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复合微晶耐磨衬板在水泥行业的应用

2020-07-20 16:49:38

复合微晶耐磨衬板在水泥行业的应用

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复合微晶耐磨衬板在水泥行业的应用

  • 复合微晶耐磨衬板在水泥行业的应用

前言

伴随工业化的进程,磨损与设备防腐就成为一个永恒的话题。水泥行业也不例外,始终被磨损问题困扰着,特别是大型干法线的普及,设备防腐成为普遍关注的问题。

据报道,水泥行业因磨损而引起的停机时间占总停机时间的一半以上,设备磨损已严重影响水泥行业的正常生产并因此导致生产成本和维护费用的增加。因此,找到一种经济可行的设备防腐范方法,大幅度地延长耐磨件的使用寿命,就非常有必要。这些措施对提高设备生产效率、降低生产成本、节约资源方面具有重大意义。

本文从探讨磨损的机理开始,分析水泥行业设备磨损的特点,介绍一种新型材料--复合微晶在水泥行业设备防腐上的应用。

 

一、设备磨损表现形式

与其他工业一样,水泥行业大部分设备基材由钢铁组成,钢铁

 

磨损是设备磨损的外在表现形式。

钢材失效的3种方式是:断裂、腐蚀和磨损。其中50%是由于

材料的磨损而消耗的。金属磨损会造成设备运转效率低、工件更换频繁、能耗增加。每年,磨损不但吞噬着大量的钢材,还浪费大量的人力物力进行设备的更新和维护,更重要的是因此所导致的生产效率的下降无形中增加了企业的运营成本。

 

二、设备磨损机理

水泥生产过程中伴随着物料的流转,每个过程都有设备的磨损。从物料的形态来看,有粉粒、浆体、大块颗粒等几种;从输送方式看,有气力输送、水力输送、皮带输送、滑动输送等几种。

 

试验表明,材料的磨损率不仅与材料本身的特性有关,而且与磨料的物性(主要是硬度和粒度)直接相关。特别以颗粒对磨损材料的冲蚀角度影响最大。粒子冲蚀角为0度时,属纯滑动喷射,以磨粒磨损为主,相当于松散的颗粒在滑动摩擦复合作用下所引起的一种磨损。随着喷射角的增大,磨粒磨损所占比重减少,表面疲劳磨损的比重相应增加。当为90度时,表面疲劳磨损占主导地位。材料的韧性很重要,韧性好的材料磨损率就低。

 

因此,磨损机理取决于粒子碰撞的冲蚀角,当冲蚀角比较小时,磨损形式以切削机理为主,此时增加硬度是提高材料耐磨性的有效方法;当冲蚀角较大时,由于靠材料变形来吸收粒子的冲击功,此时材料的韧性或变形能力对耐磨性起决定性作用。

 

复合微晶材料简介

由于磨损问题一般仅仅发生在零件的表面和局部,因而采用表面防护措施控制和延缓表面的破损,成为解决磨损问题的有效方法。复合微晶及微晶板材因其高硬度、高性价比等特点,逐渐成为各行业首选的耐磨材料。复合微晶耐磨衬板是用耐磨强力胶将耐磨材料(微晶板、晶核新材)与钢板粘合(加热硫化),经加压整平、表面处理、常温固化等工序制得的一种具有高强、耐磨、耐冲击、绝缘、防腐等特性的新型复合材料。钢板上焊有螺栓,方便安装与拆卸。

(一)复合微晶耐磨衬板技术指标

序号

检验项目

检验值

1

抗压强度

97.2 MPa

2

磨耗量

0.013g/c

3

耐温

300

4

收缩率(%

 0.2

5

    度(g/cm3

3.6

6

莫氏硬度

8

7

冲击韧性

20KJ/

(二)复合微晶耐磨衬板在水泥行业应用优势

1、硬度高,耐磨性能优良

复合微晶衬板采用微晶板、晶核新材、氧化锆微晶陶瓷等做耐磨

层,因而耐磨性能优良,高者可达0.013g/c㎡,远远超过耐磨钢和不锈钢的耐磨性能,是锰钢的7-8倍。适用于水泥行业耐磨严重的溜子、立磨下料口等部位。

2、耐腐蚀

因微晶板、晶核新材、氧化锆微晶陶瓷等材料具有良好的耐酸碱、耐结晶盐等性能,用其做成的复合微晶衬板同样具有耐腐蚀性能。

3、耐温

采用不同的复合方式可使其使用温度达到300℃。满足水泥在线成品仓及高温管道的工况要求。

4、耐冲击

经硫化及粘贴后的耐磨微晶板、晶核新材等材料其冲击韧性得到大大提高,20KJ/㎡。可满足水泥原材料对设备冲击要求。

5、重量轻,负荷小

复合微晶衬板密度为3.6g/cm3,不到钢铁的一半,可大大减轻设备负荷。

6、具有高绝缘性,抗静电性

复合微晶衬板采用无机耐磨材料,表面光滑,摩擦系数低,因而不宜产生静电。

7、表面光滑,摩擦系数小,不堵料

微晶板材结构致密,表面光洁,摩擦系数非常小;吸水率低,不易粘粉料,可减少阻力,下料畅通,节约能耗。

8具有较高的尺寸加工性能

能根据不同形状的设备加工成满足实际需要的衬板。

 

