Почему сталелитейные заводы используют износостойкую керамическую облицовку?

В процессе производства большое количество оборудования и трубопроводов подвергается воздействию высокотемпературных, твердых материалов (таких как железная руда, стальной шлак, угольная пыль и высокотемпературные печные газы) в течение длительного времени. Воздействие, эрозия и абразивное истирание этих материалов могут серьезно повредить оборудование, сокращая срок его службы, требуя частого ремонта и прерывая производство. Износостойкие керамические футеровки, обладающие превосходной износостойкостью, термостойкостью и химической стойкостью, эффективно защищают критически важное оборудование сталелитейных заводов, становясь ключевым материалом для снижения производственных затрат и обеспечения непрерывного производства.

Основная проблема сталелитейного завода: выраженный износ оборудования
Износ на сталелитейных заводах возникает в основном в двух сценариях, которые напрямую определяют жесткую потребность в износостойких материалах:

Износ от воздействия/эрозии материала:При транспортировке сырья (например, ленточные конвейеры и желоба), дроблении руды и впрыске угля в доменную печь твердая руда и угольная пыль ударяются или скользят по внутренним стенкам оборудования на высоких скоростях, вызывая быстрое утоньшение металла, образование язв и даже перфорацию.

Высокотемпературный износ и химическая коррозия:Высокотемпературное оборудование, такое как сталеплавильные конвертеры, ковши и печи горячего дутья, не только подвергается физическому износу от шлака и шихтовых материалов, но и высокотемпературному окислению и химической коррозии от расплавленной стали и шлака. Обычные металлические материалы (такие как углеродистая сталь и нержавеющая сталь) испытывают резкое падение твердости при высоких температурах, ускоряя износ в 5-10 раз.

Без износостойких футеровок средний срок службы оборудования может сократиться до 3-6 месяцев, требуя частых простоев для замены компонентов. Это не только увеличивает затраты на техническое обслуживание (рабочая сила и запасные части), но и нарушает процесс непрерывного производства, приводя к значительным потерям производительности.

Основные сценарии применения износостойких керамических футеровок на сталелитейных заводах

Различное оборудование демонстрирует различные характеристики износа, требующие определенных типов керамических футеровок (например, керамика с высоким содержанием оксида алюминия, карбида кремния и композитная керамика). Основные сценарии применения включают:

Системы транспортировки сырья:бункеры ленточных конвейеров, желоба и футеровки силосов.

Основная проблема:Ударный и скользящий износ от падающих сыпучих материалов, таких как руда и кокс, может легко привести к перфорации бункеров.

Решение:Толстостенные (10-20 мм) футеровки из керамики с высоким содержанием оксида алюминия, закрепленные сваркой или склеиванием, выдерживают удары и противостоят износу.

Система вдувания угля в доменную печь: трубы для вдувания угля, распределители угольной пыли

Основная проблема:Высокоскоростная угольная пыль (скорость потока 20-30 м/с) вызывает эрозию и износ, причем наиболее сильный износ наблюдается на коленах труб, что приводит к прорыву и утечке.

Решение:Использование тонкостенных (5-10 мм) износостойких керамических труб с гладкой внутренней стенкой для уменьшения сопротивления и утолщенных колен, что обеспечивает срок службы 3-5 лет (по сравнению с 3-6 месяцами для обычных стальных труб).

Сталеплавильное оборудование: дымоход конвертера, футеровка ковша, ролик непрерывной разливки

Основная проблема:Высокотемпературная эрозия шлака (выше 1500°C) и химическое воздействие приводят к накоплению шлака и быстрому износу в дымоходе, требуя, чтобы футеровка ковша была как термостойкой, так и износостойкой.

Решение:Высокотемпературная футеровка из карбида кремния (1600°C) обеспечивает высокую устойчивость к эрозии шлака, снижает частоту очистки дымохода от шлака и продлевает срок службы ковша.

Система удаления пыли/обработки шлака: трубы для удаления пыли и компоненты шламовых насосов
Основные проблемы:Запыленный, высокотемпературный дымовой газ и шлам (включая частицы стального шлака) вызывают износ труб и насосов, приводя к утечкам.
Решение:Используется керамическая композитная футеровка (керамика + металлическая подложка), обеспечивающая как износостойкость, так и ударопрочность для предотвращения повреждения оборудования от утечки шлама.

Сравнение с традиционными материалами: износостойкие керамические футеровки обеспечивают лучшую экономичность
Сталелитейные заводы когда-то широко использовали традиционные износостойкие материалы, такие как марганцовистая сталь, литьевой камень и износостойкие сплавы. Однако существуют значительные различия как в экономичности, так и в производительности по сравнению с износостойкими керамическими футеровками:

В долгосрочной перспективе, хотя первоначальная стоимость покупки износостойких керамических футеровок выше, чем у марганцовистой стали и углеродистой стали, их чрезвычайно долгий срок службы (в 3-10 раз больше, чем у традиционных материалов) и чрезвычайно низкие требования к техническому обслуживанию могут снизить общую стоимость на 40%-60% в течение 10-летнего цикла, а также избежать потерь производства, вызванных выходом оборудования из строя (потери от однодневной остановки производства для сталелитейного завода могут достигать миллионов юаней).

Сталелитейные заводы используют износостойкие керамические футеровки, используя их высокую износостойкость, термостойкость и низкие эксплуатационные характеристики для решения проблем износа основного оборудования. В конечном итоге этот подход позволяет достичь трех ключевых целей: продление срока службы оборудования, снижение затрат на техническое обслуживание и обеспечение непрерывного производства. С достижениями в технологии производства керамики (например, недорогая, высокочистая глиноземная керамика и керамико-металлические композитные футеровки) их применение на сталелитейных заводах продолжает расширяться, что делает их ключевым материалом для снижения затрат и повышения эффективности в современной сталелитейной промышленности.