周平安:水泥工業(yè)耐磨材料技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
中國機械工程學(xué)會抗磨技術(shù)專業(yè)委員會名譽主任、中國鑄造協(xié)會高級顧問、中國水泥網(wǎng)高級顧問周平安教授
5月21日,5月21日,由中國水泥網(wǎng)主辦的“2011第四屆國際粉磨峰會”在南京國際會議大酒店召開。中國機械工程學(xué)會抗磨技術(shù)專業(yè)委員會名譽主任、中國鑄造協(xié)會高級顧問、中國水泥網(wǎng)高級顧問周平安教授做了主題演講,圍繞耐磨材料和備件消耗在水泥工業(yè)生產(chǎn)中所占的地位;耐磨材料在各個主要工業(yè)領(lǐng)域中的消耗和比重;耐磨材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢;耐磨材料技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢;耐磨材料行業(yè)和水泥工業(yè)合作的前景和方向等幾個方面向與會者分享了自己的觀點。主要內(nèi)容如下:
水泥工業(yè)中主要消耗工序及耐磨件
消耗工序 |
采掘 |
破碎 |
研磨 |
輸送 |
主要磨損零件 |
潛孔鉆頭、轉(zhuǎn)載機機斗齒 |
顎式破碎機齒板、錘頭、磨輥 |
襯板、磨球 |
篦子板、溜槽、管道、閥門、風(fēng)機葉片 |
我國鑄件2009年的總產(chǎn)量約3000多萬噸,占世界第一( 其次是:美國和日本)。耐磨件主要消耗領(lǐng)域在:冶金礦山,建材水泥和火力發(fā)電行業(yè)。冶金礦山的用量要比建材水泥行業(yè)的多,但是在冶金礦山使用耐磨件的狀況水平都不如水泥行業(yè),耐磨件和水泥行業(yè)結(jié)合的歷史是最悠久的,也給耐磨行業(yè)帶來了極大的促進。
耐磨件總的消耗量為:300萬噸/年,占鑄件總生產(chǎn)量10%。
水泥廠球磨機成本消耗所占比例
耐磨介質(zhì)消耗比例:
冶金采礦行業(yè)占57%、水泥行業(yè)占28%、砂石混凝土行業(yè)占14%。
表 全國近幾年各行業(yè)磨礦介質(zhì)消耗量統(tǒng)計
項目
行業(yè) |
總產(chǎn)量 |
單 耗 |
消 耗 量(萬噸) |
備 注 | ||||
07 |
08 |
09 |
07 |
08 |
09 | |||
鐵礦(億噸) |
7.0707 |
7.8 |
8.8 |
1.2kg/t |
84.84 |
92.82 |
105.6 |
低鉻球 |
有色(萬噸) |
2350 |
2520.3 |
2650 |
0.8kg/t |
23.06 |
24.73 |
26.01 |
低鉻球 |
水泥(億噸) |
13.6 |
14 |
16.5 |
0.169
kg/t |
16.088 |
16.52 |
19.52 |
高鉻球 |
火電(億KWh) |
27218 |
27900.8 |
29867 |
5,16t/
億KWh |
8.426 |
8.638 |
9.246 |
低鉻球 |
其它行業(yè) |
|
|
|
|
8 |
9 |
10 |
|
合計 |
|
|
|
|
140.41 |
151.71 |
170.38 |
|
其他行業(yè)耐磨鑄鋼件消耗量
破碎機耐磨件年用量約20萬噸;
軋輥類耐磨件年用量約20萬噸以上;
斗齒類耐磨件年用量在10萬噸以上;
履帶類耐磨鑄鋼件年用量在10萬噸以上;
渣漿泵類過流耐磨鑄鋼件約5萬噸左右;
耐磨管類耐磨鑄件年用量在5萬噸以上
其它行業(yè)耐磨件年用量合計約70萬噸。
我國金屬耐磨鑄鋼件年需求量約為100萬噸
金屬耐磨材料的增漲幅度和其它主要使用耐磨材料行業(yè)增漲幅度是基本上同步,耐磨材料增漲幅度平均在5-10%左右。
水泥工業(yè)耐磨材料行業(yè)目標和任務(wù):
提高耐磨件的質(zhì)量品質(zhì)和應(yīng)用水準;
降低水泥工業(yè)運轉(zhuǎn)和采購成本;
改善環(huán)境和節(jié)能減排。碼[Page]
耐磨材料技術(shù)在水泥行業(yè)內(nèi)的發(fā)展
計算機仿真和模擬技術(shù)的應(yīng)用;
新型耐磨材料系列和標準化;
冶金質(zhì)量和鑄造工藝改善的新技術(shù);
復(fù)合材料和修復(fù)技術(shù);
機械化和自動化的生產(chǎn)技術(shù);
信息化和電子商務(wù)。
新型耐磨材料系列和標準化
抗磨白口鑄鐵件(GB/T8623)
鑄造磨球 (GB/T 17445-2008 )
建材工業(yè)用鉻合金鑄造磨球標準 (JC/T533-2005)
奧氏體錳鋼鑄件GB/T (5680-2009)
鉻錳鎢系抗磨鑄鐵件GB/T XXXX-2009
水泥工業(yè)用 耐磨件堆焊 通用技術(shù)條件JC/T 2011
美國ASTM A532/A532M-93(a 2003)《抗磨鑄鐵標準規(guī)范》和歐盟標準EN 12513:2000
耐磨鑄件生產(chǎn)的機械化和自動化
耐磨鑄件生產(chǎn)的機械化和自動化逐步代替工人的繁重的體力勞動;
提高生產(chǎn)效率和鑄件質(zhì)量;
