銅礦選礦流程中，重型破碎機(jī)是粗碎、中碎環(huán)節(jié)的核心設(shè)備，其襯板直接承受礦石的強(qiáng)沖擊、磨蝕以及高粉塵環(huán)境的侵蝕，配件選型直接影響設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率與選礦綜合成本。針對(duì)強(qiáng)沖擊高粉塵工況，當(dāng)前主流的襯板材質(zhì)分為橡膠、鑄造合金、聚氨酯、耐磨陶瓷四大類，以下分別從性能參數(shù)、適配場(chǎng)景、使用成本展開具體分析。
橡膠襯板：低沖擊輕載荷破碎環(huán)節(jié)的適配選擇
橡膠襯板以天然橡膠或丁苯橡膠為基材，添加炭黑、石英粉等耐磨填料經(jīng)硫化制成。這類襯板的核心優(yōu)勢(shì)在于減震降噪效果顯著，可降低設(shè)備運(yùn)行噪音25%-35%，同時(shí)具備良好的緩沖性能，能分散礦石沖擊產(chǎn)生的應(yīng)力，減少設(shè)備本體的疲勞損傷。但橡膠材質(zhì)的硬度與抗沖擊性能有限，在重型破碎機(jī)的強(qiáng)沖擊工況下，容易出現(xiàn)表面啃咬、局部掉塊問題，在銅礦粗碎顎式破碎機(jī)中，同等使用時(shí)長(zhǎng)下的磨損量約為高錳鋼襯板的1.5倍。此外高粉塵環(huán)境中的SiO2顆粒會(huì)加速橡膠表面的老化開裂，進(jìn)一步縮短使用壽命。不少小型礦企為降低噪音誤選橡膠襯板用于粗碎環(huán)節(jié)，結(jié)果3個(gè)月就出現(xiàn)大面積掉塊，反而增加了更換頻次與停機(jī)損失。因此橡膠襯板更適配圓錐破碎機(jī)的中細(xì)碎環(huán)節(jié)，或小型銅礦的輕載荷破碎線，在這類場(chǎng)景下，橡膠襯板的更換周期可達(dá)12-15個(gè)月，相比普通鋼板襯板使用壽命提升2倍以上，同時(shí)可降低設(shè)備運(yùn)維的噪音污染。
鑄造合金襯板：重型破碎工況的主流應(yīng)用材質(zhì)
鑄造合金襯板是當(dāng)前銅礦重型破碎機(jī)應(yīng)用最廣泛的品類，涵蓋高錳鋼、高鉻鑄鐵、改良型合金鋼等多個(gè)細(xì)分類型。傳統(tǒng)ZGMn13高錳鋼襯板依靠沖擊實(shí)現(xiàn)加工硬化，表面硬度可從初始HB200提升至HB500左右，具備良好的抗沖擊性能，但在強(qiáng)沖擊高粉塵的粗碎工況中，若礦石粒度不均、細(xì)顆粒占比過高，會(huì)導(dǎo)致加工硬化不充分，表面磨損速度加快，常規(guī)使用壽命僅為8-10個(gè)月。高鉻鑄鐵襯板的Cr含量多在20%-30%之間，洛氏硬度可達(dá)HRC60以上，耐磨性是普通高錳鋼的2-3倍，但韌性不足，在重型破碎機(jī)的強(qiáng)沖擊載荷下易出現(xiàn)脆斷、裂紋脫落問題，某安徽銅礦曾因誤用高鉻鑄鐵襯板用于粗碎顎破，使用僅2個(gè)月就出現(xiàn)3處裂紋脫落，被迫停機(jī)更換，直接損失超過10萬元。目前多數(shù)頭部銅礦會(huì)選用Mn13Cr2改良型合金鋼襯板，兼顧了韌性與耐磨性，在江西某年產(chǎn)1000萬噸的銅礦粗碎顎式破碎機(jī)中，該類襯板的使用壽命可達(dá)15-18個(gè)月，相比普通高錳鋼提升60%以上，且高粉塵環(huán)境下的致密表面可有效抵御粉塵磨蝕，減少后期維護(hù)工作量。
聚氨酯襯板：輕沖擊高磨蝕場(chǎng)景的補(bǔ)充選型
