具有耐磨表面层的制品及其制造方法

专利名称:具有耐磨表面层的制品及其制造方法
本发明涉及一类制品，这类制品的设计要求它能够在经受高磨蚀条件下工作，因而要求这类制品至少其外表面层必须由具有良好的耐磨性材料制成。更准确地说，本发明特别涉及用于碾磨机中的磨辊和衬垫。该碾磨机适于粉碎某些材料，如煤;碾磨机衬垫则用于碾磨机中选定的内部部位。
对于任何以煤作为燃料的蒸汽发生器系统，能满足其燃料要求的粉碎煤装置，显然是该系统中一个必要的组成部分。为此目的，对于一种装置，特别是一种经常用于煤的粉碎以达到蒸汽发生器燃料用煤要求的粉碎装置，工业上通常是指碗式碾磨机(Bowl Mill)。这种碾磨机名称的由来主要在于其粉碎作用，即煤在该机内的碾碎是发生在碾磨表面，该碾磨表面的构形与碗有些相似。
现结合本文提到的参考文献进行讨论，参考文献提及这种碗式碾磨机有两个基本组成部分，其一是主体部分，即壳体，在其内部有碾磨表面，也就是安装有旋转磨盘，碗式碾磨机的名称就是由此来的;其二在壳体中安装有多个彼此以等间隔分布的被支撑住的磨辊，以便能与磨盘共同动作，这样分布在磨盘上的煤便可压碎，即是说多个磨辊的压力施加于煤上的结果使煤粉碎。为此，对每个磨辊的设计是将其安装在轴类组件上。另外，为了使磨辊装置与上述轴类组件有效地发挥作用，最好在磨辊上制备一个通过其中心的通孔。这就可以将轴类组件安装在磨辊的通孔内，也就可以将磨辊恰当的安装在其相对位置上。为了便于在磨辊里制备这样一种通孔，必须用具有易加工特性的材料，即采用比较软的灰铸铁来制造磨辊。
与采用较软的材料制造磨辊相反，至少需要在其表面层有一定要求，即磨辊外表面层材料需具有良好的耐磨特性。基于这一理由，在使用这些磨辊对材料进行粉碎的过程中，由于被粉碎材料的性质和粉碎的方式，使磨辊需经受剧烈的磨蚀作用。由于在比较短的周期内发生过渡的磨损，结果容易使磨辊变为不适用，也就是说磨辊的使用寿命较短。显然，要尽可能避免这种情况的发生。在这方面，事实已经表明，用于碗式碾磨机的磨辊在实际使用中的磨损主要取决于被粉碎材料的特性和碗式碾磨机的生产量，也就是说在一给定的时间范围内碗式碾磨机所粉碎材料的数量。
当碾磨机的磨辊的外表面层已经受到充分地磨损时，为了预防进一步使用磨辊来完成材料的粉碎，在正常情况下，磨辊剩余的部分仍可继续使用。即磨辊的外表面层已经完全磨损时，磨辊仍然可以使用。因此，毫不奇怪从先有技术中可以找到致力于改进磨辊的磨损，延长其使用寿命而作的各种尝试的事实。
为便于查阅参考文献，可以将到目前为止在改进磨辊的磨损寿命所作的尝试分为三类首先是致力于改进工作状态方面所作的尝试，其中所采用的磨辊是原来制造的和/或者经过使用磨损后又重做面层的磨辊。其次是致力于生产一种高铬合金，其目的在于至少能应用它来制造磨辊的外层表面。第三是致力于生产一种改进的镍铬合金，其目的也是在于至少能应用它来制造磨辊的外层表面。
就上面所列举的第一类情况来说，这方面的参考文献可参阅1983年6月28日发出的美国专利4，389，767号中介绍的实施例(但不以此为限)，该美国专利已经转让给与本申请相同的受让人。美国专利4，389，767号公开了一种磨辊的制造方法，其特征在于磨损表面，即磨辊的外表面层的形状是按照预测的磨损特性制成的，即根据磨辊使用状态的经验，按照已磨损的磨辊的外形来复制新的磨辊，并且在磨辊的外表面加一层基本上均匀的耐磨材料，以便形成磨辊的耐磨表面。
美国专利申请764，802号的主题可以认为属于上面列举的第一类先有技术的尝试的进一步的描述。该美国专利申请的申请日为1985年8月12日，并已转让给与本申请相同的受让人。所以美国专利申请764，802号的目的在于制成一种三层金属结构的磨辊，即磨辊的芯部材料，也就是第一层或内层是由比较软的以良好加工性著称的材料构成，其次，也就是第二层或中间层是由中等耐磨性的材料构成;最后，也就是第三层或者外层是由高耐磨性的材料构成。
