摘要:
水泥工業球磨機內主要使用兩大類耐磨件產品,即磨球和襯板。我國因磨損消耗的金屬材料超過200萬噸以上,其中磨球耗材所占比例約55﹪,襯板耗材所占比例約11﹪。由此可見,磨球和襯板在耐磨材料中的份量。
近幾年來,伴隨著水泥工業的結構調整和技術創新,水泥粉磨工藝裝備技術水平得到空前提高,帶動和促進了耐磨材料行業的繁榮與發展,在磨球的生產和應用上表現尤為突出。過去,低鉻磨球占據市場主要份額;目前,高鉻磨球則以其低耗損、高耐磨性被廣大水泥企業所認知,高鉻磨球實現了量的突破與質的飛躍,市場份額明顯飆升,縮短了與國外先進水平的差距;今后,高鉻磨球勢將統御市場,領軍行業。而在耐磨襯板的生產與應用中,與磨球市場的火熱相比,耐磨襯板卻是冰火兩重天,一些高品質﹑高性能化產品如高鉻合金襯板并未得到全面的推廣和應用。
筆者曾于2003年10月21日、2006年10月17日、2008年10月16日分別在中國建材報第一﹑第二版上發表了“高合金襯板的‘春天’”,“高合金耐磨襯板在特大型球磨機上成功實現國產化”,“高鉻合金鑄鐵襯板在水泥工業中的應用與展望”三篇文章,吁請大力推廣和應用高鉻合金襯板(超長效使用壽命6~12年,節能降耗增效顯著,趕超國際襯板先進技術水平)。但時至今日,高鉻合金襯板或優質化產品的應用所占份額并沒有完全得到拓展。而中、低合金鋼類襯板則充斥市場,且品種多、材質雜,質量標準不一,林林總總,魚龍混雜,良莠不齊。
由于合金鋼類材料的多樣化,給生產者和使用者帶來了諸多困難,大有眼花繚亂之勢。更有甚者,由于市場的不規范性和信息不對稱性,無序競爭,低端競爭(低品位,低技術含量,低價格,以劣充優)依然存在,以低價混高價、以次充好等不良行為彌漫市場,稍有不慎就會上當受騙,給使用者帶來不必要的損失。高錳鋼類襯板作為一種傳統的普通耐磨材料,在冶金礦山球磨機上具有一定優勢,但在制備水泥球磨機襯板時由于加工硬化能力不足而易早期失效,這早已是業界的共識。但在我們市場調研中發現,仍有大部分水泥企業特別是中小企業繼續使用,在四川、云南、貴州等邊遠省份的區域市場中應用較多。凡此種種,反映了耐磨襯板市場的不規范性。
隨著我國經濟平穩較快發展和經濟社會環境的持續改善,建設資源節約型和環境友好型社會,水泥工業的發展所面臨的“節能減排”任務愈加緊迫。因此,適時地大力推廣和合理選擇使用水泥工業高效節能襯板,擴大高性能化襯板的應用范圍,是節能降耗的有效途徑之一。合理選擇與應用的關鍵在于正確分析易磨部件的使用環境、工況條件和磨損機理,耐磨材料的技術性能和以往的使用經驗,兼顧技術先進、生產可靠、經濟合理的原則,達到節能減排、降耗的目的。襯板性能的優劣,不僅影響金屬材料和能源的消耗,更重要的是影響設備運轉率,影響水泥產量和生產成本。
要迅速徹底地轉變傳統的只講價格不講品質,只求數量不講質量,只講眼前不顧長遠利益的采購觀念,去粗取精,去偽存真,選擇優勢企業,使用優質產品,實現科學的性價比采購,在材料多樣化的市場條件下,對于水泥工業“節能減排”來說,是新形勢下必須做出的一種戰略抉擇。根據現有耐磨襯板市場使用情況,依據相關前沿技術市場資源,現予推薦兩種優質耐磨襯板材料,懇望大家拋磚引玉,互動互信共鳴,營造放心消費環境,創新創優產品,完善粉磨系統優化節能技術,提高水泥行業節能能力,不斷滿足我國水泥工業球磨機襯板的巨大市場需求。
