(1) Yaygın Olarak Kullanılan Astar Malzemelerinin Uygulama Performansı

① Yüksek Manganezli Çelik Astarlar
Kimyasal bileşim: w(C) = 0,9%–1,3%, w(Si) = 0,3%–0,8%, w(Mn) = 11,0%–14%, w(P) < 0,1%, w(S) 150 J/cm²) ve HRC > 45 sertliğine sahip saf östenitik yüksek manganez çeliğidir. Ancak, başlangıç sertliği düşüktür (HRC < 20) ve yalnızca yüksek darbe kuvvetleri altında önemli ölçüde artırılabilir (testlere göre HRC 45 veya üzerine kadar). Boru değirmenlerinin kırma bölmesinde kullanılabilir, ancak hizmet ömrü kısadır (yaklaşık 2 yıl). Düşük akma mukavemeti nedeniyle plastik akışa, şişkinlik deformasyonuna ve hatta astar cıvatalarının kırılmasına meyillidir. Küçük boru değirmenlerinin (çap ≤ 2,2 m) ince öğütme bölmesi (özellikle silindir bölmesi) için uygun değildir, çünkü ince öğütme bölmesindeki öğütme malzemeleri birim ağırlığı düşük ve darbe kuvveti zayıftır; bu nedenle yüksek manganezli çeliğin sertliği keskin bir şekilde artmaz ve bu da astarın hızlı aşınmasına neden olur. Yüksek manganezli çelikten yapılmış diyaframlar ve ızgara plakaları da yarık daralmasına ve tıkanmaya meyillidir.

② Yüksek Kromlu Dökme Demir Astarlar
Kimyasal bileşim: w(Cr) = 14%–16%, w(Mo) = 2,5%–3,0%, w(C) = 2,4%–4,8% (yüksek karbonlu yüksek kromlu dökme demir 3,2%–3,6%, orta karbonlu yüksek kromlu dökme demir 2,8%–3,2%, düşük karbonlu yüksek kromlu dökme demir 2,4%–2,8%), w(S) < 0,05%, w(P) < 0,10%. Performans özellikleri arasında yüksek sertlik (döküm halindeki sertlik HRC 51–56, su verme sonrası sertlik HRC 62–67), iyi aşınma direnci (yüksek manganezli çeliğin 4–6 katı), iyi ısı direnci (400–700°C’de uzun süreli çalışma sırasında mekanik özelliklerde çok az değişiklik olur) ve belirli bir korozyon direnci. Ancak, yeterli tokluktan yoksundurlar, gerilme yoğunlaşmasına karşı yüksek hassasiyete sahiptirler ve pahalıdırlar. Bu malzemeler, büyük ve orta ölçekli boru haddehanelerinin ikinci ve üçüncü bölmeleri (gerilme bloklarının daha küçük ve kalınlığın daha fazla olduğu yerler) ile çapı 2,2 m veya daha küçük olan boru haddehanelerinin tüm bölmeleri için uygundur. Hizmet ömrü 6 yılı aşabilir. Karmaşık yapıya sahip, ince cidarlı ve büyük boyutlu astarlar ile ızgara plakaları uygun değildir.

③ Düşük Kromlu Dökme Demir Astarlar
2%–3% krom içeren, yüksek Rockwell sertliğine (HRC 48–55) sahip malzemelerdir. Yüksek sertlik ve iyi aşınma direnci (yüksek manganezli çeliğin 2–3 katı) gibi avantajlara sahiptir, ancak yeterli tokluktan yoksundur. Boru haddehanelerinin ince öğütme bölümünde kullanılabilirler. Nispeten düşük fiyatları nedeniyle yaygın olarak tercih edilmektedir.

④ Orta Karbonlu Düşük Alaşımlı Çelik Astarlar
Yüksek sertliğe (HRC 42–48), iyi darbe dayanımına (25–40 J/cm²), deformasyon göstermeme özelliğine ve yüksek manganezli çeliğin 1,2–1,5 katı aşınma direncine sahiptirler. Geniş bir uygulama yelpazesine sahiptirler ve çeşitli boyutlardaki boru fabrikalarının tüm bölümlerinde kullanılabilirler. Ayrıca, makul bir fiyatla ara diyafram ve ızgara plakalarının imalatı için de uygundurlar.

⑤ Orta Karbonlu Çok Alaşımlı Çelik Astarlar
Bu çelik, orta karbonlu çeliğin 4%–6% krom, 0,4%–0,8% molibden ve V, Ti ve Re gibi mikro elementlerle alaşımlaştırılması ve ardından hava ile söndürme ve temperleme ısıl işlemine tabi tutulmasıyla üretilir. HRC 48–56 sertlik, 15–25 J/cm² αk darbe tokluğu ve σb ≥ 10 MPa çekme mukavemeti ile genel olarak iyi mekanik özellikler sunar. Sıradan kademeli astarlarda, açılı spiral astarlarda, oluklu astarlarda ve halka-oluklu hiperboloid astarlarda kullanılan bu astarın hizmet ömrü, yüksek manganezli çelik astarlarınkinden 1–2 kat daha uzundur. Bu astar makul bir fiyata sahiptir ve boru fabrikalarının tüm bölümlerinde kullanılabilir.

⑥ Düşük Kromlu Alaşımlı Çelik Astarlar
2%–3% krom içeren, Rockwell sertliği HRC 40–42 olan bu ürünler, iyi darbe dayanımına sahiptir ve boru haddehanelerinin kaba haddeleme bölümünde kullanılabilir.

⑦ Düşük Alaşımlı Çelik Astarlar
Cr ve Mo gibi elementler içeren bu çelikler, iyi sertleşebilirlik, yüzey ve iç kısımda benzer sertlik, yüksek mukavemet ve iyi tokluk özellikleri sunar. Boru fabrikalarının tüm bölümlerinde kullanılabilirler.

