লাইনার প্লেটের কর্মক্ষমতা পরামিতি

যান্ত্রিক পরিধানে অনেকগুলি দিক জড়িত, যার মধ্যে ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পরিধান সমস্ত শিল্প পরিধানের 50% এরও বেশি। জার্মানি এবং ইউনাইটেড কিংডমের মতো দেশগুলি ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পরিধানের কারণে বার্ষিক বিলিয়ন ডলার ক্ষতির সম্মুখীন হয় এবং অস্ট্রেলিয়ায়, খনি শিল্প প্রতি বছর ক্ষয়কারী পরিধানের কারণে তার খনিজ পণ্য বিক্রয় রাজস্বের 2% হারায়। এই ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পরিধানের একটি উল্লেখযোগ্য অংশ বল মিল লাইনারগুলিতে ঘটে। এই সমস্যাটি সমাধানের জন্য দুটি প্রধান পদ্ধতি রয়েছে: প্রথমত, উপকরণের পরিধান প্রতিরোধের উন্নতি করা; এবং দ্বিতীয়ত, প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশানের মাধ্যমে পরিধানের পরিবেশ উন্নত করা। এই গবেষণা প্রাথমিকভাবে বস্তুগত দিক উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে.

বল মিলগুলিতে ব্যবহৃত ঐতিহ্যগত উপাদান ZGMn13:
ZGMn13 হল একটি উচ্চ-ম্যাঙ্গানিজ ইস্পাত, যা ১৮৮২ সালে হ্যাডফিল্ড দ্বারা আবিষ্কৃত হয়। এটি ইস্পাতে প্রায় 13% Mn যোগ করে তৈরি করা হয়, Mn-এর বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে ইস্পাতের S-বক্ররেখার "নাক" ডানদিকে সরাতে এবং Ms এবং F রেখাগুলিকে নিচের দিকে সরানো হয়। 1000-1050 ডিগ্রীতে দীর্ঘক্ষণ ধরে ধরে জোর করে ঠান্ডা করার মাধ্যমে একটি সম্পূর্ণ অস্টেনিটিক কাঠামো পাওয়া যায়। এই সম্পূর্ণরূপে austenitic গঠন কাজ কঠোর বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে. একটি বল মিল লাইনার হিসাবে এটির ব্যবহারের লক্ষ্য হল লাইনারে বল এবং ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পদার্থের প্রভাবের মাধ্যমে কাজ শক্ত করা। যাইহোক, বল মিলের অপারেশন চলাকালীন, নাকাল বল এবং ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পদার্থগুলি সিলিন্ডারের ঘূর্ণনের দ্বারা একটি উচ্চ স্থানে নিয়ে যাওয়া হয় এবং তারপর একটি ক্যাসকেডে পড়ে। একটি উচ্চতা থেকে পড়ে নাকাল বল এবং ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম উপাদান শুধুমাত্র সরাসরি নাকাল বল এবং ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পদার্থের স্তূপের গোড়ার উপর প্রভাব ফেলে এবং পরোক্ষভাবে নাকাল বল এবং ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পদার্থের জমে থাকা স্তরের মাধ্যমে লাইনারকে প্রভাবিত করে। এর ফলে কম প্রভাবের তীব্রতা এবং কম উল্লেখযোগ্য কাজ শক্ত হয়ে যায়। বাস্তব অভিজ্ঞতা দেখায় যে পাওয়ার প্ল্যান্টের কয়লা মিলগুলিতে, কাজ-অস্টেনিটিক উচ্চ-ম্যাঙ্গানিজ স্টিলের কঠোর কঠোরতা HB230 এবং 250-এর মধ্যে, এবং আকরিক প্রক্রিয়াকরণ মিলগুলিতে, এটি HB300 এর বেশি হয় না, কাজের চেয়ে অনেক নীচে{20}HB520}এর উচ্চ সীমাবদ্ধতার জন্য ইস্পাত তাই, বল মিল লাইনার তৈরিতে উচ্চ-ম্যাঙ্গানিজ ইস্পাত ব্যবহার করা অনুপযুক্ত কারণ এটি উচ্চ-ম্যাঙ্গানিজ স্টিলের পরিধান-প্রতিরোধী বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যবহার করতে ব্যর্থ হয়৷