一、高性能化襯板之高鉻合金鑄鐵(鋼)襯板
1.高鉻合金鑄鐵襯板的特性與標準
高鉻合金鑄鐵一般是指含鉻量在12%~30%,含碳量在2.4%~3.6%范圍內的合金白口鐵。它的顯著特點是M7C3型共晶碳化物顯微硬度HV1300~1800,呈斷網狀、孤立狀彌散分布于馬氏體(金屬基體中最硬的組織)基體上,減少了對基體的割裂作用。因此,高鉻合金襯板具有高強度、強韌性和高耐磨性,其性能代表了目前金屬耐磨材料的最高水準。國外已大量應用于水泥大型球磨機上,一般使用壽命(一倉)在6~8年,二、三倉在12年以上,表現了良好的耐磨性。上世紀70年代中后期,我國材料科學工作者開始研究并推廣應用高鉻鑄鐵襯板,形成了一系列工藝技術理論及其技術規范,并于1998年制定了國家建材行業標準JC∕T691-1998《高鉻鑄鐵襯板技術條件》,2007年又對此標準進行修訂和完善。
在實際應用中,對沖擊載荷較大的工況一般采用低碳高鉻鑄鐵(鋼)襯板;對沖擊載荷較小的工況采用高碳的高鉻鑄鐵襯板,以便充分發揮材料的耐磨性能。如含C2.4%~2.65%的Cr15襯板可用于椎4.2m以下磨機(一倉);含C2.65%~2.85%的Cr20﹑Cr26襯板可用于椎4.2m以上磨機;磨前有預粉系統,如“輥壓機+水泥磨”時,平均球徑≤60mm,C含量可以再高些,可保證使用壽命(一倉)8~10年,二、三倉耐磨時間更長。磨頭板可選用中(低)碳高鉻鑄鐵材料;出料篦板可選用中、高碳高鉻鑄鐵材料;分塊組合成的隔倉板可選用低碳高鉻鑄鐵材料。
2.高鉻合金襯板的實際應用與節能優勢
原唐山水泥機械廠、駐馬店三山實業有限公司、合肥水泥研究院耐磨耐熱材料廠、河北鼎基鋼鐵鑄件制造有限公司、廣州有色金屬研究院耐磨材料廠、無錫東方抗磨材料有限公司等國內具有代表性的生產廠家制造的高鉻鑄鐵襯板,均表現出優異的耐磨性。值得一提的是,駐馬店三山實業有限公司生產的高鉻鑄鐵類襯板有Cr13、Cr15、Cr20、Cr26,用于不同規格型號椎1.83m、椎2.2m、椎3m、椎3.5m、椎3.8m、椎4.2m、椎5m、椎5.4m等磨機上200多臺(套)。其中Cr15襯板用于原河南省偃師縣水泥廠椎2.2×6.5m磨機上一倉,連續使用達13年之久;用于河南鄭州順寶水泥股份有限公司椎3×9m磨機上一倉,連續使用達7年之久。2003年5月用于大宇水泥(山東)有限公司特大型磨機椎5.4×15.5m上的Cr26襯板、磨頭板,已連續運轉6年以上,據客戶反映,其磨頭板使用壽命已超過原進口磨頭板的2倍以上,估計仍能使用2年左右。大量的應用事實足以證明高鉻合金襯板應用于水泥工業磨機上是安全的,且耐磨性強,使用壽命長,節能增效十分顯著。特別是在新型干法水泥生產線上,隨著預破碎,預粉碎,預粉磨等磨前預粉技術水平的提高,一次采購,多年不需更換,既降低工人勞動強度,又提高粉磨效率,高鉻合金襯板良好的性價比優勢更加凸顯。如Cr15襯板目前市場價格約15000元∕噸(使用壽命6年以上),低合金鋼襯板目前市場價格約8500元∕噸,二者使用壽命、價格相比(以椎4.2×13m磨機襯板96噸計算),使用高鉻合金襯板節約采購成本約168萬元,如果考慮節省安裝費用和螺栓成本等,節能降耗空間更大。