聚氨酯襯板屬于高分子復(fù)合材料，通過調(diào)整基材配比可實(shí)現(xiàn)硬度與耐磨性的靈活調(diào)節(jié)，其耐磨性比橡膠襯板高5-8倍，同時(shí)保留了良好的減震性能。不過聚氨酯材質(zhì)的抗沖擊性能仍弱于鑄造合金，在重型破碎機(jī)的強(qiáng)沖擊工況下，當(dāng)進(jìn)料礦石粒度超過300mm時(shí)，容易出現(xiàn)局部擊穿、撕裂問題，因此僅適配沖擊載荷較小的反擊式破碎機(jī)細(xì)碎環(huán)節(jié)，或圓錐破碎機(jī)的防塵襯板、振動(dòng)給料機(jī)襯板。部分礦企嘗試用聚氨酯襯板替代橡膠襯板用于細(xì)碎環(huán)節(jié)，解決了橡膠磨損快的問題，但因進(jìn)料粒度超標(biāo)導(dǎo)致局部擊穿，后續(xù)只能加裝篩分裝置限制進(jìn)料粒度，增加了前期投入。在高粉塵的磨蝕場(chǎng)景中，聚氨酯表面摩擦力較低，粉塵不易附著堆積，可減少二次磨蝕，內(nèi)蒙某銅礦的浮選前細(xì)碎環(huán)節(jié)使用聚氨酯襯板后，更換周期達(dá)到20個(gè)月，相比橡膠襯板提升60%。但聚氨酯的耐高溫性能較差，當(dāng)破碎機(jī)腔內(nèi)溫度超過80℃時(shí)，材料會(huì)出現(xiàn)軟化變形，因此不適用于連續(xù)重載的高溫破碎工況。
耐磨陶瓷襯板：極端強(qiáng)磨蝕工況的高端解決方案
耐磨陶瓷襯板以氧化鋁、碳化硅為主要基材，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)制成，洛氏硬度可達(dá)HRA88以上，耐磨性是普通高錳鋼的5-8倍，且表面致密性極佳，可完全抵御高粉塵環(huán)境中的SiO2顆粒磨蝕。但陶瓷材質(zhì)的韌性極差，抗沖擊性能不足，直接應(yīng)用于重型破碎機(jī)的強(qiáng)沖擊工況時(shí)，極易出現(xiàn)碎裂脫落問題。目前主流的解決方式是采用陶瓷復(fù)合襯板，即在高錳鋼或合金鋼基體上鑲嵌陶瓷塊，兼顧基體的韌性與陶瓷的耐磨性。新疆某年產(chǎn)800萬噸的銅礦粗碎顎式破碎機(jī)曾采用該類襯板，原本使用高錳鋼襯板的使用壽命為10個(gè)月，更換為陶瓷復(fù)合襯板后，使用壽命達(dá)到36個(gè)月，雖采購(gòu)成本為高錳鋼的3倍，但年停機(jī)更換次數(shù)從2次降至1次，綜合運(yùn)維成本降低了15%。陶瓷復(fù)合襯板的安裝需由專業(yè)施工團(tuán)隊(duì)完成，單次安裝費(fèi)用約為普通合金襯板的1.2倍，但可避免后期脫落帶來的設(shè)備損傷，因此更適合年產(chǎn)500萬噸以上的大型銅礦，這類礦企的停機(jī)損失更高，高端選型的綜合效益更顯著。
實(shí)際應(yīng)用中，部分礦企會(huì)根據(jù)破碎機(jī)的不同部位選用混合材質(zhì)襯板，例如顎破的進(jìn)料口選用高韌性的Mn13Cr2襯板，出料口選用高鉻鑄鐵襯板，進(jìn)一步優(yōu)化使用壽命與成本結(jié)構(gòu)。同時(shí)需結(jié)合礦石莫氏硬度調(diào)整選型，莫氏硬度5-6的低硬度銅礦，可優(yōu)先選用改良型合金鋼襯板；莫氏硬度7以上的高硬度銅礦，可考慮陶瓷復(fù)合襯板，以此實(shí)現(xiàn)性能與成本的最優(yōu)平衡。