লাইনার সামগ্রীর বিকাশের অবস্থা
বল মিল লাইনারে ZGMn13 উপাদানের অনুপযুক্ত প্রয়োগের প্রেক্ষিতে, বিশ্বব্যাপী ধাতুবিদরা 1960 সাল থেকে নতুন লাইনার সামগ্রী নিয়ে গবেষণা করছেন, অনেক ফলাফল অর্জন করেছেন।
(1) ZGMn13-এ নতুন উন্নয়ন
গবেষকরা স্থিতিশীল, বিচ্ছুরিত দানাদার এবং দ্বীপ-আকৃতির উচ্চ-হার্ডনেস অ্যালয় কার্বাইড যেমন (FeCr)3C এবং VC তৈরি করতে Cr, Mo, এবং V-এর মতো উপাদান যোগ করে ZGMn13 উন্নত করেছেন। এটি জল নিভানোর চিকিত্সার সময় অস্টেনাইট শস্যের বৃদ্ধিতে বাধা দেয়, যার ফলে বিচ্ছুরিত কার্বাইড হার্ড পয়েন্ট সহ একটি অস্টেনিটিক কাঠামো তৈরি হয়, যার ফলে উপাদানটির কাজ শক্ত করার ক্ষমতা এবং শক্ত হওয়ার প্রভাব উন্নত হয়।
মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র 0.9%~1.2% বা 1.8%~2.1% Mo (গ্রেড E-1 এবং E-2) সহ স্ট্যান্ডার্ড কাস্ট হাই-ম্যাঙ্গানিজ স্টিল 1.5%~2.5% Cr (গ্রেড সি) এবং স্ট্যান্ডার্ড কাস্ট হাই-ম্যাঙ্গানিজ স্টিল উত্পাদন করে।
জাপান 1.5%~2.5% Cr (গ্রেড SCMnH11) সহ স্ট্যান্ডার্ড কাস্ট হাই-ম্যাঙ্গানিজ ইস্পাত এবং 2.0%~3.0% Cr এবং 0.4%~0.7% V (গ্রেড SCMnH12) সহ স্ট্যান্ডার্ড কাস্ট হাই-ম্যাঙ্গানিজ স্টিল উত্পাদন করে। ইনার মঙ্গোলিয়া কাস্টিং অ্যান্ড ফোরজিং রিসার্চ ইনস্টিটিউট 1.5%~2.5% Cr সহ ক্রোমিয়াম-উচ্চ-ম্যাঙ্গানিজ ইস্পাত ধারণ করেছে এবং গলিত ইস্পাতকে বিরল পৃথিবীর উপাদান দিয়ে চিকিত্সা করেছে৷ এই ক্রোমিয়ামের সারফেস লেয়ার (0.01 মিমি)-উচ্চ-সমৃদ্ধ ম্যাঙ্গানিজ ইস্পাত একটি বল মিলে কঠোর পরিশ্রম করার পরে HB390-এর কঠোরতায় পৌঁছাতে পারে, যা সাধারণ উচ্চ-ম্যাঙ্গানিজ স্টিলের চেয়ে 1.5 গুণ বেশি, এবং এর পরিষেবা জীবন সাধারণ ম্যানগানিজের চেয়ে 1.5 থেকে 1.5 গুণ বেশি{2}{2} ইস্পাত

