لائنر پلیٹ کی کارکردگی کے پیرامیٹرز

مکینیکل پہننے میں بہت سے پہلو شامل ہوتے ہیں، جن میں کھرچنے والے لباس تمام صنعتی لباس کا 50% سے زیادہ ہوتے ہیں۔ جرمنی اور برطانیہ جیسے ممالک کو کھرچنے والے لباس کی وجہ سے سالانہ اربوں ڈالر کا نقصان ہوتا ہے، اور آسٹریلیا میں، کان کنی کی صنعت کھرچنے والے لباس کی وجہ سے ہر سال اپنی معدنی مصنوعات کی فروخت کی آمدنی کا 2% کھو دیتی ہے۔ اس کھرچنے والے لباس کا ایک اہم حصہ بال مل لائنرز میں ہوتا ہے۔ اس مسئلے کو حل کرنے کے لیے دو اہم طریقے ہیں: پہلا، مواد کی پہننے کی مزاحمت کو بہتر بنانا؛ اور دوسرا، عمل کی اصلاح کے ذریعے لباس کے ماحول کو بہتر بنانا۔ یہ تحقیق بنیادی طور پر مادی پہلو پر مرکوز ہے۔

بال ملز میں استعمال ہونے والا روایتی مواد ZGMn13:
ZGMn13 ایک اعلیٰ-مینگنیز اسٹیل ہے، جسے 1882 میں Hadfield نے ایجاد کیا تھا۔ اسے اسٹیل میں تقریباً 13% Mn شامل کر کے بنایا گیا ہے، Mn کی خصوصیت کو استعمال کرتے ہوئے سٹیل کے S- وکر کی "ناک" کو دائیں طرف منتقل کیا جاتا ہے اور Ms اور F لائنوں کو نیچے کیا جاتا ہے۔ ایک مکمل مستند ڈھانچہ 1000-1050 ڈگری پر طویل ہولڈنگ کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے جس کے بعد زبردستی ٹھنڈا کیا جاتا ہے۔ یہ مکمل طور پر مستند ڈھانچہ کام کو سخت کرنے والی خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے۔ بال مل لائنر کے طور پر اس کے استعمال کا مقصد لائنر پر پیسنے والی گیندوں اور کھرچنے والے مواد کے اثرات کے ذریعے کام کی سختی حاصل کرنا ہے۔ تاہم، بال مل کے آپریشن کے دوران، پیسنے والی گیندوں اور کھرچنے والے مواد کو سلنڈر کی گردش کے ذریعے ایک اونچے مقام پر لے جایا جاتا ہے اور پھر جھرن میں گر جاتا ہے۔ اونچائی سے گرنے والی پیسنے والی گیندیں اور کھرچنے والے مواد صرف پیسنے والی گیندوں اور کھرچنے والے مواد کو مواد کے ڈھیر کی بنیاد پر اثر انداز کرتے ہیں، اور بالواسطہ طور پر پیسنے والی گیندوں اور کھرچنے والے مواد کی جمع پرت کے ذریعے لائنر کو متاثر کرتے ہیں۔ اس کے نتیجے میں اثر کی شدت کم ہوتی ہے اور کام کی سختی کم ہوتی ہے۔ عملی تجربہ بتاتا ہے کہ پاور پلانٹس میں کوئلہ ملوں میں، کام-آسٹینیٹک ہائی-مینگنیز اسٹیل کی سختی HB230 اور 250 کے درمیان ہے، اور ایسک پروسیسنگ ملوں میں، یہ HB300 سے زیادہ نہیں ہے، کام سے بہت نیچے{20}}HB520} کی حد سٹیل لہٰذا، بال مل لائنرز بنانے کے لیے ہائی-مینگنیز اسٹیل کا استعمال نامناسب ہے کیونکہ یہ ہائی مینگنیج اسٹیل کی پہننے والی-مزاحم خصوصیات کو استعمال کرنے میں ناکام رہتا ہے۔

