Выделить:
Применение износостойких керамических плит в шахтах
Описание продукта
Условия работы в шахтных желобах чрезвычайно сложны, а механизмы износа сложны и разнообразны, проявляясь в основном в трех основных проблемах: во-первых, эрозионный износ, когда частицы руды высокой твердости падают с высоты, ударяясь о внутреннюю стенку желоба со скоростью десятки метров в секунду, вызывая сильные режущие и скалывающие эффекты, особенно в таких областях, как углы желоба и точки падения материала, где износ более сконцентрирован; во-вторых, ударный износ, когда периодическое воздействие больших кусков руды легко приводит к деформации и растрескиванию облицовочных плит и даже к повреждению основания желоба; и в-третьих, коррозионный износ, когда влажная среда в подземных шахтах и кислая и щелочная среда в шламе руды ускоряют коррозию металлических облицовочных плит, что еще больше снижает их износостойкость.
В течение долгого времени шахты в основном использовали металлические облицовочные плиты, такие как марганцовистая сталь и высокохромистый чугун, в качестве защитных материалов для желобов, но твердость по Роквеллу этих материалов составляет всего HRC50-60, а их износостойкость ограничена. Данные показывают, что срок службы традиционных металлических облицовочных плит обычно составляет всего 3-6 месяцев, а в некоторых зонах с высоким износом - даже менее 1 месяца. Частая замена облицовочных плит требует не только большого количества рабочей силы и ресурсов, но и приводит к простою производственной линии, при этом единовременные убытки от простоя часто достигают сотен тысяч юаней, что создает тяжелое операционное бремя для горнодобывающих компаний. Поэтому разработка защитных материалов, сочетающих в себе высокую износостойкость, ударопрочность и коррозионную стойкость, стала насущной потребностью горнодобывающей промышленности.
Параметры продукта
| Элементы |
Технические характеристики |
| Содержание оксида алюминия |
≥95% |
| Плотность |
≥3,8 г/см3 |
| Твердость по Роквеллу A |
≥85HRA |
| Ударная прочность |
≥1500 МПа |
| Разрушающая вязкость |
≥4,0MPa·m1/2 |
| Прочность на изгиб |
≥330 МПа |
| Теплопроводность |
20 Вт/м.К |
| Коэффициент теплового расширения |
7,2×10 6м/м.К |
| Объемный износ |
≤0,02 см3 |
Основные преимущества износостойких керамических плит:
Износостойкие керамические плитыизготавливаются из высокочистого оксида алюминия (Al₂O₃), карбида кремния (SiC) и другого основного сырья путем высокотемпературного спекания и прецизионной обработки. Их физические и химические свойства всесторонне превосходят традиционные металлические материалы, обеспечивая всестороннюю защиту от износа для шахтных желобов. Их основные преимущества в основном отражаются в следующих аспектах:
Чрезвычайная износостойкость
Твердость по шкале Мооса керамических плит из оксида алюминия может достигать 9 (уступая только алмазу), а твердость по Роквеллу достигает HRA85 и выше. Их износостойкость в 266 раз выше, чем у марганцовистой стали, и в 171,5 раз выше, чем у высокохромистого чугуна, эффективно противостоя эрозии и истиранию различных частиц руды. Усиленные керамические плиты с добавлением частиц карбида кремния могут дополнительно увеличить твердость до HV1800, повышая износостойкость на 25% по сравнению с обычными керамическими плитами, что делает их пригодными для условий с высокой абразивностью, таких как желоба для шламов руды и шламовые насосы.
Сбалансированная ударопрочность
Чтобы решить проблему хрупкости керамических материалов, в отрасли используется конструкция композитной структуры, включающая «керамику + прочную подложку». С помощью резинового буферного слоя или специального клея керамическая плита плотно приклеивается к прочной подложке, такой как стальная плита Q235B. Твердый керамический слой обеспечивает износостойкость, а эластичный слой под ним эффективно поглощает энергию удара руды, предотвращая растрескивание и отслаивание керамической плиты, тем самым достигая как «высокой износостойкости», так и «ударопрочности». Практические испытания показали, что эта композитная структура может выдерживать ударную прочность 10-15 Дж/см², что идеально подходит для условий сильного удара в шахтных желобах.
Стабильная коррозионная и высокотемпературная стойкость
Керамика из оксида алюминия обладает чрезвычайно стабильными химическими свойствами, устойчива к кислотным и щелочным средам и коррозии шламов руды, не ржавеет. Это делает ее пригодной для влажных и коррозионных сложных условий, встречающихся в подземных шахтах. В то же время их отличная термическая стабильность позволяет им сохранять стабильную производительность в высокотемпературных условиях выше 800°C, что делает их пригодными для особых условий, таких как транспортировка порошка при высоких температурах, увеличивая срок службы в 4-6 раз по сравнению с традиционными полиуретановыми резиновыми футеровками.
Значительные общие экономические выгоды
Хотя первоначальные инвестиции в износостойкие керамические плиты выше, чем в металлические футеровки, преимущество жизненного цикла является значительным. С одной стороны, срок их службы может быть увеличен до 2-5 лет, что значительно снижает частоту замены футеровок и простоев; с другой стороны, плотность керамических плит составляет всего 1/3 от плотности металлических материалов, что снижает общий вес желоба и снижает потребление энергии привода. Кроме того, гладкая керамическая поверхность и низкий коэффициент трения снижают адгезию материала и риски засорения, повышая эффективность транспортировки. Исследования показывают, что после модернизации желоба угольной шахты керамическими плитами годовые затраты на техническое обслуживание были снижены более чем на 800 000 юаней, что привело к окупаемости инвестиций более чем на 300%.
