發(fā)布者: 澤誠機(jī)械 時(shí)間:2023-6-10 16:34:21
一、立磨磨削系統(tǒng)對襯體的要求。
在高速氣流的驅(qū)動下,立磨生產(chǎn)的粉末應(yīng)與襯體發(fā)生強(qiáng)烈的碰撞和摩擦,以交換能量。襯體受到嚴(yán)重沖擊和沖刷,溫度升高,容易損壞。這要求襯體具有以下性能。
1、機(jī)械強(qiáng)度和韌性高。立磨、選粉機(jī)、管道輸送粉料時(shí),速度為20mm/s左右,粉末對內(nèi)襯和管壁產(chǎn)生垂直方向的壓應(yīng)力和平行方向的剪切應(yīng)力,造成強(qiáng)烈的沖刷和磨損,不斷降低內(nèi)襯厚度,降低使用壽命。內(nèi)襯長期承受應(yīng)力,存在應(yīng)力疲勞的危險(xiǎn),因此須具有良好的抗沖擊韌性,特別是剪切應(yīng)力,這是內(nèi)襯損壞的主要原因。因此,內(nèi)襯材料應(yīng)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和韌性。在水泥生產(chǎn)中,由于礦渣硬度值高,以下是對礦渣的研磨分析。
2、良好的nai磨性。由于高速氣流的驅(qū)動,粉末對襯里產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖刷,這必然會加速襯里的磨損。因此,襯里須具有良好的nai磨性,高強(qiáng)度不nai磨,但nai磨性須具有高強(qiáng)度。nai磨性不僅與材料的強(qiáng)度有關(guān),而且與材料的性質(zhì)密切相關(guān)。礦渣的硬度約為莫氏6,水泥熟料的硬度約為莫氏4~5級,這就要求內(nèi)襯材料的硬度須在6級以上,否則就不可能nai磨。因此,內(nèi)襯材料應(yīng)在7級,內(nèi)襯材料應(yīng)在7級~選擇在9級范圍內(nèi)。通常,離子化合物和共價(jià)化合物的硬度很高,尤其是共價(jià)化合物。這是因?yàn)楣矁r(jià)鍵結(jié)合強(qiáng),空間方向強(qiáng),形成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),形成強(qiáng)結(jié)合。如碳化硅、碳化鈦、鉆石等,硬度高。氧化物通常是離子化合物,有些氧化物的強(qiáng)度介于離子鍵和共價(jià)鍵之間,強(qiáng)度不如共價(jià)鍵,硬度略低。因此,應(yīng)選擇氧化物、碳化物和硼化物,以達(dá)到更高的nai磨性。
3、良好的化學(xué)穩(wěn)定性。立磨和輸送管道應(yīng)與礦渣長期接觸,礦渣為CaO-A1:0,一Si0:化學(xué)成分一般為:Cao38%~46%,Si0:26%~42%,A12037%~O%,MgO4%~13%,F(xiàn)e2O3.2%~1%,MnO0.1%~1%,S1%~2%。主要礦相是C2S和ICAS。從化學(xué)成分和礦相可以看出,主要是堿性化合物,與生產(chǎn)方法有很大關(guān)系,而且經(jīng)常發(fā)生變化。這就要求襯里具有良好的耐堿性,不能與礦渣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。如果與礦渣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成變質(zhì)層,襯里材料的性能和nai磨性就會降低。同時(shí),由于變質(zhì)層與原襯里膨脹系數(shù)的差異,溫度變化時(shí)會產(chǎn)生熱應(yīng)力,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剝落,加劇襯里材料的磨損。因此,襯里材料須具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。
二、超nai磨陶瓷涂料的理論依據(jù)。
影響無機(jī)材料強(qiáng)度的因素很多。材料強(qiáng)度的本質(zhì)是內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)之間的結(jié)合力。為了將無機(jī)材料的實(shí)際強(qiáng)度提高到理論強(qiáng)度,材料技術(shù)人員進(jìn)行了大量的長期研究,并進(jìn)行了無數(shù)的實(shí)驗(yàn)。從對材料變形和斷裂的分析可以看出,在晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的情況下,控制材料強(qiáng)度的主要參數(shù)有三個(gè),即彈性模量E、斷裂表面能量尺和裂紋尺寸C。E是一個(gè)非結(jié)構(gòu)敏感的參數(shù),只與材料的性能有關(guān);R與微觀結(jié)構(gòu)有關(guān),主要與材料的晶體邊界能量、結(jié)合性和缺陷有關(guān);裂紋尺寸C是控制強(qiáng)度的主要參數(shù)。因此,為了提高材料的強(qiáng)度和韌性,主要是掃除缺陷,改良界面,防止裂紋擴(kuò)大人力。
