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耐磨陶瓷涂料——水泥设备经久耐用

盈德化工 2018-06-17 158
北京盈德化工作为专业生产耐磨陶瓷涂料厂家,在此介绍耐磨陶瓷涂料、耐磨防腐涂料、防腐陶瓷涂料、耐磨陶瓷涂层、防腐耐磨涂料相关知识,希望对大家会有帮助。

在水泥生产线上,有诸多设备和管道内部长期受到物料或高浓度含尘气体的冲刷,比如立磨选粉机出口、磨机出口风管、选粉机、球磨机溜槽、下料斗、各种阀门内腔、闸板及输送管道等等。例如立磨生产的粉料在高速气流的带动下,要和衬体发生强烈的碰撞和摩擦,进行能量交换。衬体遭受严重的冲击和冲刷,温度上升,易于受损。水泥厂的很多机器设备都会受到散状物料的影响,这些散状物料大多都具有腐蚀性,会使水泥厂的管道及机器设备受到冲刷发生磨损。

水泥生产线立磨粉磨系统对衬体的要求:立磨生产的粉料在高速气流的带动下,要和衬体发生强烈的碰撞和摩擦,进行能量交换。衬体遭受严重的冲击和冲刷,温度上升,易于受损。这就要求衬体具有以下性能:粉料在立磨、选粉机及管道中进行输送时,速度在20m/s左右,粉料对内衬和管道壁产生垂直方向的压应力和平行方向的剪切应力,从而对它们造成强烈的冲刷和磨蚀,不断降低内衬厚度,降低使用寿命。内衬长时间经受应力作用,存在应力疲劳危险,所以必须具有良好的抗冲击韧性,尤其是剪切应力,它是内衬遭受破坏的主要原因。因此内衬材料要有较高的机械强度和韧性。由于高速气流的带动,粉料对衬体产生强烈的冲刷,必然加快内衬的磨损。因此内衬必须具有良好的耐磨性能,高强度未必耐磨,但是耐磨必须具有高强度。耐磨性不仅和材料的强度有关,而且和材料的性质密切相关。矿渣的硬度大概在莫氏6级、水泥熟料的硬度为莫氏4~5级,这就要求内衬材料的硬度必须在6级以上,不然就不可能耐磨。因此内衬材料应该在7~9级范围内选择。通常离子化合物和共价化合物有高的硬度,尤其是共价化合物。这是因为共价键为强结合健,其空间有很强的方向性,构成空间网络结构,形成强结合。如碳化硅、碳化钛、金刚石等,都具有高的硬度。而氧化物通常为离子化合物,部分氧化物的健强介于离子键和共价键之间,健强不及共价键,硬度稍低。因此内衬应在氧化物和碳化物、硼化物之中选择,从而达到较高的耐磨性。立磨及输送管道要长期和矿渣接触,从化学成分和矿相可以知,主要为碱性化合物,与制作方法有很大关系,且经常变化。这就要求内衬具有较好的耐碱性,不能与矿渣发生化学反应。如果和矿渣发生化学反应形成变质层,就会使内衬材料性能降低,耐磨性下降。同时由于变质层和原始内衬膨胀系数有差别,在温度变化时产生热应力,造成结构剥落,加剧内衬材料的磨损。因而要求内衬材料必须具有良好的化学稳定性。

影响无机材料强度的因素是多方面的。材料强度的本质是内部质点间的结合力。选择弹性模量高的原料,提高材料硬度和耐磨性。弹性模量E是一个重要的材料常数,是原子间结合强度的标志,实际上是原子间结合力曲线上任何点的曲线斜率。共价键、离子键结合的晶体,由于结合力较强,通常有较高的弹性模量。分子键结合力较弱,因此弹性模量也较小。而且弹性模量还和原子间距离有关。要想获得高强耐磨材料,应该选择离子和共价化合物,硼化锆等常被用做磨料,广泛地应用于磨具行业。为了消除缺陷,提高晶体的完整性,细、密、匀、纯是当前陶瓷发展的一个重要方向,近年来出现了许多微晶、高密度、高纯的陶瓷材料,如热压氮化硅陶瓷,密度接近理论值,几乎不含气孔,有极高的机械强度和耐磨性,是传统陶瓷所无法比拟的。在设计超强耐磨陶瓷涂料时,应该充分考虑材料的结构,尽量控制气孔的含量,提高浇注密度,细化原料的晶体发育,形成微晶结构,增加晶体的完整性。

