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精城耐磨陶瓷復(fù)合襯板在生料立磨磨輥軸保護罩上的成功應(yīng)用

2016-12-22 精城特瓷

關(guān)鍵詞：耐磨陶瓷復(fù)合襯板，立磨磨輥軸保護罩

內(nèi)容摘要：

精城牌耐磨陶瓷復(fù)合襯板是為解決立磨磨輥軸保護罩磨損嚴重而專門設(shè)計和研發(fā)的，完全解決了磨輥軸保護套易磨損的難題。耐磨陶瓷復(fù)合襯板在錐形環(huán)樣的鋼件外壁上襯耐磨陶瓷，既發(fā)揮了陶瓷的耐高溫性，耐磨性，又發(fā)揮了金屬材料高強度、高韌性和易成型的特點，精城獨特的燕尾導(dǎo)軌技術(shù)使陶瓷和金屬復(fù)合在一起，最終達到增加設(shè)備使用壽命的目的。

精城20多年來，以高品質(zhì)的創(chuàng)新產(chǎn)品、合理的價格和完善的售后服務(wù)贏得了世界數(shù)千家客戶的認可和贊譽，作為耐磨陶瓷專業(yè)的制造商，我們愿意一直伴隨于您左右，做您信賴的設(shè)備防磨專家。

一、前言

改革開放30多年來，中國經(jīng)濟一直保持高速增長，大量鐵路、公路等交通設(shè)施的建設(shè)，以及大規(guī)模的城市化進程，房地產(chǎn)行業(yè)的迅速發(fā)展，促進了我國水泥行業(yè)的長期繁榮。據(jù)統(tǒng)計，自1985年以來，我國的水泥產(chǎn)量就一直名列世界前列，是世界上水泥行業(yè)發(fā)展速度最快的國家之一。水泥行業(yè)作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟建設(shè)當(dāng)中起到舉足輕重的作用。

立磨是現(xiàn)代水泥生產(chǎn)線粉磨系統(tǒng)的核心設(shè)備，具有能耗低、粉磨效率高、烘干能力強、系統(tǒng)流程簡單、產(chǎn)能大等優(yōu)點。其中磨輥又是立磨至關(guān)重要的研磨部件，是其核心部分；而磨輥軸承又是磨輥的關(guān)鍵零件，是磨輥的心臟。因此，磨輥軸承的保護，會直接影響到立磨的運轉(zhuǎn)性能，影響磨輥軸承的使用壽命，甚至關(guān)系到整條水泥生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。

二、磨輥軸保護套的作用

在立磨中，磨輥是被動運動的，當(dāng)物料進入磨盤上，在離心力的作用下進入到磨輥下方，因為磨盤會隨著減速機旋轉(zhuǎn)，所以磨盤帶動上面的物料旋轉(zhuǎn)，物料與磨輥之間摩擦，帶動磨輥旋轉(zhuǎn)，這就是磨輥的運動方式，是受迫運動。磨輥是一個多不見組合的結(jié)構(gòu)，如果沒有磨輥套保護，它的磨損會造成機器運營成本的增加，一個磨輥的整體更換要比一個磨輥套的更換要貴重的多。但是磨輥的軸更是重中之重，所以磨輥軸的保護罩一定要起到長期保護軸的作用，雖然保護罩在機器工作中產(chǎn)生磨損，不作為破碎和研磨設(shè)備的主體，也不直接與物料接觸，但離風(fēng)口環(huán)較近，溫度較高，物料沖刷撞擊較大，所以磨輥軸保護罩的作用非常重要。

磨輥軸式樣圖

三、立磨磨輥軸保護套項目的概況

湖北某水泥有限公司使用的Loesche56.4生料磨，根據(jù)我們在貴公司生產(chǎn)現(xiàn)場了解到生料磨磨輥保護罩的實際工況，磨輥軸保護罩受沖擊的顆粒大、溫度高、風(fēng)速快、磨損嚴重，出磨風(fēng)量一般在650000-750000立方米/每小時，磨內(nèi)通風(fēng)量>300 m3／min，磨機進口溫度最高207℃。以前貴公司磨輥軸保護罩使用的是8mm+6mm金屬復(fù)合耐磨鋼板，堆焊耐磨層，由于物料顆粒較大，還有鐵釘螺絲等金屬的沖刷，磨輥軸保護罩磨損非常嚴重，一般使用10個月即磨損失效。