لائنر مواد کی ترقی کی حیثیت
بال مل لائنرز میں ZGMn13 مواد کے نامناسب استعمال کو دیکھتے ہوئے، دنیا بھر میں میٹالرجسٹ 1960 کی دہائی سے نئے لائنر مواد پر تحقیق کر رہے ہیں، جس سے بہت سے نتائج حاصل ہوئے ہیں۔
(1) ZGMn13 میں نئی ​​پیش رفت
محققین نے Cr، Mo، اور V جیسے عناصر کو شامل کر کے ZGMn13 کو مستحکم، منتشر دانے دار اور جزیرے کی-شکل کی اعلی-سختی والی مرکب کاربائڈز جیسے (FeCr)3C اور VC بنانے کے لیے بہتر بنایا ہے۔ یہ پانی بجھانے کے علاج کے دوران آسٹنائٹ دانوں کی نشوونما کو روکتا ہے، جس کے نتیجے میں منتشر کاربائیڈ ہارڈ پوائنٹس کے ساتھ ایک آسنیٹک ڈھانچہ بنتا ہے، اس طرح مواد کی سختی کی صلاحیت اور سختی کے اثر کو بہتر بناتا ہے۔
ریاستہائے متحدہ 1.5%~2.5% Cr (گریڈ C) کے ساتھ معیاری کاسٹ ہائی-مینگنیج اسٹیل اور 0.9%~1.2% یا 1.8%~2.1% Mo (گریڈ E-1 اور E-2) کے ساتھ معیاری کاسٹ ہائی-مینگنیج اسٹیل تیار کرتا ہے۔
جاپان معیاری کاسٹ ہائی-مینگنیج اسٹیل 1.5%~2.5% Cr (گریڈ SCMnH11) اور معیاری کاسٹ ہائی-مینگنیج اسٹیل 2.0%~3.0% Cr اور 0.4%~0.7% V (گریڈ SCMnH12) تیار کرتا ہے۔ اندرونی منگولیا کاسٹنگ اینڈ فورجنگ ریسرچ انسٹی ٹیوٹ نے کرومیم-زیادہ-مینگنیج اسٹیل پر مشتمل 1.5%~2.5% Cr کے ساتھ تیار کیا ہے، اور پگھلے ہوئے اسٹیل کو نایاب زمینی عناصر کے ساتھ علاج کیا ہے۔ اس کرومیم کی سطح کی تہہ (0.01 ملی میٹر) جس میں مینگنیج اسٹیل زیادہ ہوتا ہے- بال مل میں سخت محنت کرنے کے بعد HB390 کی سختی تک پہنچ سکتا ہے، جو عام ہائی-مینگنیج اسٹیل سے 1.5 گنا زیادہ ہے، اور اس کی سروس لائف عام مینگنیز سے 1.5 سے 1.5 گنا زیادہ ہے{2}{2} سٹیل

