周平安：水泥工業(yè)耐磨材料技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)抗磨技術(shù)專業(yè)委員會(huì)名譽(yù)主任、中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)高級(jí)顧問(wèn)、中國(guó)水泥網(wǎng)高級(jí)顧問(wèn)周平安教授
5月21日，5月21日，由中國(guó)水泥網(wǎng)主辦的“2011第四屆國(guó)際粉磨峰會(huì)”在南京國(guó)際會(huì)議大酒店召開(kāi)。中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)抗磨技術(shù)專業(yè)委員會(huì)名譽(yù)主任、中國(guó)鑄造協(xié)會(huì)高級(jí)顧問(wèn)、中國(guó)水泥網(wǎng)高級(jí)顧問(wèn)周平安教授做了主題演講，圍繞耐磨材料和備件消耗在水泥工業(yè)生產(chǎn)中所占的地位；耐磨材料在各個(gè)主要工業(yè)領(lǐng)域中的消耗和比重；耐磨材料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)；耐磨材料技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)；耐磨材料行業(yè)和水泥工業(yè)合作的前景和方向等幾個(gè)方面向與會(huì)者分享了自己的觀點(diǎn)。主要內(nèi)容如下：
水泥工業(yè)中主要消耗工序及耐磨件
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消耗工序 |
采掘 |
破碎 |
研磨 |
輸送 |
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主要磨損零件 |
潛孔鉆頭、轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)斗齒 |
顎式破碎機(jī)齒板、錘頭、磨輥 |
襯板、磨球 |
篦子板、溜槽、管道、閥門、風(fēng)機(jī)葉片 |
我國(guó)鑄件2009年的總產(chǎn)量約3000多萬(wàn)噸，占世界第一( 其次是：美國(guó)和日本)。耐磨件主要消耗領(lǐng)域在：冶金礦山，建材水泥和火力發(fā)電行業(yè)。冶金礦山的用量要比建材水泥行業(yè)的多，但是在冶金礦山使用耐磨件的狀況水平都不如水泥行業(yè)，耐磨件和水泥行業(yè)結(jié)合的歷史是最悠久的，也給耐磨行業(yè)帶來(lái)了極大的促進(jìn)。
耐磨件總的消耗量為：300萬(wàn)噸/年，占鑄件總生產(chǎn)量10%。
水泥廠球磨機(jī)成本消耗所占比例
耐磨介質(zhì)消耗比例：
冶金采礦行業(yè)占57%、水泥行業(yè)占28%、砂石混凝土行業(yè)占14%。
表 全國(guó)近幾年各行業(yè)磨礦介質(zhì)消耗量統(tǒng)計(jì)
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項(xiàng)目
行業(yè) |
總產(chǎn)量 |
單 耗 |
消 耗 量（萬(wàn)噸） |
備 注 | ||||
|
07 |
08 |
09 |
07 |
08 |
09 | |||
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鐵礦(億噸) |
7.0707 |
7.8 |
8.8 |
1.2kg/t |
84.84 |
92.82 |
105.6 |
低鉻球 |
|
有色(萬(wàn)噸) |
2350 |
2520.3 |
2650 |
0.8kg/t |
23.06 |
24.73 |
26.01 |
低鉻球 |
|
水泥(億噸) |
13.6 |
14 |
16.5 |
0.169
kg/t |
16.088 |
16.52 |
19.52 |
高鉻球 |
|
火電(億KWh) |
27218 |
27900.8 |
29867 |
5,16t/
億KWh |
8.426 |
8.638 |
9.246 |
低鉻球 |
|
其它行業(yè) |
|
|
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8 |
9 |
10 |
|
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合計(jì) |
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|
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140.41 |
151.71 |
170.38 |
|
其他行業(yè)耐磨鑄鋼件消耗量
破碎機(jī)耐磨件年用量約20萬(wàn)噸；
軋輥類耐磨件年用量約20萬(wàn)噸以上；
斗齒類耐磨件年用量在10萬(wàn)噸以上；
