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水泥生產線上應用的高溫耐磨襯里涂料

  在水泥生產線上,有諸多設備和管道內部長期受到物料或高濃度含塵氣體的沖刷,比如立磨選粉機出口、磨機出口風管、選粉機、球磨機溜槽、下料斗、各種閥門內腔、閘板及輸送管道等等。為了延長這些部位的使用壽命,設備供應商和水泥工作者對性價比高的耐磨材料的創新從來就沒有停止過。隨著近年來技術的進步,在市場上出現了大量的高技術含量、高性能耐磨材料,不斷有新科技內容的融入。在我國進口的萊歇立磨的選粉機出口、磨機出口風管,我們發現此處指明用Densitwearflex進行保護。幾年前Densitwearflex還需進口。萊歇公司現已在國內找到這種材料的替代產品,那就是耐磨陶瓷涂料。  

 1、高溫耐磨襯里涂料的概念   高溫耐磨涂料又叫耐磨陶瓷砂漿,它是一種非金屬膠凝材料,采用耐酸和耐堿的人工合成原料經嚴格的工藝配比和先進的無機聚合技術制成的一種粉狀陶瓷材料。在施工現場,將特制液體無機膠水加入這種材料,采用人工或機械方式涂抹在設備內襯或表面,經過一系列的化學反應,在常溫下3天后達到陶瓷的結合強度和硬度,故稱高溫耐磨襯里涂料。根據使用溫度分有兩種:中低溫型(最高使用溫度1000℃)和高溫型(使用溫度1000~1800℃)。目前使用廣泛的是中低溫型。  

 2、高溫耐磨襯里涂料的理化性能   高溫耐磨襯里涂料主要有骨科和超細結合粉兩相組合,顆粒緊密堆積,因而沒有較大的宏觀缺陷,體積密度大,其常溫下強度可達150Mpa以上,特殊產品可達280Mpa以上。是普通混凝土和耐火澆筑料無法比擬的。原料主要采用離子化合物和部分人工合成共價化合物,根據固體理論,離子鍵和共價鍵屬強結合鍵,而結合系統由于采用復合強化措施和特殊處理,形成化學結合,所以強度和剛度很大,可有效抵御物料的高速沖擊力和剪切應力。   由于采用了耐酸和耐堿的人工合成原料,性能穩定,不會和介質發生反應,同時高溫耐磨襯里涂料的原料多為高溫合成材料,晶體發育好,結構完整,不受環境因素的影響,是好的惰性材料之一,因而可有效抵御環境介質作用和各種化學腐蝕。  

 3、高溫耐磨襯里涂料的耐磨   為了說明高溫耐磨襯里涂料的耐磨性,做了對比實驗。   

(1)對比材料:高溫耐磨襯里涂料、16Mn耐磨鋼、65Mn耐磨鋼、耐火澆注料和耐磨陶瓷片。   

(2)實驗條件及過程:時間:15min;   介質:0.5~1mm的金剛砂;   速度:120m/s;   噴口到樣塊的距離:230mm;   噴口和樣塊的角度:90°   由表2可知:常溫高溫耐磨襯里涂料的耐磨性能是16Mn鋼的9倍、65Mn鋼的8倍、耐火澆注料的45倍,由于水泥行業設備使用的環境復雜,粉塵高速沖刷相互摩擦產生很多熱量,所以使用溫度大多在100~300℃之內,生料預熱系統和熟料輸送系統的溫度更高。這時候高溫耐磨襯里涂料的優越性就充分表現了出來,根據實驗數據可知隨著使用溫度的提高高溫耐磨襯里涂料的耐磨性能變化很小。盡管陶瓷片的耐磨性變化小,但因其粘貼工藝制約了它的使用壽命(見下文分析)。  

 4、陶瓷片與高溫耐磨襯里涂料有著完全不同的施工方法   從表2知,與高溫耐磨襯里涂料在耐磨性上值得一比的是陶瓷片,但粘貼工藝的缺陷導致其容易脫落。其粘貼工藝的缺陷是:首先在制作過程中需要對使用表面除銹、打毛、丙酮清洗、調配環氧樹脂膠,然后進行粘貼;其次在運輸和安裝過程中陶瓷片在碰撞時容易脫落,給安裝增加工作量。關鍵是在使用中由于陶瓷片存在較多的縫隙,用來粘貼陶瓷片的環氧樹脂易老化、不耐溫,在正常使用一年左右,陶瓷片就開始脫落。   高溫耐磨襯里涂料采用無定向鋼纖維和定向網狀增強雙重措施,通過耦合進一步改善韌性,增加了系統的使用可靠性,可有效防止沖擊力造成的破損和剝落。另外,在施工中還采取了多重補強措施,有效地改善了材料性能,高溫耐磨襯里涂料具有較低的膨脹系數,使其體積穩定,極少產生裂紋,因而整體性能優異。加上無接縫的施工方法,使其整體性進一步提高。  