(2) کھوٹ سفید کاسٹ آئرن
① 15Cr-3Mo سفید کاسٹ آئرن اور اس کی ترقی۔ ہائی-مینگنیج اسٹیل لائنرز کے لیے سب سے زیادہ نمائندہ متبادل مواد مارٹینزائٹک سفید کاسٹ آئرن ہے جس میں 15% Cr + 3% Mo پر مشتمل ہے۔ یہ مواد منقطع یوٹیکٹک آئرن-کرومیم کاربائیڈز (Cr, Fe)7C3 اور کرومیم- پر مشتمل ہوتا ہے جس میں کاربائیڈس میں امیر ثانوی کاربائیڈز شامل ہوتے ہیں۔ کل حجم کے تقریباً 40% سے 50% پر قابض ہے۔ ان کرومیم کاربائیڈز کی سختی بہت زیادہ ہے، تمام HV1200-1800 سے اوپر، جو عام کھرچنے والی اشیاء سے پہننے کے لیے کافی ہیں۔ تاہم، مارٹینیٹک میٹرکس کی سختی HRC50 کے آس پاس ہے، جو کچھ کھرچنے والی چیزوں سے زیادہ نرم ہے اور اسے پہنا دیا جائے گا، ممکنہ طور پر کاربائیڈز کو خارج کر دے گا۔ لہذا، کاربائڈز کی بقایا لباس مزاحمت صرف جزوی طور پر استعمال ہوتی ہے۔ ہاربن انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی نے 15Cr-3Mo ہائی-کرومیم وائٹ کاسٹ آئرن کی کارکردگی کو بہتر بنانے میں بھی وسیع کام کیا ہے۔ انہوں نے 15Cr-3Mo کاسٹ آئرن پر اسپرے ترمیمی علاج کرنے کے لیے K, Na, Mg, اور Ca کے نمکیات اور مرکبات کا استعمال کیا، کاربائیڈز کی اصل نیٹ ورک ڈسٹری بیوشن کو ختم کرتے ہوئے اور انہیں کیڑے کی طرح یا گانٹھ والا ظاہر کرنے کے ساتھ ساتھ کاربائیڈز کا سائز بھی کم کیا۔ اس نے مواد کی سختی اور پہننے کی مزاحمت کو نمایاں طور پر بہتر کیا۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ 15Cr-3Mo ہائی-کرومیم سفید کاسٹ آئرن کے پہننے کی شرح مختلف ترمیم کرنے والے عناصر کے ساتھ علاج کیے جانے والے مواد سے کم ہے۔ خاص طور پر، پوٹاشیم میں ترمیم شدہ 15Cr-3Mo ہائی-کرومیم سفید کاسٹ آئرن کی اوسط پہننے کی شرح غیر علاج شدہ مواد کے مقابلے میں 63.2% کم تھی، اور بہترین محلول کی پہننے کی شرح غیر علاج شدہ مواد کے مقابلے میں 74.4% کم تھی۔

② Cu-مشترک سفید کاسٹ آئرن۔ شیڈونگ زن وین ٹول فیکٹری کی طرف سے کامیابی کے ساتھ تیار کیا گیا یہ الائے وائٹ کاسٹ آئرن، کاسٹنگ سے پہلے ترمیم اور ٹیکہ لگانے کے لیے 1.0% Cu اور 0.9% rare Earth ferrosilicon مرکب شامل کر کے تیار کیا گیا ہے، جس کے بعد 950 ڈگری نارملائزنگ اور 600 ڈگری ٹیمپرنگ ٹریٹمنٹ، جس کے نتیجے میں کار کو باریک اور باریک طریقے سے تقسیم کیا گیا ہے۔ مشینی جانچ سے پتہ چلتا ہے کہ L1.83m × 6.4m سیمنٹ مل میں، نایاب زمین Cu-مشترک سفید کاسٹ آئرن لائنر کی نسبتی لباس مزاحمت ہائی-مینگنیج اسٹیل لائنر سے 2.4 گنا تھی۔ (3) درمیانے اور کم کھوٹ کے اسٹیل
اگرچہ اعلی-مینگنیج اسٹیل یا ملاوٹ والے سفید کاسٹ آئرن بال مل لائنرز شامل کیے گئے مرکب عناصر کے ساتھ عام ہائی-مینگنیج اسٹیل لائنرز کے مقابلے میں نمایاں طور پر بہتر لباس مزاحمت ظاہر کرتے ہیں، یہ مواد زیادہ مہنگے ہیں کیونکہ Cr، Ni، اور Mo جیسی قیمتی دھاتوں کی بڑی مقدار میں شامل ہونے کی وجہ سے یہ مواد زیادہ مہنگے ہوتے ہیں اور پیداوار کے دوران بھی استعمال ہوتے ہیں۔ ان وجوہات کی بنیاد پر، چینی دھات سازوں اور فاؤنڈری کے کارکنوں نے، میرے ملک کے مخصوص حالات کو مدنظر رکھتے ہوئے، بال مل لائنرز کے لیے درمیانے اور کم الائے اسٹیل کے استعمال پر تحقیق شروع کی اور اس کے حوصلہ افزا نتائج حاصل ہوئے۔