(2) খাদ সাদা ঢালাই লোহা
① 15Cr-3Mo সাদা ঢালাই আয়রন এবং এর বিকাশ। উচ্চ-ম্যাঙ্গানিজ স্টিল লাইনারগুলির জন্য সবচেয়ে প্রতিনিধিত্বশীল বিকল্প উপাদান হল মার্টেনসিটিক সাদা ঢালাই লোহা যাতে 15% Cr + 3% Mo থাকে। এই উপাদানটি অবিচ্ছিন্ন ইউটেটিক আয়রন-ক্রোমিয়াম কার্বাইড (Cr, Fe)7C3 এবং ক্রোমিয়াম-সমৃদ্ধ সেকেন্ডারি কার্বাইডস, ম্যার্টেনসিটিক কার্বাইডের সাথে থাকে। মোট আয়তনের প্রায় 40% থেকে 50% দখল করে। এই ক্রোমিয়াম কার্বাইডগুলির খুব উচ্চ কঠোরতা রয়েছে, সমস্ত HV1200-1800 এর উপরে, সাধারণ ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পরিধান প্রতিরোধের জন্য যথেষ্ট। যাইহোক, মার্টেনসিটিক ম্যাট্রিক্সের কঠোরতা HRC50 এর কাছাকাছি, যা কিছু ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম এবং কার্বাইডগুলিকে সম্ভাব্যভাবে অপসারণ করে পরিধান করা হয়। অতএব, কার্বাইডগুলির অসামান্য পরিধান প্রতিরোধের শুধুমাত্র আংশিকভাবে ব্যবহার করা হয়। হারবিন ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজিও 15Cr-3Mo হাই-ক্রোমিয়াম হোয়াইট কাস্ট আয়রনের কর্মক্ষমতা উন্নত করার জন্য ব্যাপক কাজ করেছে। তারা 15Cr-3Mo ঢালাই লোহাতে স্প্রে পরিবর্তনের চিকিত্সা সঞ্চালনের জন্য K, Na, Mg, এবং Ca এর লবণ এবং সংকর ধাতু ব্যবহার করেছিল, কার্বাইডের মূল নেটওয়ার্ক বিতরণকে দূর করে এবং তাদের কৃমির মতো বা গলদা দেখায়, পাশাপাশি কার্বাইডের আকারও কমিয়ে দেয়। এটি উল্লেখযোগ্যভাবে উপাদানের কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধের উন্নতি করেছে। গবেষণায় দেখা গেছে যে 15Cr-3Mo উচ্চ-ক্রোমিয়াম সাদা ঢালাই লোহার পরিধানের হার বিভিন্ন পরিবর্তনকারী উপাদানের সাথে চিকিত্সা করা অপরিশোধিত উপাদানের তুলনায় কম। বিশেষত, পটাসিয়াম-সংশোধিত 15Cr-3Mo উচ্চ-ক্রোমিয়াম সাদা ঢালাই আয়রনের গড় পরিধান হার অপরিশোধিত উপাদানের তুলনায় 63.2% কম ছিল এবং সর্বোত্তম দ্রবণের পরিধানের হার অপরিশোধিত উপাদানের তুলনায় 74.4% কম ছিল।

② কিউ-যুক্ত সাদা ঢালাই লোহা। শানডং জিনওয়েন টুল ফ্যাক্টরি দ্বারা সফলভাবে বিকশিত এই খাদ সাদা ঢালাই লোহাটি 1.0% Cu এবং 0.9% বিরল আর্থ ফেরোসিলিকন অ্যালয় যোগ করে ঢালাই করার আগে পরিবর্তন এবং ইনোকুলেশনের জন্য, তারপর 950 ডিগ্রি স্বাভাবিককরণ এবং 600 ডিগ্রি টেম্পারিং ট্রিটমেন্ট দ্বারা উত্পাদিত হয়, যার ফলে, সূক্ষ্মভাবে বিচ্ছুরিত এবং বিচ্ছুরিত হয়। মেশিন পরীক্ষায় দেখা গেছে যে একটি L1.83m × 6.4m সিমেন্ট মিলের মধ্যে, বিরল আর্থ Cu-এর আপেক্ষিক পরিধান প্রতিরোধের ক্ষমতা ছিল উচ্চতর ম্যাঙ্গানিজ স্টিল লাইনারের তুলনায় 2.4 গুণ। (3) মাঝারি এবং নিম্ন খাদ ইস্পাত
যদিও উচ্চ-ম্যাঙ্গানিজ স্টিল বা অ্যালোয়ড সাদা কাস্ট আয়রন বল মিল লাইনারগুলি যুক্ত অ্যালোয়িং উপাদানগুলি সাধারণ উচ্চ-ম্যাঙ্গানিজ স্টিল লাইনারের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত পরিধান প্রতিরোধক দেখায়, এই উপকরণগুলি আরও ব্যয়বহুল কারণ প্রচুর পরিমাণে মূল্যবান ধাতু যেমন Cr, Ni, এবং Mo, এবং এমনকি ক্র্যাকিং এবং ক্র্যাকিংয়ের সময় ব্যবহার করা হয়। এই কারণগুলির উপর ভিত্তি করে, চীনা ধাতুবিদ এবং ফাউন্ড্রি কর্মীরা, আমার দেশের নির্দিষ্ট অবস্থা বিবেচনা করে, বল মিল লাইনারের জন্য মাঝারি এবং নিম্ন খাদ স্টিলের ব্যবহার নিয়ে গবেষণা শুরু করে এবং উত্সাহজনক ফলাফল অর্জন করেছে।