为提高材料的耐磨性和结构强度大力提高超强耐磨材料的使用寿命,增强材抖抵抗矿渣的高速机械冲击对材料造成的冲刷和磨损,减少材料在长期应力条件下疲劳造成的破坏,应该采取增强措施,改善材料的结构、优化其性能。采用钢纤维增强和金属网增强双重补强机制,纤维增强有效果明显,操作简单,成本低廉的特点,已经在材料设计中被广泛采用。

根据资料显示,在水泥行业的水泥厂的停机时间中,由于这种磨损而发生停机的现象占整个停机时间一半的比例。这种长期发生的设备停机现象,势必会导致工作效率的下降,进而影响工厂的经济效益。所以,解决水泥厂因散装物料冲刷而引起磨损的导致停机的问题,是企业当前需要解决的重点难题。就目前我国水泥厂的发展状况而言,耐磨材料的消耗量远远超过发达国家,我们的平均消耗约为500g/t,而发达国家200g/t都不到。所以,在我国水泥厂发展中当前最应该解决的问题就是关于耐磨材料的消耗,要降低材料消耗,就必须要增强水泥设备的耐磨性、使耐磨部件的使用寿命能够得到大幅提高。

为了延长这些部位的使用寿命,设备供应商和水泥工作者对高性价比的耐磨材料的创新从来就没有停止过。为了解决这个耐蚀兼具耐磨耐高温涂料化工难题,避免腐蚀摩擦所带来的危害,近期,一种命名为耐磨陶瓷涂料的应用于以上各部位的国产非金属耐磨材料在国内水泥企业、钢厂、电厂得到认可并广泛应用。北京盈德化工研发的ZS-1031耐磨防腐涂料,采用高新技术,特别是无机—有机纳米技术,耐温可以到达600℃高温,涂料有机-无机增链嫁接,以及共混理论和互穿网络技术,ZS耐磨防腐涂料涂层具有良好的抗冲击性能和抗腐蚀性能,无机-有机改性溶液成膜后饱满光滑可以减少磨擦组力,颜料中大的陶瓷粉料作为支架抗冲击抗撞击,小的陶瓷粉料作为填充抗摩擦。ZS1031超强耐磨陶瓷防腐涂料优良的力学性能和耐磨指数使它还可以应用于水泥行业余热发电系统以及电厂循环流化床锅炉内衬,经受严酷的高温和高速热态含尘气流的冲刷和磨损,有效地提高设备运转周期耐磨陶瓷涂料保护易磨损部位,施工方便快捷,耐磨性、耐高温性好,无剥落现象,表面几乎无磨损,达到了设计耐磨防腐涂料要求和维护的目的,大大降低了维护费用和生产成本,提高了设备的运转率。

当在陶瓷材料中加入高强颗粒时,材料抵抗应力诱发的裂纹扩张会得到明显的抑制。裂纹在应力的作用下发生扩展遇到颗粒时,由于颗粒极高的强度和小的膨胀系数,裂纹被“钉”扎住,要继续扩展必须要求更大的能量去穿透颗粒或发生裂纹偏转,增加界面面积,从而增加能量的消耗,提高材料的强度和韧性。加入颗粒后,材料的弹性模量和剪切模量都有所增加,材料的强度和耐磨性得到显著地提高,可以增加耐磨材料的使用寿命,降低生产成本。为了提高耐磨陶瓷涂料养护期的强度和促进结合剂的水化进程,需要在材料的表面涂抹养护剂。必须设计新的养护剂,该养护剂是一种化学涂料,它采用离子交换的方式,使表面的摩尔体积比内部的大,由于表面体积膨胀大受到内部材料的限制,就产生两向状态的压应力,从而提高材料的屈服强度和断裂韧性。通常是用一种大的离子置换小的离子,由于这种置换受扩散和带电离子的影响,压力层厚度受到限制。化学强化是现代材料发展的一个重要方向,具有很强的可操作性,而且非常有效。

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