 5、幾種耐磨材料的使用效果   高溫耐磨襯里涂料的耐磨性好,能夠很好地保護易磨損部位,得到眾多水泥企業和設備供應商的青睞。DL400耐磨襯里涂料,是一種低溫耐磨襯里涂料,其最高使用溫度為400℃,主要原料采用大顆粒4mm的人工合成金剛石和粒度小于0.1μm超細結合粉。自其投入市場以來,在國內水泥生產線的Loesche礦渣立磨、Polysius礦渣立磨、FLSmith熟料立磨、Loesche生料立磨、旋風筒、選粉機、大型閥門上得以選用。這些部位原來使用的耐磨鋼板、復合耐磨板、粘貼陶瓷等都不理想,不到一個大修期就磨破或脫落。山西長鋼萊歇LM56.5+2S礦渣立磨的相關部位就選用了這種耐磨陶瓷涂料,自2003年7月投產以來,沒有因高溫耐磨襯里涂料的磨損或脫落而停產維修。下面以選粉機上耐磨材料的使用情況作對比來說明高溫耐磨襯里涂料的使用效果。   眾所周知,選粉機的套筒襯板長期受物料的沖擊,襯板較易磨損,若沒有合適的耐磨材料保護,內套筒很容易磨損形成孔洞,除非及時更換。在孔洞形成后,進入選粉機的物料通過內套筒時,有一部分物料將從孔洞滲漏到內外套筒的間隙,在循環風的作用下,由下而上進入細粉區,造成成品變粗。   上世紀70年代后期設計選粉機內殼襯板是用厚12mm45號鋼板加工制作的,一副襯板32塊,一般只能使用兩個月左右即被磨壞。其間的焊補、維修工作量很大。為改變這種狀況,曾經試用過鑄石襯板,該襯板的優點是耐磨性能好,而其缺點是性脆,往往由于磨機出口轉篩破裂,小鋼球和碎雜鐵塊隨同水泥混入選粉機內擊碎襯板。鑲砌鑄石用的鑄石粉不耐高溫(<120℃)也造成襯板脫落,維修工作量仍大,該種襯板也不理想。后來又在選粉機上使用耐磨鋼板、復合鋼板或粘貼耐磨陶瓷片。   日本最初設計0-SEPA選粉機時在彎管上部貼陶瓷片,在應用中卻發現彎管下半部分被磨穿。陶瓷片的粘貼工藝要求高、粘貼難度大、耗費工時多。因選粉機的形狀不規則,陶瓷片的形狀與選粉機的形狀不一致,并且比較零散,要求粘貼嚴密、完整,所以難度大,費事費力。   山西長鋼集團瑞昌水泥有限公司將高分子耐磨塑料用在選粉機出風管,厚度20mm,用8個月后,高分子聚乙烯塑料局部磨穿。   而高溫耐磨襯里涂料在山西長鋼集團瑞昌水泥有限公司礦渣立磨選粉機上部殼體使用的厚度依然是20mm,使用8個月后,高溫耐磨襯里涂料的最大磨損深度僅為1.2mm。  

 6、結束語   高溫耐磨襯里涂料在應用中無環境污染;整體性能好;環境相容性好;具有優良的韌性和抗震性、極高的機械強度和剛度;易成型,特別適合水泥廠各種異型復雜設備的內襯??傊?,高溫耐磨襯里涂料抵御環境介質作用和各種化學腐蝕的性能使其成為水泥生產線長期受到物料或高濃度含塵氣體的沖刷部位耐磨材料的較好替代品。 我公司的產品有:耐磨錘頭、耐磨陶瓷、耐磨管道、碳化鎢、耐磨材料、耐磨鋼板、耐磨板、耐磨顆粒膠、磚機螺旋絞籠鉸刀、耐磨復合鋼板、鍋爐噴涂