爲了延長這些部位wèi麻豆材料的使用壽命mìng，科研工作者付出了艱辛的勞動dòng，研製了各種耐磨材料liào，有效解決了水泥窯設備易磨損sǔn、壽命短duǎn、熱利用率低等難題tí，爲水泥窯磨損嚴重的部位高效長壽命運行提供了可靠的保障zhàng。本文重點就不定型耐磨材料在水泥廠燒成系統具體部位的使用情況加以介紹shào。 ......

　　今新型幹法水泥生產技術迅猛發展zhǎn，隨着窯徑加大dà、窯速提高gāo，對服役的de麻豆材料提出了更高的要求qiú，尤其在有高溫含塵氣流輸送的管道及設備中zhōng，由於長期受高濃度氣體的沖刷shuā，如三次風管彎頭tóu、閘板bǎn、篦冷機矮牆qiáng、餘熱發電風管等部位wèi，麻豆材料損毀很嚴重zhòng，個別部位兩三個月就要檢修一次cì，嚴重影響了水泥窯的正常運轉zhuǎn。爲了延長這些部位wèi麻豆材料的使用壽命mìng，科研工作者付出了艱辛的勞動dòng，研製了各種耐磨材料liào，有效解決了水泥窯設備易磨損sǔn、壽命短duǎn、熱利用率低等難題tí，爲水泥窯磨損嚴重的部位高效長壽命運行提供了可靠的保障zhàng。本文重點就不定型耐磨材料在水泥廠燒成系統具體部位的使用情況加以介紹shào。

 

　　1  非金屬耐磨材料的發展狀況kuàng

 

　　非金屬耐磨材料的主要原料有高鋁礬土tǔ、剛玉yù、SiC。剛玉具有硬度大dà（硬度dù9）、熔點高gāo（熔點diǎn2 050 ℃）、化學性質穩定dìng，對酸suān、鹼都有良好的抵抗性的性能néng。碳化硅也具有硬度大dà（硬度dù9.5）、熔點高gāo（分解溫度dù3 400 ℃）、即使在氫氟酸中也完全不溶解的特點diǎn。所以yǐ，以剛玉yù、碳化硅作基體骨架的材料liào，有助於使產品獲得體積密度高gāo、熱態強度大dà、耐腐蝕和耐磨等性能的材料liào。耐磨定形制品主要有剛玉磚zhuān、碳化硅磚zhuān、高鋁磚等děng，其顯着特點是既耐高溫又耐磨mó。按圖紙要求加工gōng麻豆磚zhuān，用耐熱不鏽鋼螺栓進行安裝zhuāng，優點是安裝zhuāng、維修更換方便biàn，缺點是價格高gāo，尤其當殘磚存在質量問題和不鏽鋼螺栓磨損後hòu， 殘磚掉落時shí，將使設備堵塞sāi，如不能及時停爐將造成安全事故gù。不定型耐磨材料包括水泥結合系統tǒng和磷酸鹽結合系統，前者製作時除了採用上述提到的耐磨原料外wài，還要添加電熔或燒結的優質原料細粉fěn與超微粉、水泥ní、外加劑等děng，通過調整基質各成分比例lì，保證其結合相在高溫下充分發揮連接jiē、膠結骨料的作用yòng，超細粉有效地充填骨料孔隙xì，改善材料的高溫性能néng，從而顯着提高材料強度dù，整個材料以yǐ“剛性xìng”方式來實現主動抗磨mó。磷酸鹽結合材料是指以上述高鋁礬土tǔ、剛玉yù、SiC爲原料liào，添加結合粘土tǔ、增塑劑jì，以磷酸或磷酸二氫鋁爲結合相的耐磨材料liào。這種材料的特點是強度不高gāo，但材料耐侵蝕shí，塑性及韌性好hǎo，不易剝落luò，通過guò“柔性xìng”方式來實現被動耐磨mó。這種材料應用比較廣泛fàn，除了具備良好的材料性能néng，而且可以採用多種施工方式shì。

 

　　2  不定型耐磨材料在水泥廠燒成系統的應用情況kuàng

 

　　2.1  三次風管彎頭tóu

 

　　水泥窯三次風管彎頭內襯需要承受shòu800～1 100 ℃工作溫度dù，抵抗風速大約爲wèi25 m/s的氣流以及熟料細顆粒沖刷shuā，而且還要遭受鹼蒸氣的腐蝕shí。所以yǐ，工況惡劣liè，損壞嚴重zhòng，常常因爲彎頭部位的磨損影響生產的正常運轉zhuǎn。三次風管彎頭內襯所用的de麻豆材料經過多次演變biàn：最早設計爲高鋁澆注料liào，使用時間僅有一個月yuè；之後hòu，改爲莫來石剛玉澆注料liào，使用時間只有二個月yuè；再後hòu，採用yòngHMS高耐磨磚與莫來石剛玉澆注料組合框架結構gòu，也勉強僅能維持四個月的運行xíng。爲保證生產正常運轉zhuǎn，需要通過選用合適的材質zhì，設計正確的結構gòu，提高彎頭部位的耐磨性xìng，延長襯料的使用壽命mìng。目前市場上牌號爲wèiJP-85超高強耐磨澆注料在三次風管彎頭處的使用效果良好hǎo，這種材料的主材爲剛玉和héSiC，還要添加一定量的鋼纖維wéi、水泥爲結合相的耐磨材料liào，通過提高材料的強度來提高耐磨性xìng；另一方面這種材料在施工過程中採用了帶有梯形凸塊的形狀zhuàng。凸塊的作用有二èr：其一yī，凸塊產生渦流liú，從而緩衝了氣流及其挾帶顆粒的沖刷shuā；其二èr，凸塊阻止了固體粒子的運動dòng，制止了上述粒子沿襯體表面的滑行xíng，從而減緩了氣流及其挾帶顆粒的磨損sǔn。JP-85超高強耐磨澆注料在寧國水泥廠的三次風管中使用yòng，至今爲止已達三年之久jiǔ，沒有出現破損現象xiàng。目前這種材料在海螺集團tuán、冀東集團tuán、華潤等多個水泥集團得到了廣泛的應用yòng。

