);
• الطحن الثانوي (حجم الجسيمات المواد الخام 15-60mm): كرات ذات قطر متوسط (40-60mm) لتوازن التأثير والطحن ، قابلة للتطبيق على طواحين الكرات العامة للمواد المتوسطة إلى الصلبة (مثل ، خام الحديد ،الحجر الجيري);
• طحن رفيع (حجم الجسيمات المواد الخام ≤15mm): كرات صغيرة القطر (20-40mm) لزيادة منطقة الاتصال مع المواد ،مناسبة لمطاحن الطحن الدقيقة أو أنظمة الطحن المصنعة (الهيكل الموحد للصلب المجعد يضمن ارتداء متسق);
• التكيف الخاص: للطاحونات ذات القطر الصغير (Φ≤2.8m) ، يجب ألا يتجاوز الحد الأقصى لقطر الكرة 80mm (لتجنب التأثير المفرط على الغطاء).يمكن زيادة الحد الأقصى لقطر الكرة إلى 120mm (باستخدام الفولاذ المسامير عالية القوة لتحمل الأحمال الثقيلة);
• مرجع الحساب: Recommended ball diameter D80 = (7-9) *√ ((maximum material particle size, mm) (for forged medium-carbon alloy steel) ،تعديل بنسبة ± 10 ٪ وفقا لصلابة المواد (المواد الصلبة تأخذ الحد الأعلىالمواد الرخوة تأخذ الحد الأدنى من صلابة الفولاذ المجعد ، مما يسمح بتعديل أوسع.

حجم كرة واحدة لا يمكن أن تغطي جميع أحجام الجسيمات في الطاحونة ، لذلك هناك حاجة إلى نسبة معقولة من الكرات الصلبة الصلبة الكبيرة والمتوسطة والصغيرة لتحقيق أقصى قدر من كفاءة الطحن:

• الطحن العام (توزيع حجم الجسيمات المادية 10-60mm): نسبة الكرات الكبيرة (60-80mm): الكرات المتوسطة (40-60mm): الكرات الصغيرة (20-40mm): 3:4:3، لضمان كل من تأثير على الجسيمات الكبيرة وطحن الجسيمات الصغيرة ؛
• طحن ضخم يهيمن عليه التأثير (حجم الجزيئات القصوى ≥80 ملم): زيادة نسبة الكرات الكبيرة ، النسبة = 5:3:2، وتعزيز القدرة على سحق الجسيمات الكبيرة (تجنب صلابة الفولاذ المجوهر عالية التأثير كسور أثناء الاصطدام) ؛
• طحن رقيق يهيمن عليه الطحن (حجم الجسيمات القصوى ≤15 ملم): زيادة نسبة الكرات الصغيرة، النسبة = 1:3:6تحسين كفاءة اتصال السطح مع الجسيمات الدقيقة
• المبدأ: يجب أن يملأ الحجم التراكمي لجميع كرات الفولاذ المسامرة 28-35% من الحجم الفعلي للمطاحنة (معدل التعبئة).بدون قفزة مباشرة من 80mm إلى 40mm بدون كرات 60mm) لضمان ملء موحد، والكثافة العالية من كرات الصلب المسامة (≈7.85g / cm3) يساعد على تحسين الطاقة الحركية للطحن.

يتم تحديد وزن الكرة الواحدة بواسطة قطر الكرة وكثافة المواد (كثافة الفولاذ المجوهر أعلى من الصلب المصبوب) ، ويؤثر على استهلاك الطاقة في الطاحونة وعمر الخدمة:

• طاحونة طاقة منخفضة (≤1500kW): Select lighter forged steel balls (m=0.8-2.5kg, corresponding diameter 40-60mm) لتجنب زيادة الحمل على نظام القيادة.
• طاحونة طاقة عالية (> 2500 كيلوواط): استخدم كرات فولاذية مزورة أثقل (m=2.5-6kg ،60-100mm) لتطابق الطلب الكبير على التأثير (الصلب المجوهر قوي للغاية يدعم الحمل الثقيل دون تشوه);
• مبدأ توازن الارتداء: يجب أن يضمن وزن الكرة الفردية معدل الارتداء الموحد. على سبيل المثال ، 42CrMo كرات الفولاذ المسامرة مع قطر 60mm لديها وزن ~ 1.15kg ،والتي هي مناسبة لمعظم طواحين الطاقة المتوسطة، ويتجنب هيكلهم المزورة ارتداء غير متساوية الناجمة عن العيوب الداخلية.