现将注意力集中在上面所列举的第二类先有技术的尝试，即到目前为止对应用于碗式碾磨机里的磨辊的磨损寿命的改进方面所作的尝试。在一份以实施例但又不以此为限的参考文献中有这一类的专门研究。更准确地说，在该参考文献中所进行的尝试是以材料的改进为终结，如工业上的“Stoody 103”(103号铬钨钴焊条合金)。这种材料，即Stoody 103，可以从加里福尼亚斯图底公司(Stoody Company of Cali fornia)买到。据说，Stoody 103材料所含的成分(重量百分比)约为碳-4.0%、锰-5%、铬-27.0%至28.0%。另一方面，一般认为，除了勉强辨别出来的数量，Stoody 103材料既不含钼也不含硼，就与磨辊有关的材料而言，Stoody 103材料最通常是用以形成表层焊，因此可用于磨辊以形成耐磨表层。据说Stoody 103材料的耐磨性能是下文为了便于参考而提到的那些材料如普通的Nihard(镍铬冷硬合金铸铁)的1.5至2倍。
另一个属于上列第二类的先有技术尝试是曾尝试改进碗式碾磨机的磨辊的磨损寿命。结果改进了材料而构成了申请号为PCT/US82/00976的国际专利申请的主题。该国际专利申请中的目标在于耐磨白口铸铁。更准确地说，形成上述国际专利申请的主题的白口铸铁被定义为包括以铁为基体，而其他成分(重量百分比)为2.0%至4.5%碳、0.001%至4.0%硼以及含有一种或几种下述合金元素0.001%至30%的钒、钛、铌、钽、钼、镍、铜、铬或它们的混合物。
在先有技术中所作的尝试还有另外一个实例，也可属于上述分类的第二类，该实例是致力于高耐磨合金的发展，形成了与此有关的申请号为703，160的美国专利申请的主题。该专利申请的申请日是1985年2月19日，并且转让给与本申请相同的受让人。申请号为703，160的美国专利申请在于引入一种高耐磨性能的合金，这种特性特别适用于制造外表面层，也就是磨辊的磨损表面，磨辊的设计是用于碗式碾磨机，以便在材料如煤在其操作中达到粉碎的目的，这是通过磨辊与碗式碾磨机的其它表面的共同作用而完成的。这里所列有关高耐磨合金参考文献介绍所含成分(重量百分比)为4.0%至6.0%碳、3.0%至14.0%锰、1.0%至2.5%硅、15.0%至30.0%铬和4.0%至6.0%钼，并加入0.5%至2.0%的硼，其余成分为铁和伴随的杂质。根据到目前为止所进行的试验结果，申请号为703，160的美国专利申请所介绍的高耐磨合金其磨损寿命预计二倍于先有技术所形成的标准表面加硬用材料，如前面所介绍的Stoody 103材料。
现在转向上述先有技术所作尝试的第三类，在此之前先有技术曾尝试对碗式碾磨机所用的磨辊的磨损寿命进行改进，参考文献有通过实例但又不受此限的英国专利申请GB2，027，702A。采用通常称为镍铬冷硬合金铸铁材料(Nihard)来制造用于碗式碾磨机磨辊外表面层即磨损表面是所属技术领域：
的普通技术人员早已知道的。另外英国专利申请GB2，027，702A引入一种白口铸铁合金，该专利申请的受让人即英国羊桥设备有限公司(Sheepbridge Equipment Limited of the United Kingdom)，曾认为对该白口铸铁合金称为“优质镍铬冷硬合金铸铁”(Premium Nihard)是合适的。据说这种合金耐磨性能比普通的镍铬冷硬合金铸铁(Nihard)要好些，这种材料是其所属技术领域：
的普通技术人员早已熟知的。这里所描述的白口铸铁合金，也就是在英国专利申请GB2，027，702A所谓的优质镍铬冷硬合金铸铁(Premium Nihard)，其成分(重量百分比)为2.8%至3.5%碳、0.6%至2.0%硅、0.05%至0.5%锰、0.05%至0.25%硫、0.5%至1.5%磷、3.5%至5.0%镍、2.5%至4.5%铬、0.2%至0.7%钼，其余为铁和伴随的杂质。另外，发现在英国专利申请GB2，027，702A中还记载有作为该专利申请的主题的白口铸铁合金还可以含有最多不超过0.01%(重量百分比)的铋，以保证可以阻止石墨的生成，特别对于厚壁铸件更是如此。
