耐磨衬板分析与应用

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1、耐磨衬板分析与应用卢正伟（157015）华电能源股份有限公司牡丹江第二发电厂摘要：结合火力发电厂输煤机落煤筒选用的耐磨衬板材料进行分析，选择适合各种工况下的耐磨性材料的应用范围。关键词：耐磨衬板、材料、分析、应用火力发电厂输煤系统每天担负着数千吨煤炭输送任务，落煤筒内的衬板受冲击，磨损量较大，一般电厂输煤胶带机落煤筒衬板选用16MFn的普通钢板，半年左右即被磨穿，给检修和维护带来很大的工作量。1、当前使用的几种材料输煤系统衬板最早使用的是白口铸铁。其缺点是很脆，不能承受冲击载荷，易断裂，亦不宜制成细长、薄的形状

2、。用它来制作落煤筒衬板，厚度曾达40mm，现已很少在电厂输煤系统中使用。目前普遍推广应用高锰钢作为耐磨材料。这种材料经过淬火处理后具有较高的强度和韧性，并有良好的耐磨性及无磁性。在电厂磨煤机、碎煤机中使用的M13钢，就是属于这类产品。由于磨料的质地较软，冲击力小，所用锰钢的耐磨性能不能充分体现。电厂输煤系统工作的物料是煤炭，硬度小，主要工况是滑动摩擦，冲击轻微，即使转运点有较大落差，冲击力度亦远非碎煤机、磨煤机的工况所能比拟。因此，输煤系统落煤筒及煤斗中衬板用高锰钢板材是不可取的。为了获得较高的硬度现采用合金元

3、素来取代部分碳作为钢的强化元素，制成一种稀土耐磨铸钢。这种钢自身的硬度与一般钢材接近，但当淬火空冷后其硬度可达到HRC50，用此材料制作球磨机衬板和环锤式破碎机的环锤，在电厂使用中均取得了良好的效果。根据实测，使用稀土耐磨铸钢粉碎1吨煤消耗的金属量为0.0288克，而使用Mn13时约为0.11克。当煤的可磨系数为0.37；煤中矿物含量W=1.4%时，磨煤机衬板采用稀土耐磨铸钢或Mn13时，磨损率分别为10.5克及34.8克，前者耐磨性比后者提高近二倍。由此看出，当工况中冲击量不大时，稀土耐磨铸钢能提高耐磨性能，

4、价格亦比高锰钢低。已经广泛应用于电厂磨煤、碎煤设备、输煤系统落煤筒内以及锅炉的弯头、喷咀，耐磨效果比较明显。这种衬板与落煤筒采用沉头螺栓固定，考虑到铸造时的流动性，衬板的厚度一般不小于16mm。2、超高分子聚乙烯90年代初期，我国开发生产了超高分子聚乙烯板材，国际上通称UHMW—PE，这种板材其优点是：A：表面光滑，磨擦系数低，不易与物料粘结。B：耐磨性好，使用寿命长C：环境温度较低时冲击强度高D：吸水率低E：抗腐蚀性强除此以外，它还具有适用温度范围广，（-200℃~+90℃），消音性能好、重量仅为钢的1/7以

5、及切割容易等优点。超高分子聚乙烯板在我国已有多家电厂应用，电厂输煤系统落煤筒及原煤斗衬板一般选用15-20mm的板材。如果落煤筒或煤斗为钢板制作，最好使用不锈钢沉头螺栓固定。由于板材具有少量弹性，因此可以在弯曲半径较大的筒仓内随仓壁成弧使用，安装时必须与筒壁结合严密，防止物料自接缝处钻入造成膨胀。为此应选用大型板材，以减少接缝。除此以外要保证联接件的数量，每平方米应不少于30个以上，而且接缝处联接件密度还应适当增加。3、特种陶瓷超耐磨陶瓷是工业用陶瓷的一个品种，采取不同的工艺与加工方法可以制成耐磨性达到普通碳钢

6、的数十倍到上百倍的超耐磨性能。这种材料主要由AL2O3等材料合成，主要优点为：A：可以达到极高的硬度，具有一般材料无法比拟的耐磨性，其耐磨性高达一般钢材的42倍。B：能耐受高温。C：衬砌方便、使用范围广D：与工件接合如采用橡胶硫化法时，使冲击强度提高，缓冲性加强，工作噪音明显减弱。E：重量轻。耐磨陶瓷的比重为3.6g/cm3，不及钢材一半。F：耐腐蚀、锈蚀，耐酸碱，化学稳定性好。输煤系统使用的环境及运送的物料经常比较潮湿，锈蚀严重，特别当煤的含硫量高时更甚，陶瓷性能稳定，丝毫不受影响。G：阻力系数小，运行时不易

7、粘结物料。除此以外，陶瓷还有无毒，线收缩率小，绝缘性能良好等优点。但其质脆，抗冲击性能差。4、复合型陶瓷耐磨衬板复合耐磨板是陶瓷、橡胶、钢板的组合制品，即将厚度为5mm的陶瓷小块排列用橡胶硫化固接在钢板上，硫化前在钢板的背面先按要求焊接好固定耐磨板用的螺栓，橡胶层的厚度为5mm，钢板与橡胶的粘接强度为70-80kg/cm2，陶瓷与橡胶亦为70-80kg/cm2。钢板的厚度可根据板的尺寸决定，一般为3-4mm，复合型陶瓷耐磨板的结构见下图：11-1这种组合板材的特点是：A：利用钢板，使复合耐磨衬板的整体机械强度大

8、为提高。将陶瓷制成10×10至24×24平方毫米的小块，使抗冲击性能加强，中间又加设橡胶层缓冲，从而克服了陶瓷不耐冲击、易碎裂的弱点，使材料的性能以充分发挥。B：陶瓷与钢板之间加设了橡胶硫化层，解决了陶瓷与钢板二者线膨胀系数不同造成脱落，而且缓冲了对陶瓷的冲击，提高了复合板的冲击强度。还可吸收冲击能量，消音效果亦非常显著。C：组合衬板可以根据要求在工厂内一次做成，保证了工件的质量，又方