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耐磨技術在水泥工業中的應用現狀


耐磨技術在水泥工業中的應用現狀

  在各個工業領域中,水泥行業是應用耐磨技術早和廣泛的行業。水泥工業設備中許多零部件都 處于比較惡劣的磨損條件,而且每更換一次零部件,都要花費很多精力和時間,嚴重影響水泥生產中的正常操作。而合理采用耐磨技術來強化和修復一些經常損壞的零部件,對水泥企業來說具有很高的 實用價值。本文僅就一些常用的耐磨技術在水泥工業中的應用現狀,作一簡要綜述。

1.耐磨堆焊

  耐磨堆焊是水泥工業中常用的一項耐磨技術。它廣泛應用于立磨磨輥等一些磨損件的修復中, 也有在新輥上直接采用堆焊技術進行強化處理的。耐磨堆焊技術的優點是技術成熟,使用方便,成本 低廉,效果明顯。而堆焊既可在現場修復,也可在工廠中進行在線堆焊。目前,堆焊修復和強化技術 已在水泥工業中得到大量應用。

2.耐磨陶瓷

  近些年來,耐磨陶瓷在水泥工業中的應用也得到了企業的認可。其應用類別大致可分為以下兩種 :

  (1)耐磨陶瓷貼片  耐磨工程陶瓷具有熔點高、硬度高、抗壓強度高、密度小、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化、高溫下蠕 變小等優異性能,它可以承受金屬材料和高分子材料都難以勝任的嚴酷工作環境。工程陶瓷按用途可 分為高溫結構陶瓷、工程耐磨陶瓷和耐酸陶瓷等,按化學組成可分為氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化 物陶瓷和硼化物陶瓷等。其中,氧化物陶瓷為典型的陶瓷材料,由于其資源豐富、制造成本低、性能 優異被廣泛應用于工程耐磨陶瓷產品的制造中。

  氧化鋁陶瓷的應用,應遵循以下原則:

①氧化鋁陶瓷材料的結構設計,應盡量減小陶瓷材料的力 學性能對原始裂紋缺陷的依賴性,克服陶瓷材料的致命弱點,即突然性地整體斷裂。

②避免在高應力、大角度沖擊的工況下使用氧化鋁陶瓷材料。

③與其他材料進行復合,這樣可以克服氧化鋁陶瓷材料的脆性弱點,充分發揮其優異性能。

  (2)耐磨陶瓷涂料  在使用溫度高、工件形狀復雜等不宜采用耐磨陶瓷貼片的情況下,建議選用耐磨陶瓷涂料這種耐 磨技術。耐磨陶瓷涂料由骨料和黏結劑組成,骨料為不同顆粒的高鋁釩土、剛玉或碳化硅,黏結劑為 高鋁水泥或純鋁酸鈣水泥。在涂料中加入5%的鋼纖維,可增加耐磨陶瓷涂料的強度并取得較好的使用 效果。它的特點是應用面寬,使用方便,效果明顯。

  3.耐磨復合鋼板

  耐磨復合鋼板是在韌性好、價格低廉的普碳鋼板上覆上一層一定厚度的耐磨合金層,復合界面為 完全的冶金結合。由于有韌性好的普碳鋼作基材,使得復合層可以實現用其他方法難以達到的高合金 耐磨層,從而使耐磨復合鋼板達到了鑄造耐磨材料所無法達到的極高耐磨性。同時,由于母材為普碳 鋼,不但降低了生產成本,而且可以實現自由焊接、拼接、彎曲、卷弧、卷管、打孔以及在普碳鋼一 側焊接螺栓等,使耐磨復合鋼板的應用范圍變得更加廣泛。此外,通過設計合金層的成分,還可以獲 得耐磨耐熱、耐磨耐蝕等功能性復合層。  國外工業發達國家自上世紀60年代起,就開始進行耐磨復合鋼板的開發與推廣,現在耐磨復合鋼 板已作為一種重要的抗磨材料被廣泛應用于各工業領域的生產實踐中。近些年來,耐磨復合鋼板在冶 金、煤炭、化工、建材、發電等領域得到了很好的推廣和應用,解決了許多在實際生產中出現的磨損 難題。與各種合金鋼、合金鑄鐵、鑄石、陶瓷、橡膠、聚氨脂等耐磨材料相比,耐磨復合鋼板所具有 的高耐磨性、高韌性、可焊性及可再次成型性等多重材料特性,以其良好的性價比,受到眾多企業的 認可和好評。

  4.復合與鑲嵌技術

  對一些工況條件比較惡劣、更換周期頻繁的重要零件,目前科研人員正在研究一種復合與鑲嵌技術,以獲得更好的耐磨性能及較長的使用壽命。如國外某公司已推廣應用的一種牌號為DuocastXwin的 復合鑲嵌式立磨磨輥,即是一種在塑性較好的基體上鑲嵌有較硬的高鉻鑄鐵及硬質帶的復合件。與過去用鎳鐵或高鉻鑄鐵制作的磨輥相比,大大提高了磨輥的使用壽命和安全程度。目前,這種磨輥已在國外水泥工業中得到成功應用。

  5.金屬自修復技術

  21世紀初,我國從俄羅斯引進并轉化成自主知識產權的一項金屬自修復技術已在鐵路機車及多個 工業領域獲得成功應用,且顯示出其強大的生命力和廣闊的應用前景。  金屬自修復技術是通過在潤滑油載體中加入一種自修復粉末材料,于摩擦運動過程中在金屬零件 磨損表面產生一個很硬、很平整的自修復層,以達到改善磨損和提高使用壽命的目的。  利用金屬自修復技術,不僅可以對各種機器的金屬磨損表面進行不拆卸的原位修復,還可以對新 零件表面進行強化預處理。目前,盡管該項技術在水泥工業中還沒有被廣泛應用,但可以預見,隨著 金屬自修復技術的不斷提高及其在水泥工業中的進一步應用,它在水泥生產設備的不斷完善以及節能 、節電等方面,將發揮巨大的促進作用。

  最后需要指出的是,盡管各種耐磨技術都有很好的使用效果,但它們自身也必然會存在一些局限 性。世界上沒有一種耐磨材料技術是萬能的,水泥企業應根據自身的實際情況選擇適合自己的耐磨材料技術。

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