① Cr, Mo, Cu میڈیم-کاربن کم-الائے وئیر-مزاحم اسٹیل۔ میڈیم-کاربن کم-ماتعف لباس-مزاحم اسٹیل جس میں Cr، Mo، اور Cu پر مشتمل ہے، اور شینیانگ یونیورسٹی آف ٹیکنالوجی کے ذریعہ تیار کردہ نایاب زمینی عناصر کے ساتھ علاج کیا گیا ہے، HRC50 سے زیادہ سختی اور 25-60 J/cm² کے اثر کی قیمت 25 ڈگری پر ہوا بجھانے کے بعد 50 ڈگری پر 50 J/cm² تک پہنچ گئی۔ اس کا میٹرکس ٹمپرڈ مارٹین سائیٹ ہے، اور الیکٹران مائکروسکوپی کو اسکین کرنے سے لتھ-کی شکل والی مارٹین سائیٹ کے بنڈلوں کا ایک ڈھانچہ سامنے آیا۔ ہائی-میگنیفیکیشن ٹرانسمیشن الیکٹران مائیکروسکوپی کے تحت، ساخت نے واضح طور پر ڈسلوکیشن مارٹینائٹ اور تھوڑی مقدار میں جڑواں مارٹینائٹ کا مرکب دکھایا، جس میں متضاد پتلی فلم-جیسا کہ مارٹین سائیٹ لیتھس کے درمیان تقسیم شدہ ریٹینڈ آسٹنائٹ۔ آسٹنائٹ کی اس شکل اور تقسیم نے اسٹیل کی اثر سختی اور رشتہ دار لباس مزاحمت کو بہتر بنایا۔ مختلف اثرات کی توانائیوں کے تحت اس اسٹیل کی پہننے کی مزاحمت نے اعلی مینگنیج اسٹیل کے ساتھ ایک زبردست تضاد ظاہر کیا۔
بڑھتی ہوئی امپیکٹ انرجی کے ساتھ، ہائی-مینگنیج اسٹیل کی اثر پہننے کی مزاحمت نمایاں طور پر بہتر ہوئی، جبکہ نئے تیار کردہ Cr, Mo, Cu اسٹیل کی پہننے کی مزاحمت کم ہوگئی۔ تاہم، تقابلی ٹیسٹوں میں منتخب کردہ تمام اثرات توانائی کے حالات کے تحت، نئے اسٹیل کی پہننے کی مزاحمت ہائی-مینگنیج اسٹیل سے زیادہ تھی۔ صوبہ Hebei میں Qian'an آئرن مائن میں L1.83m × 3m بال مل میں استعمال کیا گیا، اس مواد سے بنے لائنر کی عمر 10-12 ماہ تھی، جبکہ ZGMn13 لائنرز کی عمر صرف 3-5 ماہ تھی۔

