В настоящее время всё больше производителей в Китае используют износостойкие футеровки с высоким содержанием хрома. Однако, поскольку все чугуны с высоким содержанием хрома являются хрупкими материалами, даже после термообработки традиционные методы крепления с помощью болтов по-прежнему делают футеровки подверженными разрушению. Поэтому высокохромистые футеровки, как правило, крепятся без болтов, и на практике наиболее рациональным оказался метод крепления с укладкой в виде кольца из кирпичей (круговая взаимосвязь). Этот метод использует геометрическую форму самой мельницы, применяет механическую конструкцию для биметаллического соединения и использует действие измельчающих тел во время работы мельницы для достижения предварительно напряжённой самоблокировки, тем самым укрепляя футеровку в целом и обеспечивая стабильность и надёжность футеровок из высокохромистого чугуна, отличающихся высокой твёрдостью и низкой вязкостью.

Теоретически этот метод монтажа подходит для мельниц любого размера. Однако на практике даже на небольших мельницах диаметром менее 2,6 м кирпичные футеровки могут разрушаться, создавая неудобства для производства и технического обслуживания. Чэнь Вэй проанализировал причины такого разрушения, и результаты этого анализа приводятся ниже для справки производителям, изготавливающим или использующим высокохромистые кирпичные футеровки.

(1) Возникновение ситуации “плотно внутри, свободно снаружи” между вкладыши является основной причиной краха

Поскольку самофиксирующиеся вкладыши, как и другие вкладыши, изготавливаются литьем из одного куска и их сложно подвергать шлифовке, очень трудно обеспечить идеальное совпадение стыковых поверхностей между вкладышами от внутренней окружности до внешней, как показано на рисунке 2.4.

Если наблюдается состояние “свободно внутри, плотно снаружи”, вкладыши не будут подниматься под действием чрезмерной сжимающей силы во время работы, и в местах соединений не будут образовываться зазоры из-за износа поверхности, поэтому эксплуатация остается относительно безопасной. И наоборот, если возникает состояние “плотно внутри, свободно снаружи”, вкладыши могут подниматься из-за чрезмерной сжимающей силы. Это происходит из-за того, что вокруг вершины образуется подъемный (опрокидывающий) момент. Кроме того, по мере износа соединительных поверхностей между футеровками образуется зазор, что приводит к их ослаблению и разрушению. В случае старых мельниц, находящихся в эксплуатации в течение длительного времени, деформация корпуса делает футеровки еще более подверженными разрушению.

Лучший способ избежать ситуации, когда в местах стыков облицовки “внутри плотно, снаружи свободно”, — это уменьшить высоту стыковой поверхности, перенести стык с гребня на впадину волны и заменить полноплощадный контакт на несколько приподнятых опорных площадок, которые легче отшлифовать в случае несоответствия требованиям (рис. 2.5). Во-вторых, при монтаже на контактные поверхности стыков следует укладывать тонкие железные прокладки толщиной 1–3 мм. Это не только компенсирует наклон, вызванный несоответствиями размеров футеровок в направлении длины дуги (что также является причиной разрушения), но и позволяет за счёт пластической деформации прокладок обеспечить надёжный контакт и избежать зазоров на стыковых поверхностях.

(2) Разрушение футеровки во время эксплуатации также может привести к обрушению

Теоретически, главным преимуществом футеровок, уложенных кольцевым способом, является то, что благодаря пластической деформации клиновых блоков футеровки становятся все более плотными в процессе эксплуатации. Даже если футеровка расколется, это приведет лишь к увеличению количества её фрагментов и не должно причинить никакого вреда. Однако в реальных условиях эксплуатации между футеровкой и корпусом мельницы могут образовываться зазоры из-за следующих факторов, как показано на рисунке 2.6:

① Кривизна вкладышей не соответствует кривизне корпуса стана;
② Деформация корпуса мельницы;
③ Сварные швы, оставшиеся на внутренней поверхности корпуса мельницы.

Давайте теперь проанализируем последствия разрушения кирпичной футеровки при нормальных условиях состояния швов. Если при работе поднявшаяся футеровка разрушается, ударное воздействие измельчающих тел и материала заставит разрушенную футеровку сместиться в сторону корпуса, создав зазор на поверхности разрушения, что приведет к ослаблению крепления футеровки и её обрушению. Это особенно критично для старых мельниц, находящихся в эксплуатации в течение длительного времени, где сильная деформация корпуса вызывает более выраженный подъем футеровок, что повышает вероятность обрушения, вызванного разрушением.

Ввиду ограничений, связанных с материалом облицовки, её разрушение неизбежно. Поэтому наиболее эффективным способом предотвращения обрушения, вызванного разрушением облицовки, является уменьшить размер по направлению длины дуги насколько это возможно, на этапе проектирования вкладышей, с целью минимизации высоты их подъема, обусловленной тремя вышеупомянутыми факторами. Таким образом, даже в случае возникновения трещины значительного зазора не образуется, и обрушение можно избежать. В ходе монтажа крайне важен строгий контроль качества: вкладыши с неправильной кривизной или те, которые не могут плотно прилегать к корпусу, необходимо перешлифовать. Цементный раствор следует смешивать в надлежащих пропорциях для обеспечения надлежащего качества заполнения, что позволит свести к минимуму зазор между облицовками и корпусом. Это не только помогает предотвратить разрушение облицовок, но и гарантирует, что даже в случае их разрушения на поверхности разлома практически не возникнет зазора, что предотвратит обрушение облицовок.