1、選擇彈性模量高的原材料,提高材料的硬度和nai磨性。彈性模量E是一個(gè)重要的材料常數(shù),是原子之間結(jié)合強(qiáng)度的標(biāo)志,實(shí)際上是原子之間結(jié)合力曲線上任何點(diǎn)的曲線斜率。由于結(jié)合力強(qiáng),共價(jià)鍵和離子鍵結(jié)合的晶體通常具有較高的彈性模量。分子鍵結(jié)合力弱,彈性模量小。彈性模量也與原子之間的距離有關(guān)。從上面可以看出,要獲得高強(qiáng)度nai磨材料,應(yīng)選擇氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、剛玉、板狀剛玉、致密剛玉、碳化硅、碳化鈦、硼化鈦等離子和共價(jià)化合物。硼化鋯常用作磨料,廣泛應(yīng)用于磨具行業(yè)。
2、應(yīng)形成微晶體和高密度的微觀結(jié)構(gòu)。為了掃除缺陷,提高晶體的完整性,細(xì)、密、均勻、純是當(dāng)前陶瓷發(fā)展的重要方向,近年來出現(xiàn)了許多微晶體、高密度、高純陶瓷材料,如熱壓氮化硅陶瓷,密度接近理論值,幾乎無孔,機(jī)械強(qiáng)度和nai磨性高,是傳統(tǒng)陶瓷無法比擬的。特別是近年來,各種纖維和晶須結(jié)構(gòu)完整,幾乎無缺陷,強(qiáng)度可提高數(shù)量級。因此,在設(shè)計(jì)超nai磨陶瓷涂料時(shí),應(yīng)充分考慮材料的結(jié)構(gòu),盡量控制孔的含量,提高澆筑密度,細(xì)化原料的晶體發(fā)育,形成微晶體結(jié)構(gòu),提高晶體的完整性。
3、采用鋼纖維增強(qiáng)和金屬網(wǎng)增強(qiáng)的雙重增強(qiáng)機(jī)制。為了提高材料的nai磨性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,大力提高nai磨材料的使用壽命,增強(qiáng)材料的高速機(jī)械沖擊,減少長期應(yīng)力條件下材料疲勞造成的破壞,應(yīng)采取增強(qiáng)措施,改良材料結(jié)構(gòu),優(yōu)化其性能。纖維增強(qiáng)具有明顯、操作簡單、成本低的特點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于材料設(shè)計(jì)中。金屬網(wǎng)的增強(qiáng)和韌性也廣泛應(yīng)用于水泥行業(yè)。這兩種方法的結(jié)合將進(jìn)一步提高材料的韌性。鋼纖維增強(qiáng)的物理原理告訴我們,隨著鉚接纖維的增加,材料的韌性將顯著增加,因?yàn)橐肓怂苄詸C(jī)制,改善了nai磨材料的變形機(jī)制,提高了材料抗應(yīng)力疲勞引起的剝落和塊,從而提高了材料的韌性。
4、使用細(xì)顆粒來增強(qiáng)襯里的機(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)在陶瓷材料中添加高強(qiáng)度顆粒時(shí),材料抵抗應(yīng)力引起的裂紋擴(kuò)張將得到明顯的抑制。當(dāng)裂紋在應(yīng)力作用下擴(kuò)展時(shí),由于顆粒的高強(qiáng)度和小膨脹系數(shù),裂紋被“釘子”刺穿。為了繼續(xù)擴(kuò)展,需要更多的能量來穿透顆?;蚱D(zhuǎn)裂紋,增加界面積,從而增加能量消耗,提高材料的強(qiáng)度和韌性。添加顆粒后,材料的彈性模量和剪切模量增加,材料的強(qiáng)度和nai磨性顯著提高,可以提高nai磨材料的使用壽命,降低生產(chǎn)成本。
5、化學(xué)強(qiáng)化材料的強(qiáng)度和韌性。為了提高nai磨陶瓷涂料維護(hù)期的強(qiáng)度,粘合劑的水化過程,需要在材料表面涂抹維護(hù)劑。須設(shè)計(jì)新的維護(hù)劑,是一種化學(xué)涂料,采用離子交換,使表面摩爾體積大于內(nèi)部材料,由于表面體積膨脹受內(nèi)部材料限制,產(chǎn)生兩向壓應(yīng)力,提高材料的屈服強(qiáng)度和斷裂韌性。通常用大離子代替小離子,由于擴(kuò)散和帶電離子的影響,壓力層厚度有限?;瘜W(xué)強(qiáng)化是現(xiàn)代材料發(fā)展的重要方向,可操作性強(qiáng),非常you效。
6、襯里應(yīng)選擇優(yōu)良的結(jié)合劑來提高結(jié)合性能。國外公司生產(chǎn)的陶瓷nai磨材料結(jié)合劑為水泥,結(jié)合強(qiáng)度強(qiáng)。其產(chǎn)品采用gao標(biāo)準(zhǔn)水泥,加入硅粉,nai磨性高,遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)水泥結(jié)合強(qiáng)度,采用高強(qiáng)度混凝土設(shè)計(jì)理念,加入超塑化劑,大大提高混凝土流變學(xué)特性,加水量僅為5%。因此,根據(jù)MDF和高性能混凝土的設(shè)計(jì)理念,參照特種高強(qiáng)度混凝土的配方,在嚴(yán)格控制顆粒級配的同時(shí),控制粉末的粒度組成和各種微粉末的比例,混合復(fù)合減水劑,優(yōu)化混凝土的流變性,提高結(jié)合性能。為了提高混凝土的強(qiáng)度和耐磨性,盡量減少水泥和低硬度粉末的數(shù)量,加入一些聚合物材料,配合交聯(lián)劑,使結(jié)合強(qiáng)度增加數(shù)倍,顯著提高耐磨性。為了優(yōu)化陶瓷涂料的中溫性能,克服中溫階段有機(jī)材料揮發(fā)分解引起的強(qiáng)度降低和水泥脫水
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