现已找到新的磨辊为什么能够保持较长的工作寿命的主要理由，即这种磨辊工作到需要更换的时候，及时停止碗式碾磨机的工作，以便将已经磨损的磨辊从碗式碾磨机中取下来，并换上未磨损的磨辊。在这一点上，需要指出的是，多辊碗式碾磨机一般应用于以煤为燃料的蒸汽发生器，产生需要量的煤粉以供应蒸汽发生器使用，并且每个碗式碾磨机在正常情况下配备有三个磨辊，各磨辊磨损时都可以更换。而且还需要考虑对磨损的磨辊的取出和更换所需要时间、工作量和与此有关的费用。所以，很明显如果能够减少因磨辊充分磨损而需要更换的次数，则将会节省由于更换所需要的时间、工作量及有关的成本费用。
除了在前面几段以磨辊作为主题进行讨论以外，在碗式碾磨机中还有许多其它部件，而这些部件在碾磨机工作过程中，几乎经受着同样的磨损。参考文献中通过实例介绍，但不以此为限地说明，如前面所述的磨盘的上表面是设计为与磨辊共同作用的，即通过分布于磨盘表面上的材料如煤的共同作用，由于磨辊施压的结果而变成粉末。继之，在碗式碾磨机中易于受磨损的是处于夹带煤粒的空气流通过碗式碾磨机内部的运动通道的部件。更准确地说，根据参考文献中所介绍的由于摩擦作用而遭受磨损的部件是指当煤粒向碗式碾磨机中输送时，经受煤粒冲击的那些部件。为此目的，很久以前就已经知道在碗式碾磨机中那些根据过去的经验最经常发生这种冲击磨损的部位，有选择地铺设一些衬垫。
就碗式碾磨机的碾磨盘的上表面而论，该上表面一般结构形式是所属技术领域：
中的普通技术人员所熟知的碾磨圈(bull ring)。根据先有技术所示，这种碾磨圈已经为人们熟知可以采用一个整体部件制成，也可以用许多段组成一个碾磨圈。该部件的结构设计要求恰当地固定在碾磨盘上以便使其与碾磨盘共同转动。碗式碾磨机的碾磨盘的工作方式是要求将被粉碎的材料以恰当的方式输送到碾磨圈上。然后，当碾磨盘连同碾磨圈通过磨辊的转动，使分布在碾磨圈上的被磨材料在被驱动旋转通过磨辊时，由于磨辊施压的结果而被粉碎。
在上述状态下，被粉碎的煤颗粒，被绕着碾磨盘周围向上流动的空气流卷起。煤颗粒一旦被吸入空气流之后就以适当的方式通过碗式碾磨机的内部被输送出去。在这种输送过程中，将那些粒度大于所要求的煤颗粒返回到碾磨盘上重新进行粉碎，而那些粒度符合要求的煤颗粒就连续不断地通过碗式碾磨机内部的通道最后排出去。当煤颗粒连续不断地依照这种方式向外输送时，则碗式碾磨机的内部零件由于受到煤颗粒的冲击，就会产生前面参考文献中所提到的磨损。
这说明在先有技术中至少在某些部件的外表面层缺乏新的改进的材料，即具有高耐磨性能的材料。另外，已证明了，最低限度缺乏将这种高耐磨材料用于磨辊的外层表面即磨损表面，来改善磨辊子的磨损寿命。而且，已经证明缺乏用于翻新已经磨损的磨辊的高耐磨材料，至少用来制造磨辊的外层表面即磨损表面。这种高耐磨材料应当适用于已磨损的磨辊的表面翻新，而这种磨辊的外层表面即磨损表面原来所采用的材料的性质是经受不住这种磨损要求的。另外，这种高耐磨材料应当适用于制造碗式碾磨机的碾磨盘上设置的碾磨圈，而这种碾磨圈可以是整体部件或者多段组合式。这种高耐磨材料也应当适用于制造可选择地配置于碗式碾磨机的内部某些部位的衬垫，已知这些部位在夹带煤粒的空气流通过碗式碾磨机的过程中，最易遭受磨损。
所以，本发明的一个目的是提供一些用新的改进的材料制成的具有耐磨表面层的制品，其特征为具有良好的耐磨性能。
本发明的另一目的是，所提供的具有耐磨表面层制品，特别适用于其设计目的在于使被磨材料如煤起粉碎作用的碗式碾磨机。
本发明还有一个目的是，所提供具有耐磨表面层的制品，其中包括用于碗式碾磨机中的磨辊。
本发明的进一步的目的是，所提供的具有耐磨性表面层的制品，其中包括为配置在碗式碾磨机的碾磨盘上而设计的碾磨圈。
本发明还有另外一个目的是，所提供的具有耐磨表面层的制品，其中包括为碗式碾磨机的某些部位设计的可选择装配的衬垫，根据先有技术的已知经验，所说的某些部位最易受磨损。
本发明还有另外一个目的是，所提供的具有耐磨表面层的制品，其中有些制品是比较便宜而且易于应用，而其特征在于提高了其磨损寿命。
