가조 된 철 공을 선택할 때 어떤 매개 변수에주의를 기울여야합니까?

단조강구의 크기, 재질 및 사양을 올바르게 선택하려면 작업 조건(예: 밀 유형, 재료 경도, 분쇄 미세도 요구 사항)과 작동 매개변수(예: 밀 속도, 충전율)를 결합하고 핵심 매개변수의 일치에 주의해야 합니다. 단조강구는 조밀한 구조, 높은 강도 및 뛰어난 충격 저항성을 특징으로 하므로 매개변수 선택은 고하중 및 고충격 분쇄 시나리오에 대한 적응성을 강조해야 합니다. 다음은 세 가지 차원, 즉 크기 결정, 공차 선택 및 주요 매개변수에서 자세한 설명을 제공합니다.

단조강구의 크기는 밀 구조(내경, 라이너 유형)와 일치해야 하며 재료 분쇄 특성(경도, 입자 크기, 취성)에 적응해야 합니다. 핵심은 볼 직경, 볼 크기 비율 및 단일 볼 무게의 세 가지 주요 매개변수를 결정하는 것이며, 단조 재료의 고강도 장점을 충분히 고려해야 합니다.

볼 직경은 충격력과 분쇄 효율에 직접적인 영향을 미치며, 최대 재료 입자 크기, 밀 직경 및 분쇄 단계에 따라 결정됩니다. 단조강구의 높은 인장 강도(≥1000MPa)는 고하중 시나리오에서 더 큰 볼 직경을 허용합니다.

• 1차 분쇄(원료 입자 크기 ≥60mm): 강한 충격력을 제공하기 위한 대구경 볼(60-120mm), 반자동 밀, 콘 크러셔 또는 조분쇄 볼 밀에 적합(단조강의 충격 저항성은 큰 입자 충돌 시 파손을 방지);
• 2차 분쇄(원료 입자 크기 15-60mm): 충격과 분쇄의 균형을 맞추기 위한 중간 직경 볼(40-60mm), 중경도 재료(예: 철광석, 석회석)에 대한 일반 볼 밀에 적용 가능;
• 미세 분쇄(원료 입자 크기 ≤15mm): 재료와의 접촉 면적을 늘리기 위한 소구경 볼(20-40mm), 미세 분쇄 밀 또는 분류기-밀 시스템에 적합(단조강의 균일한 구조는 일관된 마모를 보장);
• 특수 적응: 소구경 밀(Φ≤2.8m)의 경우 최대 볼 직경은 80mm를 초과해서는 안 됩니다(라이너에 과도한 충격 방지); 대구경 밀(Φ≥5.0m)의 경우 최대 볼 직경을 120mm까지 늘릴 수 있습니다(단조강의 고강도를 활용하여 고하중을 견딤);
• 계산 참조: 권장 볼 직경 D₈₀ = (7-9)*√(최대 재료 입자 크기, mm)(단조 중탄소 합금강의 경우), 재료 경도에 따라 ±10% 조정(더 단단한 재료는 상한을 취하고, 더 부드러운 재료는 하한을 취함 - 단조강의 경도 유지는 더 넓은 조정을 허용).

단일 볼 크기는 밀의 모든 입자 크기를 커버할 수 없으므로, 분쇄 효율을 극대화하려면 대, 중, 소 단조강구의 합리적인 비율이 필요합니다.

• 일반 분쇄(재료 입자 크기 분포 10-60mm): 대형 볼(60-80mm) : 중간 볼(40-60mm) : 소형 볼(20-40mm) = 3:4:3, 대입자에 대한 충격과 소입자의 분쇄를 모두 보장;
• 충격 지배 조분쇄(최대 입자 크기 ≥80mm): 대형 볼의 비율 증가, 비율 = 5:3:2, 대입자의 파쇄 능력 향상(단조강의 높은 충격 인성은 충돌 시 파손을 방지);
• 분쇄 지배 미세 분쇄(최대 입자 크기 ≤15mm): 소형 볼의 비율 증가, 비율 = 1:3:6, 미세 입자와의 표면 접촉 효율 향상;
• 원칙: 모든 단조강구의 누적 부피는 밀 유효 부피의 28-35%(충전율)를 채워야 합니다. 볼 크기 비율은 "크기 격차"를 피해야 합니다(예: 60mm 볼 없이 80mm에서 40mm로 직접 점프하지 않음) 균일한 충전을 보장하고, 단조강구의 높은 밀도(≈7.85g/cm³)는 분쇄 운동 에너지 향상에 도움이 됩니다.

단일 볼 무게는 볼 직경과 재료 밀도(단조강 밀도는 주강보다 높음)에 의해 결정되며, 밀 전력 소비 및 수명에 영향을 미칩니다.