四、耐磨陶瓷復(fù)合襯板的技術(shù)優(yōu)勢

我們采用NMC-YW燕尾型耐磨陶瓷復(fù)合襯板（30mm厚，底部帶燕尾形槽）。陶瓷材質(zhì)為氧化鋁剛玉陶瓷，其硬度僅次于金剛石。具體施工方案為：將燕尾形焊條按一定布局焊接在10mm厚鋼板上，再將燕尾形陶瓷穿進焊條,焊條與陶瓷及鋼板間用耐高溫?zé)o機粘膠填充。

針對保護罩結(jié)構(gòu)和高溫及沖擊性強的工況，將采用耐磨性和韌性都強的耐磨陶瓷，然后陶瓷的固定方式采用先進的安裝方式，此安裝方式要求較高，裝配要求精度高，所以必須滿足以下兩個條件：

陶瓷質(zhì)量好，采用干壓成型的鉻剛玉陶瓷，硬度高，韌性強，燒結(jié)時不變形；耐磨陶瓷含量為95%的氧化鋁剛玉陶瓷，100噸干壓成型，洛氏硬度達HRA85，僅次于金剛石；耐磨陶瓷以配料中Al2O3的含量來分類，Al2O3含量越高相應(yīng)性能越好，其中Al2O3含量在85％以上的氧化鋁陶瓷廣泛用作耐磨材料，含量在95％的氧化鋁陶瓷（又稱95瓷）作為優(yōu)質(zhì)耐磨材料被美國等發(fā)達國家選用制作超耐磨陶瓷襯板。

燕尾條要好，燕尾條的材質(zhì)要求有良好的熱穩(wěn)定性，不容易變形，固定陶瓷時要容易穿進去，裝配精度要求高；固定方式采用機床燕尾導(dǎo)軌技術(shù)，將原先的點焊接技術(shù)改為燕尾條固定技術(shù)，增加固定面，燕尾條不會熱變形，沒有虛焊，裝配精度高，安裝完陶瓷后，表面無縫隙。

五、耐磨陶瓷復(fù)合襯板的產(chǎn)品特點

1. 硬度高，耐磨性能優(yōu)異

陶瓷采用95%AL2O3添加多種耐磨材料的獨特配方，100噸干壓成型，具有密度大、韌性高、耐磨損等特點。經(jīng)中科院上海硅酸鹽研究所檢測，我公司生產(chǎn)的耐磨陶瓷的耐磨性相當(dāng)于錳鋼的266倍，高鉻鑄鐵的171.5倍。

2. 抗沖擊性能優(yōu)異

我公司生產(chǎn)的耐磨陶瓷在配方中引入了與Al2O3晶格很相近的Cr2O3和TiO2，同時添加了從日本東芝公司引進的ZnO晶須，在燒結(jié)過程中與Al2O3形成固熔體，起到細化晶粒，促進燒結(jié)和提高斷裂韌性的作用，斷裂韌性達到KIC≥4.97Mpa.m1/2。

3. 襯板表面光滑，不堵料沾料

獨特的陶瓷配方使我們的產(chǎn)品具有良好的表面光潔度和潤滑性能，吸水率低，確保設(shè)備運行中不粘料、堵料。

4. 安裝牢固

我公司采取可靠的方式以確保運行中不脫落：

鋼件外壁焊接燕尾型30mm厚耐磨陶瓷。陶瓷與鋼鐵粘貼牢固，在陶瓷襯板與鋼鐵的粘接中，我們采用進口專用金屬粘合劑。該產(chǎn)品具有粘接力強、耐熱性能好，耐酸堿、耐腐蝕、耐老化等特點。

5. 綜合性能對比

1）高耐磨，與合金、鑄石、涂料等內(nèi)襯相比，可延長使用壽命3-10倍以上

2）密度小、厚度薄，大大減輕管線重量

3）施工維護方便，使用壽命長，大大降低檢修維護成本

4）采用耐高溫?zé)o機粘膠，粘接力強，耐高溫性好。

6. 使用壽命

保證使用壽命在2年以上。

六、耐磨陶瓷復(fù)合襯板的材質(zhì)及技術(shù)指標(biāo)

