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钢铁厂溜槽耐磨陶瓷衬板性能分析

2022-06-09   来源:精城特瓷   作者:精城特瓷   阅读:

内容摘要:许多钢铁厂为了提升生产效率,减少溜槽衬板检修次数,对溜槽衬板进行了改造升级,使用溜槽耐磨陶瓷衬板,衬板寿命大大延长,节省了大量维修成本,而且还避免了挂料堵料现象。
 

一、背景

        在钢铁厂中,铁矿石、焦煤、焦炭是必不可少的重要原料,采用的是24小时循环工作周期,其铁矿石、焦煤、焦炭流量大,输料时间长,容易造成输出设备,尤其是溜槽磨损严重,经常在生产期间出现被迫停车抢修现象,并且部分溜槽安装位置在十几米、几十米高的半空中,拆除及更换起来比较麻烦, 要提高磨损严重的溜槽的工作寿命,一方面要靠改善工况条件来减少磨损,另一方面就是要提高溜槽链道表面的硬度和抗磨损性能。
 

二、溜槽衬板改造前的情况

        改造前,钢厂通常采用锰钢衬板或废旧球磨机衬板作防磨衬板,主要材料有铸铁、不锈钢和聚乙烯分子材料。但是实际使用中,金属衬板磨损严重,更换频繁,有的甚至不到一周就要更换溜槽衬板,严重影响劳动效率和安全文明生产。而高分子材料价格昂贵,不耐冲击,运输、使用成本都非常高。
 
精城特瓷溜槽耐磨陶瓷衬板
精城特瓷溜槽耐磨陶瓷衬板
 

三、四种耐磨材料性能对比

        1. 聚乙烯分子材料:聚乙烯分子材料具有耐磨性好、摩擦系数低、滑动性能好、耐腐蚀、绝缘性能好、质地较轻、容易加工以及具有良好的减震、消音等特点。在钢铁行业主要用于输送磁铁粉、煤炭设备上的衬板,还能防噪音,能起到环保作用,一般厚度为10~30mm。它的硬度和耐磨性都符合要求。但是脆性大,不抗冲击,在运输中容易破碎,在溜槽物料落点等冲击大的位置也无法使用,且价格很高,不符合钢铁厂的效益要求。
        2. 铸铁:铸铁在工程中是比较常用的一种耐磨材料,铸铁按照含炭量分为灰口铸铁、白口铸铁以及麻口铸铁三种类型。其作为衬板使用时的硬度在HRA70-80之间,质地坚硬,但是不能进行切削加工,且焊接难度大,以铸铁为原材料的衬板很脆,不能承受较重的冲击载荷,在钢厂溜槽中也容易磨损或者冲击破碎。
        3. 不锈钢:不锈钢衬板的主材料实际是铝铬合金,其硬度为铸铁衬板的2~3倍,使用寿命为铸铁衬板的12倍,在降低粉尘和回弹率、减少结合板损耗方面均取得明显效果,但是其良好的耐磨性能是在强烈的冲击载荷作用下使其表层不断发生硬化而获得的,如果不具备足够大的抗冲击负荷,工况又以静摩擦为主,其优越性就不能完全表现出来,进而其耐磨性能与一般中碳钢相差无儿。并且不锈钢衬板费用高,频繁更换容易造成了较大的浪费,且又与溜槽母材材质不相同,在焊接方面比较麻烦。
        4. 耐磨陶瓷:溜槽耐磨陶瓷衬板是目前使用效果较好、适用范围最广的溜槽衬板材料,它是以氧化铝为原料,在1700℃的高温下将其转化成八面体晶体结构的α—氧化铝,不但硬度达到HRA88,仅次于金刚石,其密度≥3.9g/cm3,抗折强度>350MPA ,冲击韧性≥2.2J/cm²,弹性模量>317GPA,而且在加入氧化锆制成ZTA陶瓷之后还能够具有较强的抗冲击能力,是性能和价格的共同选择。
 
溜槽耐磨陶瓷衬板
溜槽耐磨陶瓷衬板
 

四、钢铁厂溜槽耐磨陶瓷衬板选型和安装方法

        钢厂溜槽大多使用直粘型陶瓷片,使用陶瓷粘胶直接粘贴,安装方便。在物料落点等冲击力较大的位置,则使用ZTA陶瓷或者加厚陶瓷,安装方式也可以将粘贴和焊接结合起来,再配合机械自锁力,确保陶瓷片不脱落,衬板上还可以设计一些球形凸起,进一步增强其抗冲击能力。对于有高温物料通过的衬板,还需要选择耐高温陶瓷衬板,并且选用特制无机耐高温粘胶,或者直接使用螺柱焊接固定方式。
 

五、使用效果分析

        通过耐磨材料的性能对比可知,在抗冲击性能方面不锈钢和耐磨陶瓷衬板较好,而聚乙烯分子材料硬度较低,不能承受物料的冲击,在钢铁行业主要输送的是矿石和合金原料,且在运输过程中有一定的落差,因此不适宜在钢铁企业中使用。
        在价格方面耐磨陶瓷材料价格是四种材料中最高的,但是其耐磨效果最好,使用寿命高达10年以上,以500m2溜槽衬板测试,不锈钢衬板三年更换一次为25万元,十年花费75万元;聚乙烯分子衬板每五年更换一次费用为45万元,十年花费90万元;而耐磨陶瓷衬板每十年更换一次费用60万元;按十年一周期来比较:耐磨陶瓷衬板比不锈钢衬板节约20%费用,而比聚乙烯分子衬板节约35%的费用。这还不包含更换期间的人工费、台班费以及停车检修损失等其他间接费用,三种衬板材料对比下来,溜槽耐磨陶瓷衬板优势一目了然。
 
钢铁厂耐磨陶瓷溜槽衬板
钢铁厂耐磨陶瓷溜槽衬板
 
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