根据本发明的一个方面是，提供特别适用于碗式碾磨机的磨辊，其中这些磨辊提供在碗式碾磨机中对被磨材料如煤起粉碎作用的碾压力。在每一个有关本题的磨辊上的耐磨表面层，是铸态的，该表层材料所含成分(重量百分比)为3.2%至3.4%碳、1.45%至1.65%硅、0.4%(最大)锰、4.5%至5.0%镍、4.0%至4.25%铬、0.4%至0.5%磷、0.09%至0.11%硫、0.4%至0.6%钼，不含铋。
根据本发明的另一方面是，提供一种类型的碾磨圈，这种碾磨圈设计为可配置在碗式碾磨机的碾磨盘上。该碗式碾磨机是用于将被磨材料如煤置于其中进行粉碎。有关本题的碾磨圈，至少其带有的耐磨表面层，是铸态的，其材料所含成分(重量百分比)为3.5%至3.7%碳、1.2%至1.6%硅、0.4%(最大)锰、4.3%至5.0%镍、3.7%至4.4%铬、0.15%至0.25%磷、0.09%至0.11%硫、0.4%至0.6%钼和0.015%额定值的铋。
根据本发明还有另一个方面是，提供一种类型的衬垫，这种衬垫设计为可选择地配置在碗式碾磨机内部经受磨损的那些部位。上述碗式碾磨机是用于将被磨材料如煤置于其中进行粉碎。有关本题的衬垫，至少其所具有的耐磨表面层是铸态的，所含成分(重量百分比)为3.5%至3.7%碳、1.2%至1.6%硅、0.4%(最大)锰、4.3%至5.0%镍、3.7%至4.4%铬、0.15%至0.25%磷、0.09%至0.11%硫、0.4%至0.6%钼和0.015%额定值的铋。
图1是一个舍弃某些部件的碗式碾磨机侧视图，该碗式碾磨机是按本发明制造的至少具有耐磨的外表面层的制品，该表面层采用的材料的特征在于它的良好的耐磨性能。
图2是一个放大比例的碗式碾磨机磨辊的剖视图。构成磨辊外表面层的材料其特征在于它按本发明形成有良好的耐磨特性。
图3是碾磨圈的剖视图。构成该碾磨圈外表面层的材料，其特征在于按本发明形成的良好的耐磨特性，并且说明该碾磨圈是配置在碗式碾磨机的碾磨盘上。
图4是第一种形式的碗式碾磨机衬垫的顶视图，构成该衬垫的外表面层的材料，其特征在于它按本发明所形成的良好耐磨特性。
图5是第二种形式的碗式碾磨机衬垫的侧视图，构成该衬垫的外表面层的材料，其特征在于它按本发明形成的良好耐磨特性。
图6是第三种形式的碗式碾磨机衬垫的剖视图，构成该衬垫的外表面层的材料，其特征在于按本发明所形成的良好耐磨特性。
现在介绍附图，更确切地说是参看附图1，该图是描述碗式碾磨机，总图以标号10表示，关于碗式碾磨机的结构及其工作方式已为所属技术领域：
的技术人员所熟知，因此，对于图1所示的碗式碾磨机10没有必要再进行详细说明。而且，对于碗式碾磨机10只要对以下问题能获得了解已经足够，即了解配置于碗式碾磨机10的制品是按本发明制造的外表面层材料，其特征在于有良好耐磨特性。在图中仅仅对碗式碾磨机10的各个部件的结构和工作方式进行概括性的介绍。此处不能对碗式碾磨机10的各个部件的结构特点及其工作方式进行详细的说明，如果需要求更详细的说明则可参阅先有技术，如1966年9月9日发给J.F.Dalenberg等人的美国专利第3，465，971号，和/或1977年1月11日发给C.J.Skalka的美国专利第4，002，299号。
再进一步参看附图1，如所介绍的碗式碾磨机10包括一个基本上密封的分离器壳体12。一个碾磨盘14安装在轴16上，轴16有效地连接在一个适当的驱动机构(图中未表示)上，以便能够通过它驱动旋转。在前面所提到的配置在分离器壳体12中的各种部件的情况如附图1所示，碾磨盘14设计为顺时针方向转动。
继续参看碗式碾磨机10，关于多次碾磨，即碾磨机的磨辊18按照通常作法是三辊恰当地配置在壳体12的内部，以便使它们以等间隔沿着壳体12的周边布置。实际上这里已经指出，为了使图示清晰，在图1中只绘出一磨辊。
下面再论及碗式碾磨机10的磨辊，对于每一个磨辊的了解最好参看图1所示的磨辊18，最好是支撑在一个恰当的轴上(参看图1标号20所示)，并能绕着轴20进行转动。另外，每一个磨辊，即在图1中已经很清楚地显示的磨辊18，也被恰当地支撑以便根据图1所示使其相对于碾磨盘的上表面而运动。为此，碗式碾磨机10的每个磨辊包括图1中所示的具有液压传动装置的磨辊18，该液压装置一般以图1中的标号22来表示，磨辊与该液压传动装置联系起来共同工作。液压传动装置22在碗式碾磨机中的作用已为该技术领域：