② Cr-Mo-V-Ti میڈیم-کاربن ملٹی-ایلیمنٹ الائے سٹیل۔ درمیانہ-کاربن ملٹی-جزو مرکب اسٹیل جس میں Cr، Mo، اور V، Ti، اور Nb کی ٹریس مقدار شامل ہیں، جسے Hefei Cement ریسرچ اینڈ ڈیزائن انسٹی ٹیوٹ نے تیار کیا ہے، ایک ٹمپرڈ مارٹینائٹ + کم مقدار میں نچلے بینائٹ میٹرکس حاصل کرتا ہے جس میں منتشر کاربائیڈ سخت مراحل اور غیر معمولی گرمی کے علاج کے بعد زمین کے مخصوص مراحل)۔ ٹیسٹ سے پتہ چلتا ہے کہ اس قسم کے لائنر میں زیادہ سختی، اچھی کھرچنے والی پہننے کی مزاحمت، اور زیادہ اثر کرنے والی سختی اور موڑنے کی طاقت ہوتی ہے، جس کی عمر عام ہائی مینگنیز اسٹیل سے تین گنا زیادہ ہوتی ہے۔ اسے Huaihai سیمنٹ پلانٹ (L4.2m×12m)، کنمنگ سیمنٹ پلانٹ (L3.5m×11m)، اور Sichuan Dukou سیمنٹ پلانٹ (L2.2m×13m) میں پیسنے والی ملوں میں استعمال کیا گیا ہے، جس کی اوسط پہننے کی شرح پہلے چیمبر میں 3.16 g/t اور دوسرے چیمبر میں 1.53 g/t ہے۔ جب کہ مینگنیج اسٹیل لائنرز کے اعلی- پہننے کی اوسط شرح 13 جی فی ٹی سیمنٹ ہے۔

③ ہائی-کاربن میڈیم-کرومیم الائے اسٹیل۔ ایک اور اعلی-کاربن میڈیم-کرومیم الائے اسٹیل لائنر جس میں 4.5%~5.5% Cr اور 0.3%~0.7% Mo ہے، اور RE ٹیکہ کاری کے ساتھ علاج کیا گیا ہے، جسے Hefei Cement Research and Design Institute نے بھی تیار کیا ہے، سیمنٹ بال ملوں میں کامیابی سے لاگو کیا گیا ہے۔

④ Cr-Ti میڈیم-مینگنیج اسٹیل۔ میڈیم-مینگنیز اسٹیل جس میں 5.5%~8.0% Mn، 1.5%~2.0% Cr, 0.05%~0.1% Ti، اور 0.02%~0.05% RE کے ساتھ علاج کیا گیا، اس نے ایک سنگل آسٹینائٹ ڈھانچہ حاصل کیا جس میں عام پانی سے زیادہ باریک اناج حاصل کیے گئے۔ 1100±30 ڈگری۔ اس مواد سے بنے لائنرز نے ٹونگہوا اسٹیل پلانٹ کی بنشیگو آئرن مائن اور ٹونگہوا کاپر مائن میں بال ملوں میں اچھے نتائج حاصل کیے ہیں۔ میگنیٹائٹ ایسک کو پیستے وقت اس کی نسبتاً پہننے کی مزاحمت 1.64 گنا زیادہ مینگنیج اسٹیل سے 1.64 گنا زیادہ ہوتی ہے۔ اور تانبے کی دھات کو پیستے وقت مینگنیج اسٹیل سے 1.48 گنا زیادہ-۔ اس مواد کی بہتر لباس مزاحمت کی بنیادی وجہ بال ملز میں عام ہائی-مینگنیج اسٹیل کے مقابلے میں اس کی بہتر کام سخت کارکردگی ہے۔

⑤ Cr-Mo ملٹی-فیز لو-الائے سٹیل۔ ملٹی فیز لو-ایلائے وئیر-مزاحم اسٹیل لائنر کا مطالعہ کیا گیا، جس میں 3% Cr اور 0.4% Mo شامل ہیں، کو بائنائٹ + مارٹینائٹ + برقرار رکھا ہوا آسٹینائٹ مائیکرو اسٹرکچر حاصل کرنے کے لیے آئسوتھرمل بجھانے والی ہیٹ ٹریٹمنٹ کا نشانہ بنایا گیا۔ اس مواد میں اعلی جفاکشی اور اعلی سختی ہے، جس کے نتیجے میں اثر، تھکاوٹ، اخترتی اور پہننے کے خلاف بہترین مزاحمت ہوتی ہے۔ فیلڈ ایپلی کیشنز نے دکھایا ہے کہ اس لائنر کی سروس لائف عام ہائی-مینگنیج اسٹیل سے 1 سے 2 گنا زیادہ ہے۔