• 저전력 밀(≤1500kW): 구동 시스템의 과부하를 방지하기 위해 더 가벼운 단조강구(m=0.8-2.5kg, 해당 직경 40-60mm)를 선택;
• 고전력 밀(>2500kW): 고충격 요구 사항에 맞게 더 무거운 단조강구(m=2.5-6kg, 해당 직경 60-100mm)를 사용(단조강의 고강도는 변형 없이 고하중을 지원);
• 마모 균형 원칙: 단일 볼 무게는 균일한 마모율을 보장해야 합니다. 예를 들어, 직경 60mm의 42CrMo 단조강구는 ~1.15kg의 무게를 가지며, 대부분의 중전력 밀에 적합하며, 단조 구조는 내부 결함으로 인한 불균일한 마모를 방지합니다.

단조강구는 고속 충돌(충돌 속도 최대 6-9m/s) 및 마찰 하에서 작동하므로, 공차 제어는 불균일한 마모, 밀 진동 또는 불량한 충전을 피해야 합니다. 단조 정밀도는 주조 볼보다 더 나은 공차 성능을 제공합니다.

• 직경이 ≤40mm인 볼의 경우: 공차 ±0.4mm(ISO 3290 Class G3), 소형 볼과 미세 입자 간의 균일한 접촉 보장(단조 정밀도는 크기 편차 감소);
• 직경이 40-80mm인 볼의 경우: 공차 ±0.8mm(ISO 3290 Class G4), 가공 효율과 크기 일관성 균형;
• 직경이 >80mm인 볼의 경우: 공차 ±1.2mm(ISO 3290 Class G5), 충격 효과에 영향을 미치지 않고 적절한 편차 허용;
• 주요 요구 사항: 동일한 밀의 단조강구 간 최대 직경 차이는 1.5mm를 초과해서는 안 되며, 국부 라이너 마모로 이어지는 불균일한 충격력을 방지합니다(단조강의 높은 강성은 크기 편차의 영향을 증폭시킴).

• 진원도 오차 ≤0.25mm(직경 ≤60mm의 경우) 또는 ≤0.4mm(직경 >60mm의 경우), 진원도 측정기로 측정 - 단조강의 회전 단조 공정은 주조 볼보다 더 나은 진원도를 보장합니다.
• 의미: 둥글지 않은 단조강구는 고속 회전 시 심한 밀 진동을 유발하여(밀 속도 18-26r/min) 전력 소비를 8-12% 증가시키고 라이너 마모를 가속화하며, 이는 밀도가 높기 때문에 주조 볼보다 더 분명합니다.

• 표면 거칠기: Ra ≤1.2μm(단조 후 연마), 단조 스케일 및 버 제거 - 단조강의 매끄러운 표면은 재료 부착 및 라이너 긁힘 감소;
• 표면 경도 균일성: 볼 표면 전체 경도 차이 ≤3HRC(단조 + 열처리는 균일한 경도 분포 보장), 국부 과마모 방지;
• 모서리 모따기: 날카로운 모서리 없음(단조강의 가공 중 소성 변형은 자연스럽게 둥근 모서리를 형성), 라이너 및 재료 손상 방지.

단조강구는 주로 고강도 및 인성을 가진 합금강으로 만들어지며, 매개변수는 마모 메커니즘(충격 마모 + 연마 마모)을 기반으로 선택됩니다.

• 내마모성: 부피 마모율 ≤0.06cm³/(kg·m)(ASTM G65 테스트), 단조 밀도로 인해 주강 볼보다 20-30% 우수;
• 열처리: 담금질 + 템퍼링 공정(열처리 후 단조강의 결정립 미세화는 경도 및 인성 향상).

• 충전율 적응: 충전율이 33-36%(고충전)일 때, 증가된 마찰에 저항하기 위해 고경도 단조강구(HRC+3)를 선택; 충전율이 28-32%(저충전)일 때, 과도한 충격 파손을 방지하기 위해 고인성 단조강(예: 50Mn2)을 사용;
• 분쇄 매체 적응: 습식 분쇄(슬러리 환경) → 부식 방지 단조강(예: 방청 코팅된 42CrMo)을 선택하여 녹을 방지; 건식 분쇄(분말 환경) → 내마모성 강조(고크롬 단조강);
• 온도 적응: 고온 분쇄(재료 온도 ≥180°C) → 경도 감소를 방지하기 위해 내열 단조강(예: 35CrMoV)을 선택(단조강의 열처리 안정성은 주강보다 우수).

• 고체 구조: 단조강구는 모두 고체(주조 볼의 일반적인 결함인 내부 기공 또는 수축 공동 없음)로, 균일한 힘을 보장하고 충격 시 갑작스러운 파손을 방지;
• 열처리 공정: 담금질 + 저온 템퍼링으로 마르텐사이트 구조 형성, 경도와 인성 균형 - 단조강의 열처리 반응은 균일한 조성으로 인해 주강보다 우수;
• 크기 사용자 정의: 특수 밀(예: 소규모 실험 밀, 대구경 반자동 밀)의 경우, 단조강구는 직경(10-150mm) 및 무게로 사용자 정의할 수 있으며, 비표준 크기의 경우 주조 볼보다 리드 타임이 짧습니다.