的技术人员所熟知，即它的作用是产生一个液压载荷，通过磨辊18把必要的力作用在位于磨盘14上面的煤而达到使煤粉碎的目的。
在碗式碾磨机10中进行粉碎的材料如煤，是由任何恰当的传统形式的进料装置送入碾磨机中。其中带式给料机装置(图中未表示)可作为送料用途的例子。当煤由进料装置(图中未表示)排出时，便送入碗式碾磨机10的供煤装置，该装置一般以标号24表示，是设置在分离器壳体12上，供煤装置24的工作是使煤流向碾磨盘14的表面上。
根据图1所描述的碗式碾磨机的结构形式和工作方式，利用一种气体如空气把煤颗粒由碾磨盘14上通过分离器12的内部从碗式碾磨机10中排出。用于这种输送作用的空气通过一个为此目的而加工出的孔口(图中未表示)而进入分离器12中。从上述分离器12的孔口(图中未表示)流入的空气流经图1中的标号26所表示的环形腔体，该环形腔体是由环形空间所构成，而环形空间则是碾磨盘14和分离器12的内表面之间所形成的空间。当空气流过环形空间26时，最好借助一个叶轮装置使空气绕过碾磨盘14，该叶轮装置是根据1985年6月18日发给T.V.马里久斯基(T.V.Mali Szewski)等人的编号为4，523，721的美国专利的介绍制作的。该专利已转让给与本发明申请相同的受让人。为了保持图示的清晰，在图1中只把叶轮装置的转折部分表示出来，如标号28所示。构成美国专利4，523，721号的主题的该叶轮装置已在图中表示出来。另外，图1中对转折部分28的描绘已足于使人们对本发明的主题(指直接应用)得到圆满的了解。但是，如果需要有关图1所示碗式碾磨机所用的叶轮装置的结构特点和/或者工作方式的更多资料，可以参看美国专利4，523，721号。
当空气沿着上面所述的通道流动，分布在碾磨盘14上面的煤在磨辊18的作用下而被粉碎。当煤被粉碎后，则煤颗粒在离心力的作用下便被抛出而远离碾磨盘14的中心。当到达碾磨盘14的周边处，则煤颗粒就被流经环形腔体26的空气流所吸引并沿着该腔体被带走。此后空气与煤颗粒的组合流被叶轮装置转折部分28捕捉住，该转折部分是按照美国专利4，523，721号所示制作的。其作用将空气和煤颗粒的组合流绕过碾磨盘14。这是空气和煤颗粒组合流在其流通道中改变方向的必要条件。在引起方向改变的过程中，其中最重的煤颗粒，由于其惯性较大，便从气流中被分离出来，并且再降落到碾磨盘14的上表面，以便进行进一步的粉碎。另一方面，较轻的煤颗粒由于其惯性较小便继续在气流中，并随气流向前流动。
在脱离上述转折部分28的影响以后，含有空气和煤颗粒的组合流继续流向分粒器30。分粒器30是根据一般经验，并且以所属技术领域：
的普通技术人员所熟知的方法，对仍保留在空气流中的煤颗粒作进一步的分粒。即对于那些经过粉碎以后其粒度符合要求的通过分粒器30排出，从而和空气一起从碗式碾磨机10中排出。另一方面，对那些粒度大于要求的煤颗粒，再将它返回碾磨盘14的表面上，以便作进一步的粉碎。据此，使这些煤颗粒反复地经受上面所述的过程。
另外，进一步介绍粉碎的问题。就是说分布在碾磨盘14上的煤的粉碎是受磨辊18支配的，为了使煤的粉碎达到要求的程度，其作用力的大小将随多种因素而改变。例如，重要考虑因素之一是煤本身的性质。也就是煤的粉碎所需要的力的大小是煤的可磨性的函数，也就是煤的碾磨特性。为了使煤的粉碎达到所要求的程度，磨辊18施加作用力大小的另外一个重要因素是分布在碾磨盘14上的煤层的厚度，它本身是碗式碾磨机生产率的函数。
