Плавка чугуна и сплавов цветных металлов

Липницкий Α. Μ.

Машиностроение, 1973 г.

ПРИМЕНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ ИЗ БЕЛЫХ ИЗНОСОСТОЙКИХ ЧУГУНОВ

Области применения деталей из белых износостойких чугунов охватывают практически все добывающие отрасли, энергетику, металлургию, строительно-дорожную технику—все оборудование, где абразивный износ определяет срок службы деталей.

При добыче песка и гравия на р. Сакмара землесос с (Бронедисками, изготовленными из чугуна ИЧ290Х12М, перекачивает 60 тыс. м³ грунта, а с бронедисками из стали Ст.3 — только 5 тыс. м³ (т. е. в 12 раз меньше). Насадки гидроциклона из этого чугуна при обогащении угля в магнетитовой суспензии на Жилевской обогатительной фабрике проработали 120 суток вместо 20 суток для насадок из стали 40ХЛ, закаленной до HRC50. Стендовые испытания колец торцовых уплотнений в угольной пыли показали, что на кольцах из чугуна ИЧ290Х12М после 930 ч работы поясок трения сместился на 0,8—1,0 мм, в то время как на кольцах из стали ШХ15 после 700 ч — на 2,5 мм, а на кольцах из сплава фирмы Caterpillar(около 3% С, 20% Сг, 15% Мо. 1% V, 0,2% Ti) после 400 ч работы —на 0,5 мм.

Промышленные испытания трактора Т-330 с кольцами -торцового уплотнения ходовой системы из чугуна ИЧ300Х18ГД показали двукратное увеличение износостойкости по сравнению о. кольцами из стали ШХ15 [53].

Расход мелющих тел из кованой стали (НВ 400—500) при сухом помоле сырья в цементной мельнице составляет 100—150 г/т при диаметре мелющих тел 90—60 мм (первая камера измельчения) и 80—100 г/т при диаметре мелющих тел 50-20 мм(вторая и третья камеры). В тех же условиях работы расход мелющих тел из Сr-Мо-износостойкого чугуна BF182 составляет 15—18 г/т в первой камере и 8—10 г/т во второй.

При помоле клинкера расход стальных мелющих тел (НВ> 400— 500) в первой камере (диаметр тел 100—60 мм) составляет 150— 200 г/т, во второй и третьей (диаметр тел 60—16 мм) — 100— 150 г/т. Расход мелющих тел из BF182 в тех же условиях составляет 20—25 г/т для ггервой и 8—10 г/т для второй камеры, т. е. в 7—10 раз меньше по сравнению с расходом стальных мелющих тел [17].

Рабочие колеса грунтового насоса 8ГР-8М, изготовленные из чугуна ИЧ290Х12М, в условиях транспортировки железной (руды имеют срок службы 1400 ч против 1038 ч для рабочих колес из чугуна ИЧХ28Н2.

Таким образом, в условиях интенсивного абразивного изнашивания в нейтральной среде Сr-Мо-чугуны в 7—12 раз превосходят по стойкости углеродистые стали.

Cr-MoИЧ210Х12Г5 (ВУ-4) широко применяется для изготовления футеровок барабана стержневых и шаровых мельниц первой стадии измельчения руд цветных металлов диаметром до 2,7 м включительно, работающих со стержнями и шарами диаметром до 100—125 мм. Срок службы футеровок стержневых рудо-размольных мельниц МСЦ21Х30, МСЦ27Х36 в результате применения футеровок из чугуна ИЧ210Х12Г5 отлитых в кокиль, увеличился по сравнению со сроком службы футеровок из стали 110Г13Л в 2,0—2,5 раза. На шаровых рудоразмольных мельницах первой стадии измельчения МШЦ27х36 и МШР27х36 достигнуто увеличение срока службы футеровок из чугуна ИЧ210Х12Г5 в 1,6—2,0 раза по сравнению со сроком службы футеровок из сталей 110Г13Л, 300Х2ГЛ.

Испытания на мельницах МШР36х50 второй стадии измельчения железной руды показали, что срок службы футеровок из Сr-Μn-чугунов типа ИЧ300Х12Г5 увеличился в 1,8—3,0 раза по сравнению со сроком службы футеровок из стали 110Г13Л.

Наиболее убедительно преимущество Сr-Мо-чугунов перед сталью и многими другими материалами в условиях, где абразивный износ не осложняется коррозионной активностью пульпы и значительным ударным воздействием. Так, бронедискн рудоспусков из чугуна ИЧ300Х12Г5 на каскаде дробильной фабрики при транспортировке железной руды па Соколовско-Сарбайском горно-оботатительном комбинате работают в 6 раз дольше, чем из стали 110ПЗЛ (7—12 месяцев вместо 1,5—2,5 месяцев); колена пульпопроводов из чугуна ИЧ300Х12Г5 системы гидротранспорта руды и породы на том же предприятии работают в 4-—8 раз дольше, чем из стали 35Л. Бандажи валков и бронеплиты стола среднеходных углеразмольных мельниц М.ВС-140, изготовленные из чугуна ИЧ290Х13ГЗМ, при сухом помоле каменного угля изнашиваются в 9 раз медленнее, чем стальные с наплавкой Т-620, и в 2 раза медленнее, чем из нихарда [45]. Защитные втулки пустотообразователей штампов для 'Производства двухнустотного кирпича, изготовленные из чугуна ИЧ290Х15ГСФ, имеют срок службы в  10—15 раз больший, чем из стали 20Х с цементацией, которую чугун заменил при прессовании силикатной массы (Калининский комбинат строительных материалов).

