Markeren:
Toepassing van slijtvaste keramische platen in mijnbouwschachten
Productbeschrijving
De werkomgeving van mijnbouwgoten is extreem uitdagend en hun slijtagemechanismen zijn complex en divers, wat zich voornamelijk manifesteert in drie kernproblemen: ten eerste, erosieve slijtage, waarbij ertsdeeltjes met een hoge hardheid van een hoogte vallen en met snelheden van tientallen meters per seconde op de binnenwand van de goot inslaan, wat sterke snij- en afbrokkeleffecten veroorzaakt, vooral in gebieden zoals goothoeken en materiaalvalpunten, waar de slijtage meer geconcentreerd is; ten tweede, impactslijtage, waarbij de periodieke impact van grote ertsblokken gemakkelijk leidt tot vervorming en scheuren van de voeringsplaten en zelfs schade aan de gootbasis veroorzaakt; en ten derde, corrosieve slijtage, waarbij de vochtige omgeving in ondergrondse mijnen en de zure en alkalische media in de ertsbrij de corrosie van metalen voeringsplaten versnellen, waardoor hun slijtvastheid verder afneemt.
Mijnen gebruiken al lange tijd voornamelijk metalen voeringsplaten zoals mangaanstaal en hoogchroomgietijzer als beschermingsmaterialen voor goten, maar de Rockwell-hardheid van deze materialen is slechts HRC50-60 en hun slijtvastheid is beperkt. Gegevens tonen aan dat de levensduur van traditionele metalen voeringsplaten meestal slechts 3-6 maanden is, en in sommige gebieden met veel slijtage zelfs minder dan 1 maand. Frequente vervanging van voeringsplaten vereist niet alleen een grote hoeveelheid mankracht en middelen, maar veroorzaakt ook stilstand van de productielijn, waarbij het verlies per stilstand vaak honderdduizenden yuan bedraagt, wat een zware operationele last legt op mijnbouwbedrijven. Daarom is de ontwikkeling van beschermingsmaterialen die hoge slijtvastheid, slagvastheid en corrosiebestendigheid combineren, een dringende behoefte geworden voor de mijnbouwindustrie.
De belangrijkste voordelen van slijtvaste keramische platen:
Slijtvaste keramische platen worden gemaakt van hoogzuiver aluminiumoxide (Al₂O₃), siliciumcarbide (SiC) en andere kerngrondstoffen door middel van sinteren bij hoge temperaturen en precisiebewerking. Hun fysische en chemische eigenschappen overtreffen traditionele metalen materialen uitgebreid, waardoor uitgebreide slijtagebescherming wordt geboden voor mijnbouwgoten. Hun belangrijkste voordelen komen voornamelijk tot uiting in de volgende aspecten:
Extreme slijtvastheid
De Mohs-hardheid van aluminiumoxide keramische platen kan 9 bereiken (alleen diamant is harder) en de Rockwell-hardheid is zo hoog als HRA85 of hoger. De slijtvastheid is 266 keer die van mangaanstaal en 171,5 keer die van hoogchroomgietijzer, waardoor de erosie en slijtage van verschillende ertsdeeltjes effectief wordt weerstaan. Verbeterde keramische platen met toegevoegde siliciumcarbidedeeltjes kunnen de hardheid verder verhogen tot HV1800, waardoor de slijtvastheid met 25% wordt verbeterd in vergelijking met gewone keramische platen, waardoor ze geschikt zijn voor zeer schurende omstandigheden zoals ertsbrijgoten en slurrypompen.
Evenwichtige slagvastheid
Om de broosheid van keramische materialen aan te pakken, gebruikt de industrie een composietstructuurontwerp met een "keramiek + taai substraat". Door een rubberen bufferlaag of een speciale lijm wordt de keramische plaat stevig aan een taai substraat, zoals een Q235B stalen plaat, gehecht. De harde keramische laag zorgt voor slijtvastheid, terwijl de elastische laag eronder de impactenergie van het erts effectief absorbeert, waardoor de keramische plaat niet scheurt en afvalt, waardoor zowel "hoge slijtvastheid" als "slagvastheid" wordt bereikt. Praktische tests hebben aangetoond dat deze composietstructuur bestand is tegen een impactsterkte van 10-15 J/cm², perfect geschikt voor de hoge-impactomstandigheden van mijnbouwgoten.
Stabiele corrosie- en hittebestendigheid
Aluminiumoxide keramiek heeft extreem stabiele chemische eigenschappen en is bestand tegen zure en alkalische media en corrosie door ertsbrij zonder te roesten. Dit maakt ze geschikt voor de vochtige en corrosieve complexe omgevingen die in ondergrondse mijnen worden aangetroffen. Tegelijkertijd zorgt hun uitstekende thermische stabiliteit ervoor dat ze stabiele prestaties behouden in omgevingen met hoge temperaturen boven 800°C, waardoor ze geschikt zijn voor speciale omstandigheden zoals het transporteren van poeder bij hoge temperaturen, waardoor de levensduur 4-6 keer wordt verlengd in vergelijking met traditionele polyurethaan rubberen voeringen.