为了对按本发明要求，采用具有良好的耐磨特性材料所制造的表面层的碗式碾磨机磨辊，进行详细的描述，应当参阅参考文献，特别是参考附图的图2。实际已经指出，图2只是简单地对经常使用的碾磨机的磨辊18的结构特性作概括地描绘。参看图2，它已经把磨辊18，通常包括体现磨辊状态结构，以标号32表示的主体部分，和一个由按本发明要求的不同材料制造的外表面层34，外表层所用的材料其特征在于比主体部分32具有更为良好的耐磨特性。为此目的，主体部分32最好是采用较软的材料，如采用灰铸铁，以便于材料的加工，而外表面层采用具有良好的耐磨性能的较硬的材料。另外，参阅图2可以很清楚地明了，主体部分32具有一个实际上通过其中心的通孔36。通孔36具有恰当的尺寸，以便能够接受前面已经介绍过的轴20，安装在该孔中，而且在其上恰当地支承着磨辊18，以便能够根据前面所描述的方式完成其功能要求(如图1所示)。
从实质上说，采用两种不同的材料来制造磨辊18的理由，是给予同等重视，首先是所提供的主体部分32需要有一个通孔36，其次是外表面层34在煤的粉碎过程中经受硬物的磨擦作用。所以，其结果一方面在其主体部分32要求用较软而易于加工的材料，以便于把通孔36加工出来。与此相反，至少其外部即包围在外面的外表面34，是由具有耐磨(特别是以摩擦作用造成的磨损)特性的较硬材料制成。
以上所进行的讨论作为了解本发明的独特的背景，磨辊18的外表层34是按本发明由抗磨损性能的材料制造的，而且它特别适用于制造磨辊18的外表面层(磨损表面)34。此外，按本发明用于制造磨辊18的外表面层34的材料，其另一特征是可以成为铸件并可用于制造新的磨辊18的硬表面。一般地说，用以制造磨辊18的外表面层34的材料是铸态的，其所含成分(重量百分比)为3.2%至3.4%碳、1.45%至1.65%硅、0.4%(最大)锰、4.5%至5.0%镍、4.0%至4.25%铬、0.4%至0.5%磷、0.09%至0.11%硫、0.4%至0.6%钼，不含铋。
下面将转向对碾磨圈的考虑，该碾磨圈设计是配置在碗式碾磨机的磨盘14上，按照本发明，它的结构至少包括一个具有良好的耐磨特性的表面层，为此必须参阅参考文献，尤其要参阅附图的图3。参看图3，碾磨圈在该图中是以标号38表示，其所用材料具有良好的耐磨特性。更准确地说，碾磨圈38包括两部分第一部分，在图3中以标号40表示;而第二部分在图3中以标号42表示。第一部分40对碾磨圈38的第二部分42有一个恰当的倾斜度，以便使其与磨辊18的外表面层34相配合。那就是说碾磨圈38的第一部分40的倾斜角度是恰当地选择，以便使其符合于磨辊18的外表面层34的倾斜角度，即将碾磨圈38的第一部分40的倾斜角度设计为磨辊18的外表面层34的倾斜角度的补角。根据本发明的最佳实施方案，碾磨圈38最好是由许多个单元段组成。但是，应当明了碾磨圈由整体部件构成同样是好用的，并且不脱离本发明的实质。一般地说，用以制造碾磨盘14的碾磨圈38的材料是铸态的，其所含成分(重量百分比)为3.5%至3.7%碳、1.2%至1.6%硅、0.4%(最大)锰、4.3%至5.0%镍、3.7%至4.4%铬、0.15%至0.25%磷、0.09%至0.11%硫、0.4%至0.6%钼和0.015%额定值的铋。
为了完成本发明所包括的各种制品的描述，一种用具有耐磨性能的外表面层，具体结构参阅图4、5和6，其中图4以标号44表示的为第一种形式的碗式碾磨机衬垫，图5以标号46表示的为第二种形式的碗式碾磨机衬垫，图6以标号48表示的为第三种形式的碗式碾磨机衬垫。图4所示的碗式碾磨机衬垫44是设计用于前面讨论时提到的图1的碗式碾磨机10中叶轮装置的转折部分28上。更准确地说，根据转折部分28结构形式的要求，许多个碗式磨辊衬垫44用于形成各个不同行的转折衬垫以配置在转折部位28合适的位置上。为此每个碗式碾磨机衬垫44具有预定的构型，这是为了使每个碗式碾磨机衬垫44相互之间按要求以合适的方式进行恰当的匹配，以便起到转折部分28的有效部件的作用。那就是说在图4中所描绘的最能令人清楚明了，碗式碾磨机衬垫44的结构包括两个边，即图4中标号44a和44b所示。二者实际是沿着相互平行的方向延伸，衬垫的第三个边，即图4中标号44c所示，其延伸方向实际上是与碗式碾磨机衬垫44a和44b互成直角，而图4中以标号44d表示的第四个边则相对于44a和44b都有一个倾斜角度而且其延伸方向相对于碗式碾磨机衬垫44的44c的边也不平行。