الكرات الفولاذية المسامرة تعمل تحت التصادم عالي السرعة (سرعة التصادم تصل إلى 6-9m / s) والاحتكاك ، لذلك يجب أن يتجنب التحكم في التسامح ارتداء غير متساو ،اهتزاز الطاحونة أو ملء ضعيف ‬معدات الدقة التي تم تزويرها توفر أداء أفضل للتسامح من الكرات المصبوبة:

• For balls with diameter ≤40mm: Tolerance ±0.4mm (ISO 3290 Class G3), ensuring uniform contact between small balls and fine particles (forged precision reduces size deviation) (بالنسبة للكرات التي يبلغ قطرها ≤40 ملم: التسامح ±0.4 ملم (ISO 3290 الفئة G3) ، مما يضمن الاتصال المتساوي بين الكرات الصغيرة والجسيمات الدقيقة) ؛
• For balls with diameter 40-80mm: Tolerance ±0.8mm (ISO 3290 Class G4), balancing processing efficiency and size consistency: للكرات التي يبلغ قطرها 40-80 ملم: التسامح ±0.8 ملم (ISO 3290 Class G4) ؛
• For balls with diameter >80mm: Tolerance ±1.2mm (ISO 3290 Class G5), allowing appropriate deviation without affecting impact effect. للكرات التي يبلغ قطرها >80mm: التسامح ±1.2mm (ISO 3290 Class G5) ، مما يسمح بالانحراف المناسب دون التأثير على تأثير التأثير.
• متطلبات رئيسية: يجب أن لا يتجاوز الحد الأقصى للفارق في قطر الكرات الصلبة المُصَنَّعة في نفس المصنع 1.5mm ،تجنب قوة التأثير غير المتساوية التي تؤدي إلى ارتداء المحيطات المحلية (التصلب العالي للصلب المجوهر يعزز تأثير انحراف الحجم).

• خطأ الجولة ≤0.25mm (لقطر ≤60mm) or ≤0.4mm (لقطر >60mm), measured by a roundness meter.
• أهمية: الكرات الفولاذية غير المجوهرة سوف تسبب اهتزازا صناعة شديدة خلال دوران عالية السرعة (سرعة الطاحونة 18-26r / min) ، increasing power consumption by 8-12% and accelerating liner wear،والتي هي أكثر وضوحا من مع الكرات المصبوبة بسبب الكثافة العالية.

• الخامة السطحية: Ra ≤1.2μm (ملمع بعد التزوير) ، إزالة الحجم التزوير و burrs
• توحيد صلابة السطح: فرق الصلابة ≤3HRC عبر سطح الكرة (المصنع + المعالجة الحرارية يضمن توزيع صلابة موحدة) ، وتجنب الارتداء المحلي ؛
• حواف التخزين: لا توجد حواف حادة (التشوه البلاستيكي للصلب المجوهر أثناء المعالجة يشكّل حواف مستديرة بشكل طبيعي) ، مما يمنع الأضرار التي لحقت بالملونات والمواد.

يتم صنع كرات الفولاذ المجعدة بشكل رئيسي من الفولاذ المسبوك مع قوة عالية وصلابة ، ويتم اختيار المعلمات بناءً على آلية الارتداء (الارتداء على التأثير + الارتداء الخام):

• مقاومة الارتداء: معدل ارتداء الحجم ≤0.06cm3/(kg·m) (اختبار ASTM G65) ، 20-30٪ أفضل من كرات الصلب المصبوب بسبب الكثافة المزورة ؛
• المعالجة الحرارية: عملية التخفيف + التكيف (التكيف مع الحبوب من الفولاذ المجوهر بعد المعالجة الحرارية يحسن الصلابة والصلابة).

• تكييف معدل التعبئة: عندما يكون معدل التعبئة 33-36% (التعبئة العالية) ، حدد كرات الفولاذ المسامرة عالية الصلابة (HRC+3) لمقاومة الاحتكاك المتزايد؛ عندما يكون معدل التعبئة 28-32% (التعبئة المنخفضة) ،use high-toughness forged steel (e) استخدام الفولاذ المجوهر ذو القوة العالية.g., 50Mn2) لتجنب الكسر المفرط؛
• التكيف مع الوسيط الطحن: طحن رطب (بيئة اللولب) → اختيار الصلب المقلد المقاوم للتآكل (على سبيل المثال ، 42CrMo مع طبقة مضادة للتآكل) لتجنب التآكل ؛طحن جاف (بيئة مسحوق) → تؤكد مقاومة الارتداء (الصلب المسمور عالي الكروم);
• التكيف مع درجة الحرارة: طحن عالية درجة الحرارة (درجة حرارة المواد ≥180°C) → select heat-resistant forged steel (e.g.,35CrMoV) لتجنب تقليل الصلابة (استقرار المعالجة الحرارية للصلب المجوهر أفضل من الصلب المصبوب).

• الهيكل الصلب: كرات الصلب المسامرة كلها صلبة (لا توجد مسام داخلية أو تجاويف تقلص ، وهو عيب شائع في كرات الصب) ، مما يضمن قوة موحدة وتجنب الكسر المفاجئ تحت التأثير.
• عملية المعالجة الحرارية: Quenching + tempering منخفضة درجة الحرارة لتشكيل هيكل martensitic ،توازن صلابة و صلابة الحديد المزور استجابة المعالجة الحرارية أفضل من الصلب المصبوب بسبب تكوين موحد;
• تخصيص الحجم: للطواحين الخاصة (مثل الطواحين التجريبية الصغيرة الحجم ، الطواحين شبه الذاتية ذات القطر الكبير) ، يمكن تخصيص كرات الفولاذ المجرفة في قطرها (10-150mm) والوزن ،مع وقت زمني أقصر من الكرات المصبوبة للأحجام غير القياسية.