Aanzienlijke algemene economische voordelen
Hoewel de initiële investering in slijtvaste keramische platen hoger is dan die van metalen voeringen, is het voordeel van de levenscycluskosten aanzienlijk. Enerzijds kan hun levensduur worden verlengd tot 2-5 jaar, waardoor de frequentie van het vervangen van voeringen en stilstand aanzienlijk wordt verminderd; anderzijds is de dichtheid van keramische platen slechts 1/3 van die van metalen materialen, wat het totale gewicht van de goot vermindert en het energieverbruik verlaagt. Bovendien verminderen het gladde keramische oppervlak en de lage wrijvingscoëfficiënt de hechting van materiaal en de risico's op verstopping, waardoor de transportefficiëntie wordt verbeterd. Casestudies tonen aan dat na het upgraden van de goot van een kolenmijn met keramische platen, de jaarlijkse onderhoudskosten met meer dan 800.000 yuan werden verlaagd, wat resulteerde in een return on investment van meer dan 300%.
Productparameters
| Items |
Specificaties |
| Gehalte aan aluminiumoxide |
≥95% |
| Dichtheid |
≥3,8 g/cm3 |
| Rockwell A-hardheid |
≥85HRA |
| Slagsterkte |
≥1500 MPA |
| Breuktaaiheid |
≥4,0MPa·m1/2 |
| Buigsterkte |
≥330MPa |
| Thermische geleidbaarheid |
20W/m.K |
| Thermische uitzettingscoëfficiënt |
7,2×10 6m/m.K |
| Volumeslijtage |
≤0,02cm3 |
Toepassingsproces en bijpassende oplossingen voor slijtvaste keramische tegels
De toepassing van slijtvaste keramische tegels in mijnbouwgoten moet de principes van "conditieaanpassing en processtandaardisatie" volgen. Het juiste keramische type en installatieproces moeten worden geselecteerd op basis van de gootstructuur en materiaaleigenschappen (deeltjesgrootte, hardheid en valhoogte) om maximale bescherming te garanderen.
Vergelijking van gangbare installatieprocessen
Momenteel zijn er drie belangrijkste installatieprocessen voor keramische voeringen in mijnbouwgoten, die elk geschikt zijn voor verschillende werkomstandigheden:
Lijmhechtingsmethode: Keramische voeringen worden met behulp van hoogwaardige epoxyconstructielijm aan de binnenwand van de goot gehecht. Deze methode biedt een hoge constructie-efficiëntie en een glad oppervlak en is geschikt voor grote vlakke of zacht gebogen goten en werkomstandigheden met een materiaalimpactsterkte ≤ 5 J/cm². Tijdens de constructie moet het oppervlak van het substraat schoon en droog zijn, met een ruwheid van Ra3.2-Ra6.3 μm. De lijmlaag moet vol en vrij van holtes zijn en de uithardingstijd moet minimaal 24 uur bedragen.
Studlasmethode: Keramische voeringen worden met behulp van studlassen aan de gootbasis bevestigd. Elke stud heeft een treksterkte van ≥ 15 kN en de methode biedt een uitstekende slagvastheid, waardoor deze geschikt is voor hoge val- (≥ 5m) en hoge-impactwerkomstandigheden. Dit proces vereist een goede lasafdichting en anti-losraakbehandeling om penetratie van slurry en daaropvolgende corrosie van het basismateriaal te voorkomen.
Zwaluwstaartgroef composietproces: Deze methode maakt gebruik van een combinatie van mechanische bevestigingsmiddelen en constructielijm voor dubbele fixatie. De interface hechtsterkte is ≥ 8 MPa en biedt een uitstekende trillingsbestendigheid, waardoor deze geschikt is voor goten, trilzeven en andere apparatuur die onderhevig is aan langdurige hoogfrequente trillingen. De nadelen zijn onder meer hoge precisie-eisen voor de verwerking en een langere installatieperiode.
Selectiemethode van slijtvast keramiek
| Productmodel |
Bedrijfstemperatuur (℃) |
Toepasselijke media |
Materiaaldeeltjes (mm) |
Toepassingsgebied |
| Plaktype |
300 |
Poeder/Slurry |
≤3 |
Pneumatisch transport van poeder of slurry onder 300°C |
| Gelast |
300-800 |
Poeder/Slurry |
≤10 |
Pneumatisch transport van poeder of slurry met grotere deeltjes onder 800℃ |
| Zwaluwstaart |
≤800 |
Poeder/Slurry |
≤200 |
Transport van poeder met grotere deeltjes of apparatuur met hoge rotatiesnelheid onder 800°C |
| Slagvast |
≤800 |
Korrels/Slurry |
≤200 |
Bulk materiaal transportsysteem onder 800℃, vooral geschikt voor een mengsel van hard bulk materiaal en poedermateriaal |
| Keramisch rubber composiet type |
-50~150 |
Korrels/Slurry |
≤10 |
Een bulk materiaal transportsysteem onder 150℃, vooral geschikt voor het transporteren van puur zacht bulk materiaal, kan grote impact weerstaan |
V1: Wat zijn de verschillen tussen standaard keramische tegels en rubber-backed keramische composietplaten? Wat zijn hun respectievelijke toepassingen?