① Cr, Mo, Cu মাঝারি-কার্বন কম-খাদ পরিধান-প্রতিরোধী ইস্পাত। মাঝারি-কার্বন লো-খাদ পরিধান-প্রতিরোধী ইস্পাত যার মধ্যে Cr, Mo, এবং Cu রয়েছে এবং শেনইয়াং ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজি দ্বারা বিকশিত বিরল আর্থ উপাদানগুলির সাথে চিকিত্সা করা হয়েছে, HRC50-এর বেশি কঠোরতা এবং 25-60 J/cm² এর প্রভাবের মান অর্জন করেছে এবং 5 ডিগ্রি তাপমাত্রায় 50 ডিগ্রী এবং 50 ডিগ্রী টেম্পারিং করার পরে এর ম্যাট্রিক্স হল টেম্পারড মার্টেনসাইট, এবং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি স্ক্যান করে ল্যাথ-আকৃতির মার্টেনসাইটের বান্ডেলের গঠন প্রকাশ পেয়েছে। উচ্চ-ম্যাগনিফিকেশন ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপির অধীনে, কাঠামোটি স্পষ্টভাবে ডিসলোকেশন মার্টেনসাইট এবং অল্প পরিমাণে টুইনড মার্টেনসাইটের মিশ্রণ দেখায়, যাতে বিচ্ছিন্ন পাতলা ফিল্ম-যেমন মার্টেনসাইট ল্যাথের মধ্যে বিতরণ করা হয়। অস্টিনাইটের এই আকৃতি এবং বন্টন ইস্পাতের প্রভাবের বলিষ্ঠতা এবং আপেক্ষিক পরিধান প্রতিরোধের উন্নতি করেছে। বিভিন্ন প্রভাব শক্তির অধীনে এই স্টিলের পরিধান প্রতিরোধের উচ্চ-ম্যাঙ্গানিজ ইস্পাতের সাথে একটি আকর্ষণীয় বৈপরীত্য দেখায়।
ক্রমবর্ধমান প্রভাব শক্তির সাথে, উচ্চ-ম্যাঙ্গানিজ স্টিলের প্রভাব পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়েছে, যখন নতুন উন্নত Cr, Mo, Cu স্টিলের পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা হ্রাস পেয়েছে। যাইহোক, তুলনামূলক পরীক্ষায় নির্বাচিত সমস্ত প্রভাব শক্তি অবস্থার অধীনে, নতুন ইস্পাতের পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা উচ্চ-ম্যাঙ্গানিজ স্টিলের চেয়ে বেশি ছিল। হেবেই প্রদেশের কিয়ান'আন আয়রন খনিতে একটি L1.83m × 3m বল মিলে ব্যবহৃত, এই উপাদান দিয়ে তৈরি লাইনারের আয়ুষ্কাল ছিল 10-12 মাস, যেখানে ZGMn13 লাইনারের আয়ুষ্কাল ছিল মাত্র 3-5 মাস।

② কোটি হেফেই সিমেন্ট রিসার্চ অ্যান্ড ডিজাইন ইনস্টিটিউট দ্বারা বিকাশিত Cr, Mo, এবং V, Ti এবং Nb-এর পরিমানে থাকা মাঝারি-কার্বন মাল্টি-কম্পোনেন্ট অ্যালয় ইস্পাত, একটি টেম্পারড মার্টেনসাইট + বিচ্ছুরিত কার্বাইডের সাথে অল্প পরিমাণে নিম্ন বাইনাইট ম্যাট্রিক্স প্রাপ্ত করে (বিরল তাপ চিকিত্সার পরে এবং RE নির্দিষ্ট আর্থ ট্রিটমেন্ট)। পরীক্ষাগুলি দেখায় যে এই ধরনের লাইনারের উচ্চ কঠোরতা, ভাল ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং উচ্চ প্রভাবের বলিষ্ঠতা এবং নমন শক্তি আছে, যার আয়ুষ্কাল সাধারণ উচ্চ ম্যাঙ্গানিজ স্টিলের চেয়ে তিনগুণ বেশি। এটি হুয়াইহাই সিমেন্ট প্ল্যান্ট (L4.2m×12m), কুনমিং সিমেন্ট প্ল্যান্ট (L3.5m×11m), এবং সিচুয়ান ডুকৌ সিমেন্ট প্ল্যান্টে (L2.2m×13m), প্রথম চেম্বারে গড় পরিধানের হার 3.16 g/t এবং দ্বিতীয় চেম্বারে 1.53 g/t-এ ব্যবহার করা হয়েছে। যখন উচ্চ-ম্যাঙ্গানিজ স্টিল লাইনারের গড় পরিধানের হার 13 গ্রাম/টি সিমেন্ট।