1. 陶瓷性能指標(biāo)

2. 耐磨陶瓷專用無機粘合劑主要技術(shù)指標(biāo)

GWJ系列耐高溫?zé)o機粘合劑是我公司專利產(chǎn)品。該粘合劑用于鋼鐵與陶瓷粘接，強度高和韌性好，可在室溫下固化，具有優(yōu)異的耐熱性和耐老化性。主要用于在氣力輸送設(shè)備中粘貼耐磨陶瓷片，其優(yōu)點是施工方便、靈活。根據(jù)十多年來運行情況表明，該技術(shù)成熟可靠，可在-50℃~350℃運行溫度下長期運行，不老化、不脫落，可滿足大部分防磨工程需要。

耐磨陶瓷專用無機粘合劑主要技術(shù)指標(biāo)

七、耐磨陶瓷復(fù)合襯板普遍關(guān)心的幾個問題

(一) 如何解決重磨損問題

精城的耐磨陶瓷作為耐磨的工業(yè)材料之一,采用了榮獲國家科技進步三等獎的科研成果，耐磨性能優(yōu)異。其核心是控制三個主要因素：原料的選擇、粉料的制備和燒結(jié)；

原材料選用的是高純度相位的阿爾法氧化鋁和晶體生長抑制劑；

粉料采用先進的粉體制備工藝，確保制成的造粒粉體分布均勻且具良好的流動性；

嚴格的燒結(jié)工藝和精確的溫度控制。該技術(shù)可以有效抑制晶體的生長，減少內(nèi)部孔隙的產(chǎn)生，從而形成非常致密的燒結(jié)物。

(二) 如何解決高溫下陶瓷脫落問題

實際上，決定耐磨陶瓷的使用效果，主要是確保陶瓷不脫落。水泥廠部分設(shè)備溫度較高，大部分防磨廠家采用傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂類的有機粘膠。這類粘膠主要是有機成分，不耐高溫，且易老化。滿足不了長期運行的要求，即使采用燕尾槽裝卡或螺柱焊裝卡，一旦長期在超高溫情況下運行，粘膠極易老化變脆粉碎。

我們采用粘合劑是GWJ系列耐高溫?zé)o機粘合劑。該產(chǎn)品是我公司與清華大學(xué)精細陶瓷國家重點實驗室聯(lián)合研制的高科技產(chǎn)品。該種粘合劑對鋼和陶瓷都具有優(yōu)良的粘接性，工藝性和觸變性；可在室溫下固化；具有相當(dāng)高的強度和韌性；具有較高的耐熱性和耐老化性。該種方法成熟可靠，在-50℃~350℃運行溫度下，襯板長期運行不老化、不脫落。

對于高溫環(huán)境下的運行工況，我們一般采用螺釘焊接的方式，但是這種方式在長期經(jīng)受塊狀物料沖擊的運行工況下，容易從焊接孔處開裂。為解決這個問題，我們設(shè)計了燕尾形耐磨陶瓷，將陶瓷的固定方式設(shè)計在陶瓷底部，這樣大大加強了耐磨陶瓷的耐磨和抗沖擊性能，也避免了螺孔磨損導(dǎo)致陶瓷脫落的現(xiàn)象。

(三) 如何解決在開機或停機過程中驟熱驟冷對陶瓷的影響

機組開機或停機時，會遇到驟熱驟冷的情況，陶瓷與鋼鐵的熱膨脹系數(shù)不一致，再加上有機粘膠較脆，很容易造成整塊陶瓷剝落。我公司針對此問題，特別改進了無機粘合劑，使其熱膨脹系數(shù)介于鋼鐵和陶瓷之間（9×10-6m/ m.K），同時粘接劑的微纖維結(jié)構(gòu)，可以很好地調(diào)節(jié)由于陶瓷與鋼鐵熱膨脹不一致所帶來的對陶瓷的擠壓，保障陶瓷在各種惡劣的環(huán)境中長期運行不脫落。