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。
火力发电厂或者大型燃煤供热锅炉都配有磨煤机,由于立式滚压磨煤机效***、噪音小、检修方便等被广泛的应用,磨煤机的长期使用,使得磨煤机壳体及分离器都有不同程度的磨损,业主多选用耐磨堆焊的方式,也有选用耐磨钢板或者高铬合金铸钢板,最近有些电厂开始使用耐磨陶瓷焊接衬板或者其它的防磨方式。下面对几种防磨措施做一个比较。
采用的防磨方式 | 耐磨堆焊 | 高铬合金铸钢板 | 耐磨钢板 | 焊接耐磨陶瓷衬板 | 有机耐磨陶瓷胶泥 | 无机耐磨陶瓷涂料 |
耐磨层厚度 | 6mm | 10mm | 10mm | 10mm | 10mm | 20mm |
表面硬度 | HRC56~62 | HRC56~62 | HRC55~58 | HRC90 | HRC80 | HRC75 |
每平方米造价 | 3000元 | 3000元 | 800元 | 1000元 | 1200元 | 800元 |
可操作性 | 技术要求较高,需要专用的机械和工具,工作强度大 | 安装简单,螺栓固定,但现场无法切割 | 安装简单 | 安装简单 | 施工技术要求较高,工作强度大 | 比较容易,需要喷涂机或者搅拌机 |
养护 | 无需养护 | 无需养护 | 无需养护 | 24小时 | 24小时 | 72小时 |
耐温性能 | 450度以下 | 450度以下 | 450度以下 | 450度以下 | 200度以下 | 850度以下 |
预期寿命 | 普通钢板的3至5倍寿命 | 普通钢板的3至5倍寿命 | 普通钢板的1至2倍寿命 | 普通钢板的10至20倍寿命 | 普通钢板的3至5倍寿命 | 普通钢板的1至2倍寿命 |
运输 | 容易 | 容易 | 容易 | 容易 | 化工品,运输和保存都比较困难 | 运输和保存都比较困难 |
通过以上的防磨工程比较,可以看到,焊接耐磨陶瓷衬板是最经济也是最耐磨的一种防磨方式。我公司目前承接大量的立式磨煤机壳体防磨,采用焊接耐磨陶瓷衬板防磨,目前运行最长的磨煤机已达8年,磨煤机壳体仍然完好,耐磨陶瓷表面有轻微的磨痕,平均深度不到2mm。