中卸烘干生料磨和風掃煤磨常見故障之一是隔倉篦板斷裂。從使用情況看，斷裂一般多發(fā)生在烘干倉雙層隔倉篦板上。對篦板的要求除了要有一定的表面硬度、耐磨性與沖擊韌性外，還應考慮篦板的周向分瓣、徑向分段、篦縫形式及開孔率對其工況條件的適應性，否則，難以取得預期的效果。篦板斷裂情況及原因各廠雖不盡相同，但共性還是存在的。現(xiàn)以某廠Φ3.5m×10m中卸烘干生料磨和Φ2.4m×4.5m+2m風掃煤磨為例，通過分析這2種磨使用中合金鋼篦板和高錳鋼篦板的情況，結合磨機工況條件，探討篦板斷裂原因以期得出適合磨機工況條件的篦板材質。 

1　中合金鋼篦板的使用
　　
1.1　Φ3.5m×10m中卸烘干生料磨的使用情況
　　
該磨1998年初投產。粗磨倉和細磨倉原設計是中合金鋼篦板和襯板，硬度≥HRC50，粗磨倉配用高鉻鑄球，硬度約HRC60，裝載量41t，細磨倉裝球量39t，兩倉的填充率均為27%。中卸倉由細磨倉和粗磨倉的出料篦板架組成，兩篦板架之間有3圈共60根無縫鋼管支撐，篦板架在安裝后均焊為整體，粗、細磨倉的出料篦板就安裝在相應的篦板架上。篦板架材質均為Q235，中卸倉沿磨體軸向寬度950mm。
　　
由于中卸倉篦板架安裝面平整，鋼管支點分布合理，篦板架整體剛度足夠，而且在磨機運轉中粗、細磨倉的料、球對篦板架的動態(tài)擠壓力大部分相互抵消，篦板變形極小。因此，粗磨倉靠中卸倉一側的出料篦板從投產至2002年12月止(實際開機21777h)，篦板無明顯變形，無篦縫變窄和斷裂現(xiàn)象。篦板原厚度約60mm，磨損最嚴重處是沿磨機筒體中心R1000mm的圓周附近，測篦板剩余厚度23mm左右，仍可正常使用。說明在篦板架良好的情況下，中合金鋼篦板的沖擊韌性與耐磨性適應此工況。
　　
但粗磨倉另一側隔倉篦板即烘干倉隔倉篦板經常斷裂，至1999年中期，投產1年半時間，實際開機5000多h，就換了3套中合金鋼篦板(每套3圈共72塊)。從篦板斷口觀察，材料組織均勻，結晶致密，色澤均勻，未發(fā)現(xiàn)表觀鑄造及熱處理缺陷。經分析，認為篦板架剛度差導致篦板受力過大，是篦板斷裂的主要原因。烘干倉篦板架是單側受力，其寬度僅有250mm，而為滿足進料需要及裝焊方便，又開有若干個較大的進料孔，這在一定程度上降低了篦板架的剛度。在安裝時又未將篦板架焊成整體，造成支撐剛度嚴重不足，使篦板頻繁斷裂。1999年下半年將篦板架焊成整體后，情況曾有明顯好轉。但由于篦板架已嚴重變形，焊接質量也較差(單面單邊坡口焊)，磨機運行一段時間后，篦板斷裂故障又重新出現(xiàn)。

1.2　煤磨篦板的使用情況
　　
煤磨粗磨倉長約1.6m，研磨體是高鉻球，裝載量8.3t，細磨倉長約2.9m，研磨體裝載量12.5t。
　　
烘干倉雙層隔倉篦板架材質為Q235，篦軸向寬度220mm，板是中合金鑄鋼，硬度HRC50左右，1998年初投產不久，即出現(xiàn)篦板經常斷裂、鋼球竄倉砸壞揚料板等故障，幾乎每月停修一次。經分析，是建設期安裝篦板架時未按要求組焊成整體，剛度不足，導致篦板在料球擠壓下發(fā)生斷裂。
　　
粗磨倉另一側為單層隔倉篦板，材質相同，極少出現(xiàn)類似故障。分析認為，是由于單層隔倉板兩側的料球擠壓力大部分相抵消，隔倉篦板變形小，因而極少發(fā)生斷裂故障。
　　
1999年5月更換烘干倉篦板時，僅將雙層隔倉篦板架焊為一體，在篦板與篦板之間加鐵片楔緊點焊防止松動。該篦板，仍雖然是單面受力，但由于磨機直徑小，篦板架的抗彎剛度相對較大，故經此處理后在3年多生產期間，實際開機14742h，篦板未再斷裂過。

1.3　溫差應力的影響
　　
生料磨入磨風溫工藝設定是250～350℃，煤磨是150～250℃，由于入磨物料水分不同，一般均按出磨氣體溫度來調節(jié)入磨風溫。根據(jù)磨機操作規(guī)程，磨機從起動到正常投料運轉都有一個暖機與風溫調控過程，篦板兩側的溫差不大，更不是冷熱急劇變化，所以，溫差應力實際上對篦板的斷裂影響不大。在生產中雖然也出現(xiàn)過篦板或鑄球低應力脆裂現(xiàn)象，但這類現(xiàn)象往往是由于暫未發(fā)現(xiàn)的表觀裂紋或內部微裂紋以及S、P含量偏高等因素造成的。這種內應力脆裂現(xiàn)象不具有普遍性。