 

　　2.2  風閥fá、閘板bǎn

 

　　凡是在高溫管道中有含塵氣流輸送的地方fāng，都會設有調節風速的風閥或閘板bǎn。由於普通鋼板在高溫下剛度及強度都有不同程度的下降jiàng，金屬材料很難滿足耐磨要求qiú，不做耐磨處理的風閥和閘板在使用一yī、兩個月後就破損了le；對風閥和閘板做耐磨處理後hòu，其使用壽命提高到dào1年nián。爲了保證正常開啓和關閉bì，只在它們的迎風面做耐磨處理lǐ，側面不做耐磨處理lǐ，施工時先將六邊形龜甲網焊接在閘板上shàng，四周支起模板bǎn，然後再塗抹一層耐磨材料即可kě，風閥的施工厚度一般爲wèi20 mm。閘板施工應先支模mó，再焊接錨固件jiàn，採用澆注施工gōng，厚度一般爲wèi200 mm。目前市場提供的材料liào主要爲磷酸鹽結合的耐磨可塑搗打料以及水泥結合的剛玉質耐磨材料，處理風閥的材料對粒度有一定的要求qiú，臨界顆粒lì＜3 mm。耐磨處理後的實物如圖tú2，該處的耐磨處理施工方便biàn，既可先施工後安裝zhuāng，也可先安裝後施工gōng。

 

　　2.3  餘熱發電設備bèi

 

　　近年來lái，利用水泥窯餘熱進行發電是水泥工業節能降耗的重要措施shī，已被國家發改委等部門列入rù“十一五wǔ”十大重點節能工程chéng。但由於餘熱發電系統風管guǎn、沉降室等的工況惡劣liè，其磨損問題不容忽視shì。據統計jì，帶餘熱發電的de水泥企業因餘熱發電系統磨損而引起的停機時間佔總停機時間的50%～55%。目前餘熱發電設備的耐磨節能襯裏主要爲磷酸鹽結合的耐磨材料liào，爲了使耐磨材料附着在施工體上shàng，採用海鷗形錨固件或龜甲網做固定橋樑liáng，然後將耐磨材料用塗抹或搗打方式固定在施工體上shàng，使材料較好地附着在被施工體上shàng，整體性能好hǎo。沉降室部位一般採用錨固件固定方式施工gōng，錨固件以梅花狀分佈在施工體上shàng，規格及具體的施工要求見圖tú3。沉降室部位空間大dà，溫度稍低dī，安裝方式決定其不用考慮負荷的影響xiǎng，施工厚度dù35 mm～40 mm。風管部分一般採用龜甲網固定方式施工gōng，由於風管懸浮在半空中zhōng，因此必須考慮其負荷不易過大dà，否則易變形xíng，再則要保證餘熱發電系統的氣流通暢chàng，施工厚hòu度不易過厚，一般爲wèi20 mm～22 mm。施工時先用yòng160 mm×160 mm的銷釘將龜甲網焊接在施工體上shàng，如圖tú4所示shì，然後再將耐磨材料固定在風管內壁bì。這兩種施工工藝的使用使耐磨材料很好地附着在施工體上shàng，對施工體起到了良好的保護作用yòng，延長了耐磨襯體的使用壽命mìng。

 

　　隨着耐磨材料及施工工藝不斷進步bù，在餘熱發電系統以及水泥窯生產系統的風管使用壽命不斷加長zhǎng，由原來的de1年發展到今天的de2～3年nián，有一種牌號爲wèiJP-80材料使用壽命可以長達dá4年之久jiǔ。

 

　　2.4  篦冷機矮牆qiáng

 

　　篦冷機矮牆要長期承受shòu300～1 450 ℃的高溫熟料顆粒的沖刷shuā，同時跟冷熱空氣交替接觸chù，使矮牆損壞較快kuài，磨損後的矮牆會露出錨固件jiàn，如圖tú5。由最初使用的耐鹼澆注料liào、高鋁澆注料liào，發展到今天的莫來石質澆注料liào、鋼纖維增強澆注料liào，製作方法一般以高鋁莫來石爲耐磨骨料liào，添加超微粉fěn、純鋁酸鈣水泥ní、耐熱鋼纖維等成分fēn。使用中由於溫度或體積上shàng的變化容易造成應力集中在澆注料實體上，在工藝上引入鋼纖維是可以起到增韌補強qiáng、提高斷裂韌度的有力措施shī。加有鋼纖維的de麻豆材料中zhōng， 如果擴展裂紋面對的是纖維wéi，一旦初始微裂紋有發展的趨勢shì，由於纖維拉拔效應yīng， 其方向就可能改變或某些能量可能被消耗hào， 使裂紋不再或少量擴展zhǎn；另外wài， 將鋼纖維加入到dào麻豆材料中zhōng， 使材料產生的應力能夠被吸收shōu，阻止微裂紋的擴展zhǎn，增強材料的整體性xìng，從而改善材料的抗熱衝擊能néng力和抗結構剝落性能，延長矮牆部位使用週期qī。