⑧ Yüksek Kromlu Alaşımlı Astarlar
12%–15% krom içeren, HRC 50–55 sertlik, 8,8–11,8 MPa çekme mukavemeti ve 4–10 J/cm² darbe dayanımı değerlerine sahiptir. Çeşitli boyutlardaki boru fabrikalarının tüm bölümleri için uygundurlar ve ara diyaframların imalatında da kullanılabilirler. Hizmet ömürleri, yüksek manganezli çeliğin 5 katıdır. Yüksek kromlu bilyelerle birlikte kullanıldığında, etki daha da artar.

⑨ Beyaz Dökme Demir veya Alaşımlı Ham Demir Astarlar
Aşınma direnci yüksektir ancak kırılgan oldukları için yalnızca küçük değirmenlerin silindir bölmesinde kullanılabilirler. Cylpeb’lerin yüksek sürtünme direncini korurken (çünkü silindirler yüksek sürtünme üretir) zayıf darbe direncini telafi eden, cıvata deliği bulunmayan tuğla tipi (gömülü) astarlar olarak üretilmeleri daha uygundur. Kullanım ömürleri yüksek manganezli çeliğin 2–3 katıdır ve fiyatları yüksek manganezli çelikten çok daha düşük olduğu için maliyet açısından avantajlıdırlar.

⑩ Kauçuk Astarlar
Çalışma sıcaklığı 80 °C’nin altında olmalıdır ve bu ürünler yalnızca ıslak işlemli ham öğütme değirmenlerinde kullanılabilir. Hafif olmaları, kolay kurulum ve sökülme, iyi aşınma direnci, uzun hizmet ömrü (ince kırma ve ince öğütme bölümlerinde kullanıldığında) ve düşük gürültü seviyesi gibi avantajlara sahiptirler.

⑪ Dökme Taş Kaplamalar (diabaz astarları olarak da bilinir). Aşınma ve korozyona karşı iyi dirence sahiptirler, hafiftirler ve malzemeye yapışmazlar. Ancak kırılgan yapıdadırlar ve yalnızca küçük bilyeli bölmeler (bilye çapı 40 mm’yi geçmeyen) veya küçük boru değirmenlerinin silindir bölmeleri için uygundurlar. Çalışma sıcaklıkları 150°C'nin altında olmalıdır; kurutma değirmenleri için uygun değildirler. Hizmet ömürleri beyaz dökme demir astarların iki katıdır ve fiyatları beyaz dökme demirden daha düşüktür. Bu astarlar tuğla döşeme yöntemiyle sabitlenir.

Yukarıdaki kaplama türleri arasında ilk beş tanesi daha yaygın olarak kullanılmaktadır.

(2) Boru Değirmeni Astarlarının Seçimi İçin Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar

① Yeterli sertlik Belirli darbe yükleri altında yüksek aşınma direncini sağlamak için gereklidir. Her bölmedeki astarların sertliği, besleme ucundan boşaltma ucuna doğru kademeli olarak artmalıdır: ön bölme astarlarının sertliği HRC 48–50, orta ve arka bölme astarlarının sertliği ise HRC 50–55 olmalıdır.

② İyi tokluk Belirli darbe kuvvetleri altında çatlama olmaması için bu şart gereklidir. Her bölmedeki astarların tokluğu, besleme ucundan boşaltma ucuna doğru kademeli olarak azalmalıdır: ön bölmenin darbe tokluğu 10–20 J/cm² veya daha yüksek olmalı, orta ve arka bölmelerin darbe tokluğu ise 5–10 J/cm² olmalıdır (daha büyük çaplı değirmenler için daha yüksek değer geçerlidir). Hem sertlik hem de darbe dayanıklılığı gereksinimlerini karşılamak için, büyük boru değirmenlerinin ilk bölmesi için orta veya düşük karbonlu alaşımlı çelik astarlar önerilir; küçük ve orta boy boru haddehanelerinin birinci bölmesi için yüksek kromlu dökme demir astarlar seçilebilir; ve her boyuttaki haddehanenin ikinci bölmesi için yüksek sertlikli aşınmaya dayanıklı dökme çelik veya alaşımlı aşınmaya dayanıklı dökme demir astarlar önerilir. Her tür değirmenin uç kapak astarları ve ara diyaframları, orta veya düşük karbonlu alaşımlı çelikten (HRC 45–52 sertlik ve 15–25 J/cm² darbe tokluğu ile) dökülmeli veya krom alaşımlı yüksek manganezli çelikten imal edilmelidir.

③ Astarların sertliği, çelik bilyelerin sertliğiyle aynı olmalıdır. Genel olarak, astar sertliği çelik bilyelerin sertliğinden HRC 2–3 daha düşük olmalıdır.

④ Aşınmış astar yüzeyinin sertliği taşlanacak malzemenin sertliğinin 0,8–1,3 katı olmalıdır.

⑤ Astarların dökümü ve ısıl işlemi Aksi takdirde astarın performansını etkileyebilecek gözenekler, cüruf kalıntıları, çatlaklar, yetersiz su verme veya aşırı ısınma gibi önemli kusurlardan arındırılmış olmalıdır.

⑥ Kullanım ömrü nispeten uzun olmalıdır (yurt dışı yönetmeliklerinde 20.000 saatten fazla bir süre belirtilmiştir) ve fiyatı makul olmalıdır.

⑦ Astarların üreticisi Olgun bir teknolojiye, gelişmiş ekipmana, eksiksiz bir kalite güvence sistemine ve güvenilir test tesislerine sahip bir fabrika olmalıdır.