Срок службы рабочих колес и бронедисков пескового насоса 8НП, изготовленных из чугуна ИЧ3300Х18ГЗ, работающих на транспортировке медной руды, увеличился по сравнению со сроком службы этих деталей из сплава ИЧ250Х25Т в 1,8 раза при отливке в песчано-глинистые формы и в 3—4 раза при отливке в кокиль [44].

Футеровки барабана шаровых мельниц МШР 32X45 {вторая и третья стадии измельчения медной руды, диаметр шаров 80— 50 мм), изготовленные из высокохромистого Сr-Мо-чугуна ИЧ210Х30ГЗ, работают 35—36 месяцев, в то время как срок службы футеровок из стали 110Г13Л на этих мельницах составляет 12— 15 месяцев. Изготовление из чугуна ИЧ210Х30ГЗ насадок сушильных барабанов 2,8X14 м и 3,2X22 м для сушки пиритного, медного и цинкового концентрата (температура газов на входе 900, на выходе 100—150°С, влажность концентрата на входе 14%, на выходе 4%) позволило увеличить срок их службы на Башкирском медносерном комбинате от года (сталь Ст. 3) до 2—3 лет. Применение на этом же комбинате из чугуна ИЧ210Х30ГЗ рабочих колес песковых насосов 8НП, 6НП, 5ПС-10, работающих на транспортировке медной руды, породы и концентрата, обеспечивало повышение срока службы насосов в 2,2—2,5 раза по сравнению с белым нелегированным чугуном. Срок службы черпаков улиткового питателя шаровой мельницы МШР 27X36 после освоения выпуска их из чугуна ИЧ210Х30ГЗ увеличился до 2 месяцев вместо 0,5 месяца (сталь 35Л с наплавкой ППАН-125) [41].

Хорошие результаты дает применение абразивно-коррозионно-стойкого чугуна ИЧ190Х30ГЗ для деталей проточной части насосов, работающих в системах гидрозолоудаления тепловых электростанций и в углеобогащении. Рабочие колеса из этого чугуна на багерном насосе 12ГР-8т (удаление шлака и золы в котле мощностью 300 МВт, размер кусков шлака до 50 мм) имеют срок службы 920—1200 ч; в этих же условиях применявшиеся ранее колеса из стали 25Л с наплавкой Т-590 работали 200—220 ч, а из чугуна ИЧХ28Н2 —580—600 ч.

Сегменты шнековых сепараторов СШ-15, изготовленные из ИЧ210Х30ГЗ (обогащение антрацита) изнашиваются в 100—130 раз медленнее, чем из стали 10ХСНД и в 10—13 раз медленнее, чем из чугунов ИЧ210Х12Г5, ИЧ330Х18ГЗСМ, срок их службы превысил 10 тыс. ч. Импеллеры флотмашины МФУ-2-63 из ИЧ190Х30ГЗ имели темп износа в 5 раз ниже, чем из серого чугуна и более чем в 2 раза ниже, чем из ИЧХ14Г2Н (обогащение угля). Рабочие колеса шламового насоса ШН-270, изготовленные из ИЧ190Х30ГЗ, работают при перекачке магнетитовой суспензии (обогащение угля) в 8—10 раз дольше, чем из серого чугуна и в 3—3,5 раза дольше, чем из ИЧХ14Г2Н.

Испытания плунжеров из чугуна ИЧ190Х30ГЗ на буровых насосах НБЗ-120/40 и НВ4-320/63 (закачивание глинистой эмульсии с содержанием песка 5—6% в разведочную скважину) показали, что срок службы плунжеров увеличился более чем в 3 раза по сравнению с плунжерами из стали 40Х с твердым хромированием.

Срок   службы   комбинированных   футеровок   (вставки   из

ИЧЗ00Х18ГЗ) на барабане стержневых мельниц МСЦ 32-45 (первая стадия измельчения медной руды, диаметр стержней 120 мм) увеличился на Учалянском горнообогатительном комбинате до 10—12 месяцев против б месяцев (футеровки из стали 110Г13Л). На Коршуновском горнообогатительном комбинате (первая стадия измельчения железкой руды, диаметр стержней 80 мм, мельница МСЦ 32X45) юрок службы комбинированных .футеровок составил 33 месяца против 14 месяцев для футеровок из стали 110Г13Л.

Комбинированные футеровки шаровых рудоразмольных мельниц МШР 32X31 на первой стадии измельчения вольфрамовых и медномолибденовых руд имеют срок службы в 1,7—2,1 раза выше, чем футеровки из стали 110ПЗЛ.

Промышленные испытания комбинированных отливок на приемной течке роторного колеса и отбойной стенке разгрузочного лотка роторного экскаватора СРС(К)—470 (угольный разрез «Богатырь», масса кусков угля до 270 кг, скорость 4 м/с) показали, что срок их службы в 10—15 раз превышает срок службы течек из стали Ст. 3 с наплавкой Т-590. Аналогичные результаты получены при испытаниях (комбинированных накладок для ;защиты механизма закрывания ковша экскаватора ЭКГ-4Д узлов пересыпки угля и породы на перепускных течках на шахтах, разрезах, тепловых электростанциях [48].

Отливки из белых износостойких чугунов, как правило, не являются номенклатурой массового крупнотоннажного производства. Обитою это детали, (которые работают в специфических условиях интенсивного абразивного износа, но именно они определяют межремонтные сроки, а часто и работоспособность машины в целом. Поэтому экономическая эффективность применения белых износостойких чугунов очень высока. Успех использования белых -износостойких чугунов — в тщательней назначении марки и технологии литья в соответствии с учетом .влияния состава и условий изготовления на эксплуатационные свойства.