A1:Keramische tegels: Direct geplakt of vastgeschroefd, met de hoogste hardheid en superieure slijtvastheid, geschikt voor rechte secties van goten waar glijslijtage de primaire slijtagemodus is.
Rubber-backed keramische composietplaten: Keramische blokken zijn ingebed in rubber, waardoor de slagvastheid met 40% wordt verbeterd. Ze zijn geschikt voor gebieden met grote materiaalimpacten en aanzienlijke trillingen, zoals uitlaten van crushers en invoerpunten van zeefmachines.
De twee kunnen in combinatie worden gebruikt, waarbij composietplaten worden gebruikt in impactzones en standaard keramische tegels in rechte secties, waardoor een optimale kosteneffectiviteit wordt bereikt.
V2: Hoe te kiezen tussen 92%, 95% en 99% aluminiumoxidegehalte?
A2: Deze drie vertegenwoordigen verschillende balansen van kosteneffectiviteit:
92% aluminiumoxide: Economische keuze, geschikt voor medium slijtageomstandigheden zoals kolen en kalksteen, met een slijtvastheid van 120 keer die van hoogchroomgietijzer.
95% aluminiumoxide: Gangbare industriële kwaliteit, geschikt voor de meeste metalen en niet-metalen ertsen, met de beste prijs-prestatieverhouding.
99% aluminiumoxide: Hoogwaardig type, gebruikt in extreme slijtageomgevingen (zoals materialen met een hoge hardheid zoals silicazand en korund) of kritieke onderdelen die een extreem hoge slijtvastheid vereisen.
Over het algemeen kan 95% aluminiumoxide voldoen aan de behoeften van 90% van de mijnbouwtoepassingen.
V3: Hoe lang duurt het om de productie stil te leggen voor de installatie van slijtvast keramiek?
A3: Dit hangt af van het installatieplan:
Online snelle reparatie: Lokale reparaties kunnen worden uitgevoerd met snel uithardende lijmen, waardoor de productie binnen 1-2 uur kan worden hervat voor reparaties op één punt.
Gesegmenteerde installatie: Grote goten kunnen in drie segmenten worden geïnstalleerd, waarbij elk segment een stilstand van 8-12 uur vereist.
Volledige vervanging: Dit vereist een stilstand van 2-3 dagen. Vergeleken met het vervangen van traditionele metalen voeringen, kan de tijd met 60% worden verkort.
V4: Wat is beter: lijmhechting of boutbevestiging?
A4: Beide hebben hun voordelen en worden vaak in combinatie gebruikt:
Lijmhechting biedt verschillende voordelen, waaronder geen boren, een glad oppervlak en uniforme spanningsverdeling. Het is geschikt voor dunne keramiek (≤15 mm) en vlakke oppervlakken.
Boutbevestiging: Biedt een hogere mechanische sterkte en een grotere slagvastheid. Het is geschikt voor dikke keramiek (≥20 mm) of gebieden die onderhevig zijn aan aanzienlijke trillingen.
Gecombineerde bevestiging: Voor kritieke gebieden wordt een "eerst lijmen, dan klinken"-aanpak gebruikt, wat betekent dat de onderdelen eerst met lijm worden gelijmd en vervolgens een klein aantal bouten wordt gebruikt voor hulpbevestiging om volledige betrouwbaarheid te garanderen.
V5: Zullen materialen aan het keramische oppervlak blijven plakken of zich daarop ophopen?
A5: In vergelijking met metalen oppervlakken vertonen keramiek een aanzienlijk verminderde neiging tot materiaalhechting:
Glad oppervlak: De wrijvingscoëfficiënt is slechts 1/3 van die van staal, waardoor het moeilijk is voor materialen om te hechten.
Hydrofobe behandeling: Een hydrofobe coating is als optie beschikbaar om de hechting van natte en kleverige materialen te voorkomen.
Lage oppervlakte-energie: De lage vrije oppervlakte-energie van keramiek maakt chemische hechting minder waarschijnlijk.
Gegevens tonen aan dat de hoeveelheid materiaalophoping op keramische oppervlakken 60-80% minder is dan op stalen oppervlakken, waardoor het bijzonder geschikt is voor het hanteren van kleverige materialen zoals natte klei en concentraten.
Uw bericht moet tussen de 20-3.000 tekens bevatten!