另外，图4中碗式碾磨机衬垫44的各个边的表面都是可使其具形体，如通过它们的斜面正好与其相邻的一个碗式碾磨机衬垫44的边缘相搭配。这样不仅便利于对图1中碗式碾磨机的衬垫44在分离器壳体12中的初次的安装，而且以后当它们被磨损时也便于拆除和更换。最后，由于碗式碾磨机衬垫44要经受夹带煤颗粒的空气流冲击而引起摩擦作用，因此如前面已指出的衬垫须由具有良好的耐磨性能的材料来制造。一般地说，用以制造碗式碾磨机衬垫44的材料是铸态的，其所含成分(重量百分比)为3.5%至3.7%碳、1.2%至1.6%硅、0.4%(最大)锰、4.3%至5.0%镍、3.7%至4.4%铬、0.15%至0.25%磷、0.09%至0.11%硫、0.4%至0.6%钼和0.015%额定值的铋。
图5中所表示的一种碗式碾磨机衬垫46，被设计用在前面讨论过的图1所示的碗式碾磨机叶轮装置的转折部分28。即按转折部分28的结构形式，将碗式碾磨机衬垫46设计为用作边缘衬垫。更准确地说，许多个碗式碾磨机衬垫46应用于转折部分28，其中每一个衬垫46的安装使其背面边缘(Back edge)与图1所示碗式碾磨机分离器壳体12相齐平，而使其底部边缘(Bottom edge)与中间的衬垫(图中未表示)相齐平。为了使每个碗式碾磨机衬垫46相互之间按照合适的要求进行搭配，以便使其能起到转折部分28的有效部件的作用，衬垫的构型必须预先确定。参看图5所示可以一目了然，即构成碗式碾磨机衬垫46的第一个边，也就是如图5中以标号46a所表示的那个边，向着第一个平面内延伸，衬垫46的第二个边，也就是在图5中以标号46b所表示的那个边，向着第二个平面内延伸，实际上该平面与46a边的平面是互相垂直的，衬垫46的第三个边，也就是在图5中以标号46c表示的那个边，它相对于46a边有一个倾斜度，而其延伸面与衬垫46的46b边不平行，而其中第四个边所包含的第一部分，也就是在图5中以标号46d表示的那个边，其延伸面是与衬垫46的46a边是相互平行的，而其第二部分即在图5中以标号46e所表示的，它相对于46c边有一个倾斜度，而其延伸面与衬垫46的46a边也不平行。由于衬垫46所经受的磨擦作用是借助夹入空气的煤颗粒对碗式碾磨机衬垫46的冲击，因此衬垫必须用前面已经指出的具有良好耐磨性能的材料来制造。一般地说，用以制造碗式碾磨机衬垫46的材料是铸态的，其所含成分(重量百分比)为3.5%至3.7%碳、1.2%至1.6%硅、0.4%(最大)锰、4.3%至5.0%镍、3.7%至4.4%铬、0.15%至0.25%磷、0.09%至0.11%硫、0.4%至0.6%钼和0.015%额定值的铋。
图6中所表示的一种碗式碾磨机衬垫48，被设计用在前面讨论过的图1所示的碗式碾磨机叶轮装置的转折部分28。更准确地说，根据转折部分28的结构形式要求，许多个碗式碾磨机衬垫48被恰当地用作转折部分28的中间部位的衬垫。所以，为了使每个碗式碾磨机衬垫48相互之间按照合适的要求进行搭配，以便使其能起到转折部分28有效部件的作用，必须预先确定其构型。参看图6所示即可以一目了然，碗式碾磨机衬垫48所包含的第一部分，即由图6中以标号48a表示的，它延伸在第一个平面内，而以标号48b表示的第二部分，则延伸在第二平面内，48b相对于48a有一个预定的倾斜角度。由于碗式碾磨机衬垫48要经受夹带煤颗粒的空气流冲击引起的摩擦作用，因此如前面已经指出的，该衬垫须由具有良好耐磨性能的材料来制造。一般地说，用以制造碗式碾磨机衬垫48的材料是铸态的，其所含成分(重量百分比)为3.5%至3.7%碳、1.2%至1.6%硅、0.4%(最大)锰、4.3%至5.0%镍、3.7%至4.4%铬、0.15%至0.25%磷、0.09%至0.11%硫、0.4%至0.6%钼和0.015%额定值的铋。