③ উচ্চ-কার্বন মাঝারি-ক্রোমিয়াম খাদ ইস্পাত। আরেকটি উচ্চ-কার্বন মাঝারি-4.5%~5.5% Cr এবং 0.3%~0.7% Mo সমন্বিত ক্রোমিয়াম অ্যালয় স্টিল লাইনার, এবং হেফেই সিমেন্ট রিসার্চ অ্যান্ড ডিজাইন ইনস্টিটিউট দ্বারা তৈরি RE ইনোকুলেশনের মাধ্যমে চিকিত্সা করা হয়েছে, সফলভাবে সিমেন্ট বল মিলগুলিতে প্রয়োগ করা হয়েছে।

④ Cr-Ti মাধ্যম-ম্যাঙ্গানিজ ইস্পাত। মাঝারি-ম্যাঙ্গানিজ ইস্পাত যেখানে 5.5%~8.0% Mn, 1.5%~2.0% Cr, 0.05%~0.1% Ti, এবং 0.02%~0.05% RE দিয়ে চিকিত্সা করা হয়, একটি একক অস্টেনাইট গঠন পাওয়া যায় যা সাধারণ জলের চেয়ে বেশি সূক্ষ্ম দানা দিয়ে থাকে} 1100±30 ডিগ্রী। এই উপাদান দিয়ে তৈরি লাইনারগুলি টংহুয়া স্টিল প্ল্যান্টের বংশীগৌ আয়রন মাইন এবং টংহুয়া কপার মাইনে বল মিলগুলিতে ভাল ফলাফল অর্জন করেছে। ম্যাগনেটাইট আকরিক পিষানোর সময় এর আপেক্ষিক পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা উচ্চ-ম্যাঙ্গানিজ স্টিলের তুলনায় 1.64 গুণ; এবং তামার আকরিক পিষানোর সময় উচ্চ-ম্যাঙ্গানিজ স্টিলের চেয়ে 1.48 গুণ। এই উপাদানের উন্নত পরিধান প্রতিরোধের প্রধান কারণ হল সাধারণ উচ্চ-ম্যাঙ্গানিজ স্টিলের তুলনায় বল মিলগুলিতে এর আরও ভাল কাজ শক্ত করার কার্যক্ষমতা।

⑤ Cr-Mo মাল্টি-ফেজ লো-মিশ্র ইস্পাত। মাল্টিফেজ লো-অ্যালয় পরিধান-প্রতিরোধী ইস্পাত লাইনার অধ্যয়ন করা হয়েছে, 3% Cr এবং 0.4% Mo সমন্বিত, একটি বেনাইট + মার্টেনসাইট + ধরে রাখা অস্টেনাইট মাইক্রোস্ট্রাকচার পাওয়ার জন্য আইসোথার্মাল নিভেন তাপ চিকিত্সার শিকার হয়েছিল। এই উপাদানটি উচ্চ দৃঢ়তা এবং উচ্চ কঠোরতা ধারণ করে, যার ফলে প্রভাব, ক্লান্তি, বিকৃতি এবং পরিধানের জন্য চমৎকার প্রতিরোধ হয়। ফিল্ড অ্যাপ্লিকেশানগুলি দেখিয়েছে যে এই লাইনারের পরিষেবা জীবন সাধারণ উচ্চ-ম্যাঙ্গানিজ স্টিলের তুলনায় 1 থেকে 2 গুণ বেশি।