四、复合微晶衬板应用案例

 1、复合微晶衬板在水泥立磨三道阀上的应用

水泥厂立磨三道阀一般使用6个月左右就会磨穿。尤其是块状生料(其表面有锋利的棱角)更是如此。造成漏料浪费和空气污染,停机修补和更换底板,会严重地影响生产。为了延长三道阀使用寿命,采用加厚底板,附加钢衬板,镶嵌稀土含油尼龙衬板,改加生铁或铸石衬板等措施,效果都不理想,使用寿命最多8个月。

经过反复试验,我公司研发的新型复合微晶耐磨衬板于2013115日在中联水泥有限公司内丘水泥厂2500t/d技改

干法生产线生料配制系统中立磨三道阀(12上成功安装,使用至2014415日,15个月,效果良好。较其他材料衬板有诸多优越性能,耐磨耐冲击、抗振、重量轻、抗静电、不宜粘料,延长了设备使用寿命,解决了水泥行业立磨三道阀维修量大、能耗高的难题。可每年节资近两万元。

2、复合微晶衬板在水泥行业提升机溜子上的应用

提升机溜子工况及其恶劣,物料粒径范围在1--100之间,不仅对设备造成严重磨损,更易堵料,影响正常生产。

2013年5月10日-20日分别对冀东水泥厂唐山分公司和燕东水泥厂提升机溜子用复合微晶耐磨衬板做了改造。原来的锰钢衬板,使用不到4个月就得更换,使用复合微晶耐磨衬板改造后使用寿命延长至14个月。

3、微晶板材在水泥原料矿渣仓的应用

水泥原料矿渣比重为2.8g/cm3,硬度较大,带角带棱,对料仓磨损严重。矿渣成分中若氯离子超标,还会对钢筋有锈蚀作用。

2014620日我公司对河北金泰成建材股份有限公司矿渣料仓进行了微晶板材内衬粘结施工。圆锥形钢结构,料仓面积160㎡。胶粘剂选用我公司生产的钢结构粘接专用胶,微晶板材选200×100×18规格,柔挤骑缝法施工。使用至今三年,效果良好,发挥了微晶板材重量轻,耐磨损,表面光滑平整,不易粘料堵仓等优势。是水泥行业原料仓耐磨内衬首选。

4、微晶板材在水泥行业的其他部位应用

微晶板材在冀中能源咏宁水泥厂原料石灰石料仓(400㎡)使用三年,效果良好。

5、复合微晶耐磨衬板其他领域的应用(港口码头)

秦皇岛港务局是全国最大的煤炭输出港,输送煤炭以每秒5米的速度运行,其输煤系统转煤塔、装船机大铲、导料槽等部位环境恶劣、磨损严重,内衬更换频繁,维修费用高。自使用晶牛微晶集团研发的复合微晶衬板以来,该产品比原使用的锰钢、合金等材料磨耗量8~10倍,收到了良好的使用效果。

 

复合微晶衬板是将工业微晶板材(600×900×14㎜)用高性能耐磨防腐强力胶粘结并镶嵌在6㎜厚的钢板上,钢板底面焊有螺栓,便于现场快速安装。

20106月至今,我公司先后在二公司卸车三队转接塔、六公司输煤系统转煤塔、七公司翻车机室、七公司装船一部大铲部位使用。单位时间内通货量是锰钢、铸石、合金等材料的3倍。主要优势如下:

(1)、材料密度小,(是锰钢、合金重量的1/3)重量轻,易于吊装,大大减轻了仓体的承重。

(2)、微晶耐磨层耐磨性能优良,使用寿命长,减少了维修时间,创造了直接经济效益。

(3)、衬板螺栓预埋在了微晶层,螺栓不易掉落。

(4)、运行安全。微晶板材及其强力胶具有耐磨、耐冲击、耐老化、高绝缘、抗静电、阻燃等优良性能,可有效避免发生火灾、板材脱落等安全隐患。

6、预计在水泥行业其他部位的应用

1)风机壳体

排烟含尘量较大,粉尘流速高,由于磨损严重经常停机检修,造成工人的劳动强度大,设备的运行率低,生产现场环境差。使用耐磨胶将微晶耐磨块直接与机体粘结牢固,可有效提其高使用寿命。

2)煤粉管道、三次风管

弯头上使用微晶材料,主要承受气固两相流所产生的冲刷磨损。使用耐磨胶将微晶耐磨块直接与机体粘结牢固,可有效提其高使用寿命。

3)选粉机筒体、高效选粉机冲刷面板、旋风除尘器筒体、                              

筒体内粉尘量高,气流流速高,设备腐蚀严重。采用耐高温胶(350℃)将微晶耐磨块与机体粘结牢固,可有效提其高使用寿命。

4)水泥熟料仓

从篦冷机输送到在线熟料仓的半成品水泥,粒径在5--25,仓内温度可达160℃,既有冲击磨损又有滑动磨损,不但要有很高的硬度和耐磨性,还要有很好的韧性和抗冲击性能。通过优化设计,微晶板材可满足此工况要求。耐磨,板材表面光滑,摩擦系数低,不易挂料粘壁堵仓,且施工方便,工程造价低,较其他耐磨材料优势明显,是理想的首选材料。

 

五、结束语

设备的磨损和防腐是一个矛盾体,只有掌握耐磨材料的各自特点,再根据不同部位的磨损性质和工作条件,有针对性地选择适宜的耐磨材料和方法,才能有效提高设备的综合抗磨损能力,从而提高设备的整体寿命和可靠性。

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