2　高錳鋼篦板的使用情況
　　
該廠2000年初在生料磨烘干倉隔倉板上改用了高錳鋼篦板(ZGMn13-2)，至2001年中期，隨著篦板架脫焊和疲勞破壞，又開始反復出現(xiàn)篦板斷裂情況，一方面是篦板架支撐剛度不足，另一方面，高錳鋼篦板的這種結構形狀和固定方式，也不適宜在這種工況下使用，原因如下:

2.1　線膨脹系數(shù)差異的影響
　　
高錳鋼塑性與延展性較好，在200℃時的線膨脹系數(shù)約比碳鋼大50%，在粉磨過程中，高錳鋼的熱脹量大于Q235制造的篦板架，而篦板螺栓的緊固力限制了篦板的自由延伸，在鋼球沖擊與熱變形的作用下，較長篦板的中部就會鼓凸起來，導致變形應力斷裂。從換下的大量破損篦板測量，安裝面最大凹弧深度約20mm。

2.2　鋼球與篦板的硬度相差過大
　　
使用高鉻球時，不論對襯板或是篦板，都會加速其磨損率。如該廠使用的高鉻球硬度為HRC59～60(檢驗單)，普通高錳鋼的供貨硬度≤HB229。由于高錳鋼只有在極高的壓力和劇烈沖擊下，表面材料組織才會由奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，硬度從HB220提高到HRC50左右。用高錳鋼作篦板，它的冷作硬化特性來不及發(fā)揮出來就被磨削，一般磨機襯板的殘體硬度只能達到HB250～360，該廠破損的高錳鋼篦板的殘體硬度僅達HB230～250。從換用高錳鋼篦板以來，還沒有一塊篦板是屬于正常磨損而報廢的，其失效特征主要是嚴重變形、中部鼓凸、局部凹陷、破裂和篦縫變窄等。
　　
根據(jù)生料磨粗磨倉出料篦板的使用情況來看，用中合金鋼作篦板，高鉻球硬度比篦板硬度高10%～20%，還是比較匹配的。而目前高鉻球比高錳鋼篦板硬度高出HRC35，即使烘干倉隔倉篦板架的剛度足夠，篦板也是不耐用的。

2.3　高錳鋼篦板的結構設計
　　
高錳鋼篦板與高鉻球配用后，篦縫設計不當就會被砸卷邊變窄，生產中常以氧割方法修邊疏通。但高錳鋼氧割加熱時會有碳化錳析出，使材料變脆，極易斷裂。因此，高錳鋼篦板如不按其材料特性設計篦縫形狀及外形尺寸，就不能正常使用。

2.4　變質高錳鋼篦板的試用
　　
2002年經廠家推薦又改購1套ZGMn13Cr2篦板。含Cr1.5%～2.5%，屈服點380N/mm2，原始硬度(≤HB243)略高于ZGMn13-2(≤HB229)，沖擊韌性及耐磨性略優(yōu)于普遍高錳鋼。在2002年11月初在烘干倉裝了中圈篦板5塊。12月中旬檢測時發(fā)現(xiàn)篦縫寬度從初裝時的15～17mm變?yōu)?～12mm，2003年元月上旬檢測時，篦縫較窄處僅有4～5mm，寬處9～10mm，2月上旬檢測時最窄處僅有2～3mm，寬處5～7mm，卷邊嚴重并有局部崩塊，目前暫無斷裂現(xiàn)象(新篦板厚度≤55mm，小于舊篦板厚度)。

3　結論
　　
兩磨的烘干倉雙層隔倉篦板架同是單面受料、球擠壓力，由于厚(寬)徑比不同，受力大小不同，煤磨內篦板架經處理后未再斷裂和開焊，而生料磨雖經同樣處理并加支撐鋼管仍舊開焊、變形，使篦板斷裂。而粗磨倉另一側的中合金鋼篦由于篦板架變形小，極少斷裂。以上現(xiàn)象說明篦板斷裂原因主要還是篦板架的剛度不夠和篦板結構設計不當所致，并不是中合金鋼篦板的沖擊韌性不夠和溫差應力的影響。由于中合金鋼的線膨脹系數(shù)與碳鋼相近，在磨機運轉時基本保持篦板與篦板架的貼實狀態(tài)，只要篦板架的剛度足夠而均勻，在使用高鉻球的烘干磨機中，篦板的材質還是以中合金鋼較適宜。
　　
從長期使用情況看，Φ3.5m×10m中卸烘干生料磨的雙層隔倉篦板架由于受單面局部壓力，篦板架的厚徑比太小，僅將篦板架焊成整體加幾根支撐鋼管只能解決變形量大小的問題。如果增加篦板架的厚度(即軸向寬度)或在烘干倉適當增設篦板架的加強筋板，提高中心部位的抗彎曲剛度，或有可能從根本上解決篦板在復合應力下斷裂的問題。