高溫耐磨襯里陶瓷涂料在水泥生產線上的應用
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。
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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(*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。理化性能指標見表1(以Valor系列產品為例)。
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性
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°。
(3)實驗結果見表2
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。
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