Waarom gebruiken staalfabrieken slijtvaste keramische bekledingen?

Tijdens het productieproces worden grote hoeveelheden apparatuur en pijpleidingen gedurende lange tijd blootgesteld aan materialen met hoge temperaturen en hardheid (zoals ijzererts, staalslak, gemalen steenkool en hoogtemperatuurovens). De impact, erosie en slijtage van deze materialen kunnen de apparatuur ernstig beschadigen, de levensduur verkorten, frequente reparaties vereisen en de productie onderbreken. Slijtvaste keramische bekledingen, met hun uitstekende slijtvastheid, hittebestendigheid en chemische stabiliteit, beschermen kritieke apparatuur in staalfabrieken effectief en worden een belangrijk materiaal voor het verlagen van de productiekosten en het waarborgen van een continue productie.

Kernprobleem in staalfabrieken: Opvallende slijtage van apparatuur
Slijtage in staalfabrieken ontstaat voornamelijk in twee scenario's, die direct de rigide vraag naar slijtvaste materialen bepalen:

Impact/erosieslijtage van materiaal:Bij het transport van grondstoffen (zoals transportbanden en chutes), het breken van erts en de pijpleidingen voor koleninjectie in hoogovens, botsen of glijden hard erts en gemalen steenkool met hoge snelheden tegen de binnenwanden van de apparatuur, waardoor het metaal snel dunner wordt, putjes ontstaan en zelfs perforatie optreedt.

Slijtage door hoge temperaturen en chemische corrosie:Hoogtemperatuurapparatuur, zoals converters voor staalproductie, gietlepels en hete hoogovens, lijdt niet alleen onder fysieke slijtage door slak en laadmaterialen, maar ook onder oxidatie bij hoge temperaturen en chemische corrosie door gesmolten staal en slak. Gewone metalen materialen (zoals koolstofstaal en roestvrij staal) ervaren een sterke daling van de hardheid bij hoge temperaturen, waardoor de slijtage met 5-10 keer versnelt.

Zonder slijtvaste bekledingen kan de gemiddelde levensduur van de apparatuur worden verkort tot 3-6 maanden, waardoor frequente stilstand nodig is voor het vervangen van onderdelen. Dit verhoogt niet alleen de onderhoudskosten (arbeid en reserveonderdelen), maar verstoort ook het continue productieproces, wat resulteert in aanzienlijke capaciteitsverliezen.

Belangrijkste toepassingsscenario's voor slijtvaste keramische bekledingen in staalfabrieken

Verschillende apparatuur vertoont verschillende slijtagekenmerken, waarvoor specifieke soorten keramische bekledingen nodig zijn (zoals keramiek met hoog aluminiumoxidegehalte, siliciumcarbide keramiek en composiet keramiek). De belangrijkste toepassingsscenario's zijn:

Systemen voor het transporteren van grondstoffen:Trechterbekledingen, chutes en silo-bekledingen van transportbanden.

Pijn punt:Impact- en glijslijtage door vallende bulkmaterialen zoals erts en cokes kan gemakkelijk leiden tot perforaties in de trechter.

Oplossing:Dikwandige (10-20 mm) keramische bekledingen met hoog aluminiumoxidegehalte, bevestigd door lassen of lijmen, zijn bestand tegen impact en slijtage.

Koleninjectiesysteem van de hoogoven: koleninjectiebuizen, gemalen kolenverdelers

Pijn punt:Gemalen steenkool met hoge snelheid (stroomsnelheid 20-30 m/s) veroorzaakt erosie en slijtage, met de meest ernstige slijtage bij pijpbochten, wat leidt tot doorslijting en lekkage.

Oplossing:Gebruik dunwandige (5-10 mm) slijtvaste keramische buizen met een gladde binnenwand om de weerstand te verminderen en verdikte bochten, wat resulteert in een levensduur van 3-5 jaar (vergeleken met 3-6 maanden voor gewone stalen buizen).

Staalproductieapparatuur: Converterrookkanaal, gietlepelbekleding, continu gietwals

Pijn punt:Erosie door slak bij hoge temperaturen (boven 1500°C) en chemische aantasting leiden tot slakophoping en snelle slijtage in het rookkanaal, waardoor de gietlepelbekleding zowel hittebestendig als slijtvast moet zijn.

Oplossing:Hittebestendige siliciumcarbide keramische bekleding (1600°C) biedt sterke weerstand tegen slakerosie, vermindert de reinigingsfrequentie van het rookkanaal en verlengt de levensduur van de gietlepel.

Stofverwijdering/afvalslakverwerkingssysteem: stofverwijderingsbuizen en slurrypomponderdelen
Pijn punten:Stofhoudend, hoogtemperatuur rookgas en slurry (inclusief staalslakdeeltjes) veroorzaken slijtage aan pijpen en pompen, wat leidt tot lekkage.
Oplossing:Een keramische composietbekleding (keramiek + metalen substraat) wordt gebruikt, die zowel slijtvastheid als slagvastheid biedt om schade aan apparatuur door slurrylekkage te voorkomen.

Vergelijking met traditionele materialen: Slijtvaste keramische bekledingen bieden een betere economie
Staalbedrijven gebruikten vroeger veel traditionele slijtvaste materialen zoals mangaanstaal, gietsteen en slijtvaste legeringen. Er zijn echter aanzienlijke verschillen in zowel economie als prestaties in vergelijking met slijtvaste keramische bekledingen:

Op de lange termijn, hoewel de initiële aanschafkosten van slijtvaste keramische bekledingen hoger zijn dan die van mangaanstaal en koolstofstaal, kunnen hun extreem lange levensduur (3-10 keer die van traditionele materialen) en extreem lage onderhoudsvereisten de totale kosten met 40%-60% verlagen over een cyclus van 10 jaar, terwijl ook productie verliezen worden voorkomen die worden veroorzaakt door apparatuurstoringen (een productiestilstand van één dag voor een staalfabriek kan miljoenen yuan bedragen).

Staalbedrijven gebruiken slijtvaste keramische bekledingen en benutten hun hoge slijtvastheid, hittebestendigheid en lage onderhoudseigenschappen om de slijtageproblemen van kernapparatuur aan te pakken. Uiteindelijk bereikt deze aanpak de drie belangrijkste doelen: de levensduur van de apparatuur verlengen, de onderhoudskosten verlagen en een continue productie garanderen. Met de vooruitgang in de keramische productietechnologie (zoals goedkope, hoogzuivere aluminiumoxide keramiek en keramisch-metalen composietbekledingen) blijft hun toepassing in staalfabrieken toenemen, waardoor ze een belangrijk materiaal worden voor het verlagen van kosten en het verhogen van de efficiëntie in de moderne staalindustrie.