節(jié)省能源和改善環(huán)保。
冶金質(zhì)量和鑄造工藝改善的新技術(shù)
改進表面質(zhì)量的鑄造工藝新技術(shù):
真空薄膜負壓造型(V法)
消失模造型技術(shù)(EPC法)
耐磨材料品質(zhì)的改善和新型耐磨材料系列的發(fā)展
普通白口鑄鐵-合金白口鑄鐵(鎳硬鑄鐵、高、低鉻鑄鐵)-奧貝球鐵-含碳化物的等溫淬火球鐵(CADI);
高錳鋼(中錳鋼)-合金鋼
復(fù)合材料(耐磨堆焊、耐磨鋼板、陶瓷鑲鑄、雙金屬澆注)
磨球的硬度分布
磨球本體的沖擊韌性
CADI磨球裝機試驗結(jié)果
使用CADI磨球的節(jié)電效果
提高鋼鐵液體冶金質(zhì)量的主要措施
爐底吹氬純凈鋼水技術(shù);
各種變質(zhì)劑技術(shù);
納米變質(zhì)技術(shù)碼[Page]
納米變質(zhì)劑的作用原理和效果
特點:納米變質(zhì)劑具有高硬度、耐高溫、粒度?。ㄐ∮?0nm)、表面能大、分散性好和表面ZETA電位低(- 18.0mv)等特點 ,與金屬具有較好的結(jié)合力,更容易生成晶核、滲透和產(chǎn)生彌散強化作用。
作用:具有比一般變質(zhì)劑更強的細化晶粒和彌散強化作用??擅黠@改變金屬基體和碳化物等組織結(jié)構(gòu),同時增強合金的硬度、韌性、抗拉和耐磨性能,從而提高金屬耐磨材料品質(zhì)并減少一定量的稀貴金屬或熱處理工序等)。
鞍鋼鋼研所試驗
1)納米粉體的冶煉添加試驗研究
2)TiN納米粉體在高強鋼中的應(yīng)用試驗研究
3)ZrB2納米粉體在工程機械用鋼中的應(yīng)用
高錳鋼加入TiN試驗
(中間合金和吹氬)
編號 |
試棒內(nèi)容 |
鑄態(tài)沖擊性能 |
平均值 |
提高值 |
1 |
ZGMn18第一爐原樣 |
12、14、14、13 |
13.25 |
100 |
2 |
中間合金加入量為萬分之三 |
18、20、15、18 |
17.75 |
130.18 |
3 |
中間合金加入量為萬分之五 |
11、12、11、10 |
11 |
83.1 |
4 |
ZGMn13第二爐原樣 |
7、6、6、4 |
5.75 |
100 |
6 |
吹氬加入法,加入量為萬分之六 |
6、8、6、6 |
6.5 |
113.04 |
TiN在Mn18Cr2中的存在形式
a、
Element |
Wt% |
At% |
NbL |
17.20 |
09.73 |
TiK |
79.18 |
86.86 |
FeK |
03.63 |
03.41 |
b、
Element |
Wt% |
At% |
C K |
11.75 |
44.80 |
NbL |
60.57 |
29.85 |
TiK |
18.95 |
18.12 |
CrK |
01.16 |
01.02 |
MnK |
01.79 |
01.49 |
FeK |
05.78 |
04.74 |
從電子衍襯像上可以看出基體中存在有納米級的第二相,電子衍射花樣標定表明基體為γ相,第二相為TiN。
耐磨技術(shù)在水泥工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀
耐磨堆焊
耐磨陶瓷
1)耐磨陶瓷貼片
2)耐磨陶瓷涂料
耐磨復(fù)合鋼板
復(fù)合和鑲莰技術(shù)
耐磨堆焊
耐磨堆焊的優(yōu)點是:技術(shù)成熟,靈活方便,成本低廉,效果明顯。
堆焊既可在現(xiàn)場修復(fù),也可在工廠中進行在線堆焊。
耐磨陶瓷
耐磨陶瓷片
耐磨陶瓷涂料
耐磨材料行業(yè)與水泥工業(yè)的合作前景
長期以來,耐磨材料行業(yè)一直是是水泥工業(yè)忠實和必不可少的合作伙伴,它對水泥工業(yè)提高效益、降低成本和節(jié)能減排有著重大的作用和影響;
耐磨企業(yè)已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一個獨立的行業(yè)和產(chǎn)業(yè)團體而存在,有若干耐磨企業(yè)已具備相當(dāng)?shù)纳a(chǎn)規(guī)模并基本完成了必要的技術(shù)改造并逐漸進入規(guī)?;\作階段;
耐磨材料行業(yè)正在走整合的道路并創(chuàng)造新的模式,將以行業(yè)或集團的形式和大型水泥集團逐步建立起長遠的、效率更高的、互惠互利、互相促進的伙伴關(guān)系,以適應(yīng)和滿足水泥工業(yè)的發(fā)展需求
電子商務(wù)平臺和信息化
建設(shè)電子商務(wù)和大客戶服務(wù)銷售平臺的好處
通過團購、專賣、推銷等手段和行業(yè)間的緊密合作,壓縮不必要的中間費用,把最先進、可靠的備品備件供應(yīng)給水泥企業(yè);
通過網(wǎng)絡(luò)跟蹤、調(diào)查、總結(jié)、推廣的形式,把新技術(shù)、新產(chǎn)品在第一時間介紹給用戶并建立良好的合作伙伴關(guān)系;
通過行業(yè)活動和網(wǎng)絡(luò)平臺,把廣大水泥、企業(yè)和制造經(jīng)營企業(yè)的庫存聯(lián)接起來,實現(xiàn)社會化運作。
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