Процесс применения и соответствующие решения для износостойких керамических плиток
Применение износостойких керамических плиток в шахтных желобах должно соответствовать принципам «адаптации к условиям и стандартизации процесса». Подходящий тип керамики и процесс установки следует выбирать в зависимости от структуры желоба и характеристик материала (размер частиц, твердость и высота падения), чтобы обеспечить максимальную защиту.
Стратегия выбора керамической плитки
Основываясь на различиях в интенсивности износа, возможен целевой выбор: для зон с нормальным износом (например, боковые стенки желоба) следует использовать керамические плитки из оксида алюминия чистотой 92% или 95% толщиной 3-8 мм; для зон с высоким ударом и высоким износом (например, точка падения материала и углы) следует использовать упрочненные керамические плитки из диоксида циркония ZTA или керамические плитки, армированные карбидом кремния, толщиной 8-15 мм. Кроме того, для желобов неправильной формы можно изготовить керамические плитки изогнутой и округлой формы с использованием таких процессов, как лазерная резка и резка водой, чтобы обеспечить идеальную посадку на внутренней стенке желоба.
Сравнение основных процессов установки
В настоящее время существует три основных процесса установки керамических футеровок в шахтных желобах, каждый из которых подходит для различных условий работы:
Метод клеевого соединения:Керамические футеровки приклеиваются к внутренней стенке желоба с помощью высокопрочного эпоксидного конструкционного клея. Этот метод обеспечивает высокую эффективность строительства и гладкую поверхность и подходит для больших плоских или слегка изогнутых желобов и условий работы с ударной прочностью материала ≤ 5 Дж/см². Во время строительства поверхность подложки должна быть чистой и сухой, с шероховатостью Ra3,2-Ra6,3 μм. Клеевой слой должен быть полным и без пустот, а время отверждения должно составлять не менее 24 часов.
Метод шпилечной сварки:Керамические футеровки крепятся к основанию желоба с помощью шпилечной сварки. Каждая шпилька имеет прочность на растяжение ≥ 15 кН, и этот метод обеспечивает отличную ударопрочность, что делает его подходящим для условий работы с высоким падением (≥ 5 м) и сильным ударом. Этот процесс требует надлежащей герметизации сварных швов и обработки против ослабления, чтобы предотвратить проникновение шлама и последующую коррозию основного материала.
Композитный процесс «ласточкин хвост»:Этот метод использует комбинацию механических крепежных элементов и конструкционного клея для двойной фиксации. Прочность соединения интерфейса составляет ≥ 8 МПа, и он обеспечивает выдающуюся вибростойкость, что делает его подходящим для желобов, виброситов и другого оборудования, подвергающегося длительным высокочастотным вибрациям. Его недостатки включают высокие требования к точности обработки и более длительный период установки.
Ключевые технические моменты для строительства
Качество установки напрямую определяет срок службы керамической плитки, и необходимо тщательно контролировать три ключевых момента: во-первых, подготовка подложки, которая включает удаление масла и ржавчины путем механического шлифования для обеспечения погрешности плоскостности поверхности ≤2 мм/м; во-вторых, планировка, использование чертежа CAD для планирования планировки, контроль зазоров между соединениями до 0,5-1 мм, чтобы избежать локальной концентрации напряжений; и в-третьих, отверждение и техническое обслуживание, контроль температуры окружающей среды до 15-30℃ и относительной влажности до ≤70% во время нанесения клея и предотвращение любой нагрузки на оборудование в течение периода отверждения, чтобы обеспечить достижение клеевым слоем расчетной прочности.
Профиль компании
Yibeinuo New Material - национальное высокотехнологичное производственное предприятие, объединяющее исследования и разработки, проектирование, производство и техническое обслуживание в области отечественной износостойкой керамики. Она оказывает определенное влияние на отечественную индустрию износостойких материалов. Ее продукция широко используется в сталелитейной, цементной, угольной и портовой промышленности. , Химической, литиевой батареи, обогащения полезных ископаемых, строительной техники и других отраслях промышленности экспортируется в Юго-Восточную Азию, Южную Корею, Японию, Австралию, Европу, США и другие страны и хорошо принимается пользователями в стране и за рубежом!
Введение в цех завода
Компания имеет передовые производственные линии износостойкой керамики, изостатическое прессование, автоматические прессы, вулканизационные машины, распылительные сушильные башни и т. д., а также производственные линии металлоконструкций.
Метод выбора износостойкой керамики
| Модель продукта |
Рабочая температура (℃) |
Применимые среды |
Частицы материала (мм) |
Область применения |
| Тип пасты |
300 |
Порошок/Шлам |
≤3 |
Пневматическая транспортировка порошка или шлама ниже 300°C |
| Сварной |
300-800 |
Порошок/Шлам |
≤10 |
Пневматическая транспортировка порошка или шлама с более крупными частицами ниже 800°C |
| Ласточкин хвост |
≤800 |
Порошок/Шлам |
≤200 |
Транспортировка порошка с более крупными частицами или высокоскоростного вращающегося оборудования ниже 800°C |
| Ударопрочный |
≤800 |
Гранулы/Шлам |
≤200 |
Система транспортировки сыпучих материалов ниже 800°C, особенно подходит для смеси твердого сыпучего материала и порошкообразного материала |
| Керамико-резиновый композитный тип |
-50~150 |
Гранулы/Шлам |
≤10 |
Система транспортировки сыпучих материалов ниже 150°C, особенно подходит для транспортировки чистого мягкого сыпучего материала, может противостоять сильным ударам |
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!