这样，根据本发明已经提供了几种具有以新的改进的材料制成的耐磨表面层的制品，这类新的、改进的材料具有良好的耐磨特性。另外，本发明具有耐磨表面层的制品特别适用于为粉碎材料，如为粉碎煤而设计的碗式碾磨机。而且，根据本发明具有耐磨表面层的制品包括为碗式碾磨机设计的磨辊。此外，根据本发明的具有耐磨表面层的制品还包括为碗式碾磨机磨盘设计的碾磨圈。还有根据本发明的具有耐磨表面层的制品包括碗式碾磨机中衬垫，该衬垫是根据过去使用经验中已经知道的那些容易受磨损的部位而设计为可选择地把各种衬垫配置在那些部位上。此外，根据本发明的具有耐磨表面层的制品，其成本较低，易于使用而且具有较高的磨损寿命。
本发明的各种实施方案已经进行了说明，可以理解，实施方案还可作多种改进，有些在前面已经提到过，也许熟悉本专业的技术人员还会作改进。因此，我们所附的权利要求
将包括上面所提到的各种改进，以及那些属于我们的发明的精神实质和范围之内的其它改进。
权利要求
1.用于碗式碾磨机的磨辊至少包括采用耐磨材料制造的外表面层，这种耐磨材料是铸态的，其所含成分(重量百分比)为3.2%至3.4%碳、1.45%至1.65%硅、0.4%(最大)锰、4.5%至5.0%镍、4.0%至4.25%铬、0.4%至0.5%磷、0.09%至0.11%硫、0.4%至0.5%钼，不含铋。
2.按照权利要求
1所述的磨辊还包括由较软的，容易加工的材料制成的主体部分。
3.按照权利要求
2所述的磨辊，其中所说的较软的，容易加工的材料是灰铸铁。
4.按照权利要求
3所述的磨辊，其中所说的主体部分有一个实际上通过其中心的通孔。
5.用于碗式碾磨机的一种制品至少包括采用耐磨材料制造的外表面层，这种耐磨材料是铸态的，其所含成分(重量百分比)为3.5%至3.7%碳、1.2%至1.6%硅、0.4%(最大)锰、4.3%至5.0%镍、3.7%至4.4%铬、0.15%至0.25%磷、0.09%至0.11%硫、0.4%至0.6%钼和0.015%额定值的铋。
6.按照权利要求
5，其中所说的制品包括碾磨圈。
7.按照权利要求
6所述的制品，其中所说的碾磨圈是由许多单元段组成的。
8.按照权利要求
6所述的制品，其中所说的碾磨圈是由一个单一的整体部件制成的。
9.按照权利要求
5所述的制品，其中所说的制品包括碗式碾磨机衬垫。
10.按照权利要求
9所述的制品，其中所说的碗式碾磨机衬垫包括第一个和第二个边，二者在相互平行的方向延伸，第三个边它实际上是向第一个边和第二个边呈直角的方向延伸，而第四边是与第一个和第二个边构成一个预先确定的倾斜角度，并且与第三个边不平行的方向延伸。
11.按照权利要求
9所述的制品，其中所说碗式碾磨机衬垫包括第一个边，该边在第一个平面内延伸，第二个边，该边在第二个平面内延伸，实际上第二个平面与第一个平面是相互垂直的，第三个边，该边与上述第一个边呈一个预先确定的倾斜角度并且其延伸方向与上述第二个边不平行，还有第四个边，该边包括第一部分，和第二部分，第一部分在平行于上述第一个边的方向上延伸，而第二部分与上述第三个边成一个预先确定的倾斜角度，并且其延伸方向与上述第一个边不平行。
12.按照权利要求
9所述的制品，其中所说碗式碾磨机衬垫包括第一部分和第二部分，第一部分向着第一个平面内延伸，而第二部分，向着第二个平面内延伸，该第二个平面与上述第一个平面呈一个预先确定的倾斜角度。
专利摘要
本发明为用于碗式碾磨机的具有耐磨表面层的磨辊和衬垫。磨辊表面层材料为铸态的，其所含成分(重量百分比)为3.2％至3.4％碳、1.45％至1.65％硅、0.4％(最大)锰、4.5％至5.0％镍、4.0％至4.25％铬、0.4％至0.5％磷、0.09％至0.11％硫、0.4％至0.6％钼，不含铋。各种衬垫表面层材料为铸态的，其所含成分(重量百分比)为3.5％至3.7％碳、1.2％至1.6％硅、0.4％(最大)锰、4.3％至5.0％镍、3.7％至4.4％铬、0.15％至0.25％磷、0.09％至0.11％硫、0.4％至0.6％钼和0.015％额定值的铋。
文档编号B02C15/00GK87100970SQ87100970
公开日1987年9月23日 申请日期1987年2月24日
发明者坎贝尔·麦克罗, 小威廉·H·斯图尔特 申请人:燃烧工程有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan