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    旋流器常用的耐磨材 料

    文章出處:粉體網公眾號網責任編輯:作者:茜茜人氣:-發表時間:2020河北快三开奖结果-04-11 14:59:00【
       旋流設備按其應用的不同分為不用的類型 ,例如 ,水力旋流器、重介質旋流器等 ,但無論哪一種旋流設備 ,在進行旋流分離工作與物料接觸的過程中都存在磨損問題。旋流器壁面磨損不但會縮短其整體使用壽命 ,而且由于關鍵部位尺寸的改變而降低了旋流器的分離效率 ,使操作性能惡化。研究磨損情況需要對其具體情況具體問題 ,例如物料硬度、形狀、大??;磨損位置;旋流器內部流場等。
       目前旋流器內襯所常用的耐磨材 料可分為:金屬和金屬化合物、聚氨酯制品類和非金屬耐磨材 料類。
    1.金屬和金屬化合物耐磨材 料
       代表性材 料有高錳鋼(ZGMn13)和高猛合金系列(ZGMn13Cr2MoRe)、抗磨系列(Cr15MoZCu)、耐磨合金鋼系列(ZG40SiMnCrMo)等。高錳鋼系列材 料硬度較低(HB170-230),在未硬化前耐磨性有限 ,如其表面充分硬化 ,則價格大幅提升;抗磨鉻鑄鐵系列具有較好的抗耐磨性 ,但韌性較低 ,使用中如內部有鑄造缺陷或出現開裂 ,磨損后由于其焊接性不好 ,難以維修。20世紀70年代前 ,由于選擇受限 ,旋流器內襯材 料多選用抗磨鑄鐵類和耐磨合金類材 料或使用金屬材 料整體鑄造 ,但金屬材 料的耐腐蝕性比非金屬耐磨材 料差。
     
    2.聚氨酯類耐磨材 料
       典型代表材 料為聚氨酯化合物 ,其硬度較低 ,但具有較好的韌性和耐腐蝕性。當承受垂直或大角度的沖擊時 ,會表現出較好的耐磨性;在浸沒狀態下 ,其耐磨性是硬質合金鋼的8倍。但對于硬顆粒物和顆粒尖銳的物料 ,其抗切削磨損的性能變差。
     
    3.非金屬耐磨材 料
       非金屬耐磨材 料一般指陶瓷及其多相、多組分復合材 料系列。該類型材 料出現于20世紀90年代 ,其開發的系列產品種類較多 ,代表性的誘三氧化二鋁(剛玉 ,Al2O3)及增韌三氧化二鋁、碳化硅(SiC)、氮化硅(Si3N4)、氮化硅結合碳化硅(Si3N4+SiC)及其多相、多組分復合耐磨材 料等。該類型材 料的特點為密度、強度均較大 ,密度可達3.50~6.05g/cm3 ,抗彎強度可達285~1000MPa ,并具有優良的耐腐蝕性、耐磨性(耐磨性相當于錳鋼的266倍 ,高鉻鑄鐵的171倍)、韌性和抗振性 ,可有效防止沖擊造成的破損和剝落。
     
    3.1剛玉
       剛玉耐磨襯里是由氧化鋁按一定的顆粒級配并添加多種添加劑 ,混合后在壓力機或等靜壓情況下成型 ,經一定的燒結溫度曲線高溫燒成。剛玉耐磨襯里具有原材 料資源豐富 ,燒成制品硬度高、耐磨損以及化學穩定性好等特點 ,密度約3.7g/cm3 ,顯微硬度可達1900HV ,抗彎強度大于285MPa。目前 ,大部分重介質旋流器均采用剛玉作為耐磨襯里 ,應用于內徑小于1000mm的旋流器 ,可滿足其使用壽命要求。雖然現階段有研究表明 ,向氧化鋁陶瓷內添加氧化鋯、碳化硅、碳化鈦和纖維等進行增韌處理 ,增韌后的氧化鋁抗彎強度可達到641MPa ,但其性能指標尚不能滿足大直徑重介質旋流器的耐磨性要求。
     
    3.2碳化硅
       碳化硅具有比氧化鋁高的硬度、耐磨性的特點 ,并且碳化硅的燒制方法與氧化鋁相似。因 碳化硅易被氧化生成SiO2 ,故必須在真空或在還原氣氛下繞結。碳化硅的燒結溫度一般在1800℃以上   ,成本高 ,限制了其在重介質旋流器上  的應用。目前 ,俄羅斯已用廉價原材 料制備高性能SiC耐磨材 料且已規模生產 ,其他國家還是空白?,F階段 ,國內外碳化硅陶瓷材 料所能達到的最優性能指標:彈性模量為450GPa(日本) ,抗彎強度為550GPa(日本) ,密度為3.15g/cm3(德國) ,熱導率約為0.98W/(m·K)(日本) ,熱膨脹因 數為4.02×10-6℃。目前 ,德國和烏克蘭應用反應燒結制備碳化硅耐磨襯里已經應用在旋流器上   ,使用壽命可達7~8年。
       隨著重介質旋流器大型化的發展 ,剛玉耐磨襯里已經不能滿足使用壽命需要 ,雖然煤炭科學研究總院唐山研究院研制的碳化硅耐磨襯里在直徑1500mm重介質旋流器上  應用 ,但因 碳化硅脆性大 ,使用壽命較短。如果碳化硅的韌性能夠滿足大型重介質旋流器耐磨性的要求 ,后續將會有廣闊的應用市場;因 此 ,碳化硅增韌是后續研究開發的重點。
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