履帶類耐磨鑄鋼件年用量在10萬(wàn)噸以上；
渣漿泵類過(guò)流耐磨鑄鋼件約5萬(wàn)噸左右；
耐磨管類耐磨鑄件年用量在5萬(wàn)噸以上
其它行業(yè)耐磨件年用量合計(jì)約70萬(wàn)噸。
我國(guó)金屬耐磨鑄鋼件年需求量約為100萬(wàn)噸
金屬耐磨材料的增漲幅度和其它主要使用耐磨材料行業(yè)增漲幅度是基本上同步，耐磨材料增漲幅度平均在5-10%左右。
水泥工業(yè)耐磨材料行業(yè)目標(biāo)和任務(wù)：
提高耐磨件的質(zhì)量品質(zhì)和應(yīng)用水準(zhǔn)；
降低水泥工業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)和采購(gòu)成本；
改善環(huán)境和節(jié)能減排。碼[Page]
耐磨材料技術(shù)在水泥行業(yè)內(nèi)的發(fā)展
計(jì)算機(jī)仿真和模擬技術(shù)的應(yīng)用；
新型耐磨材料系列和標(biāo)準(zhǔn)化；
冶金質(zhì)量和鑄造工藝改善的新技術(shù)；
復(fù)合材料和修復(fù)技術(shù)；
機(jī)械化和自動(dòng)化的生產(chǎn)技術(shù)；
信息化和電子商務(wù)。
新型耐磨材料系列和標(biāo)準(zhǔn)化
抗磨白口鑄鐵件（GB/T8623）
鑄造磨球 （GB/T 17445-2008 ）
建材工業(yè)用鉻合金鑄造磨球標(biāo)準(zhǔn) （JC/T533-2005)
奧氏體錳鋼鑄件GB/T （5680-2009）
鉻錳鎢系抗磨鑄鐵件GB/T XXXX-2009
水泥工業(yè)用 耐磨件堆焊 通用技術(shù)條件JC/T 2011
美國(guó)ASTM A532/A532M-93（a 2003）《抗磨鑄鐵標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》和歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN 12513:2000
耐磨鑄件生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化
耐磨鑄件生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化逐步代替工人的繁重的體力勞動(dòng)；
提高生產(chǎn)效率和鑄件質(zhì)量；
節(jié)省能源和改善環(huán)保。
冶金質(zhì)量和鑄造工藝改善的新技術(shù)
改進(jìn)表面質(zhì)量的鑄造工藝新技術(shù)：
真空薄膜負(fù)壓造型（V法）
消失模造型技術(shù)（EPC法）
耐磨材料品質(zhì)的改善和新型耐磨材料系列的發(fā)展
普通白口鑄鐵-合金白口鑄鐵（鎳硬鑄鐵、高、低鉻鑄鐵）-奧貝球鐵-含碳化物的等溫淬火球鐵（CADI）；
高錳鋼（中錳鋼）-合金鋼
復(fù)合材料（耐磨堆焊、耐磨鋼板、陶瓷鑲鑄、雙金屬澆注）
磨球的硬度分布
磨球本體的沖擊韌性
CADI磨球裝機(jī)試驗(yàn)結(jié)果
使用CADI磨球的節(jié)電效果
提高鋼鐵液體冶金質(zhì)量的主要措施
爐底吹氬純凈鋼水技術(shù)；
各種變質(zhì)劑技術(shù)；
納米變質(zhì)技術(shù)碼[Page]
納米變質(zhì)劑的作用原理和效果
特點(diǎn)：納米變質(zhì)劑具有高硬度、耐高溫、粒度小（小于50nm）、表面能大、分散性好和表面ZETA電位低（- 18.0mv）等特點(diǎn) ，與金屬具有較好的結(jié)合力，更容易生成晶核、滲透和產(chǎn)生彌散強(qiáng)化作用。
作用：具有比一般變質(zhì)劑更強(qiáng)的細(xì)化晶粒和彌散強(qiáng)化作用?？擅黠@改變金屬基體和碳化物等組織結(jié)構(gòu)，同時(shí)增強(qiáng)合金的硬度、韌性、抗拉和耐磨性能，從而提高金屬耐磨材料品質(zhì)并減少一定量的稀貴金屬或熱處理工序等）。
鞍鋼鋼研所試驗(yàn)
1)納米粉體的冶煉添加試驗(yàn)研究
2)TiN納米粉體在高強(qiáng)鋼中的應(yīng)用試驗(yàn)研究
3)ZrB2納米粉體在工程機(jī)械用鋼中的應(yīng)用
高錳鋼加入TiN試驗(yàn)
(中間合金和吹氬）
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編號(hào) |
試棒內(nèi)容 |
鑄態(tài)沖擊性能 |
平均值 |
提高值 |
|
1 |
ZGMn18第一爐原樣 |
12、14、14、13 |
13.25 |
100 |
|
2 |
中間合金加入量為萬(wàn)分之三 |
18、20、15、18 |
17.75 |
130.18 |
|
3 |
中間合金加入量為萬(wàn)分之五 |
11、12、11、10 |
11 |
83.1 |
|
4 |
ZGMn13第二爐原樣 |
7、6、6、4 |
5.75 |
100 |
|
6 |
吹氬加入法，加入量為萬(wàn)分之六 |
6、8、6、6 |
6.5 |
113.04 |
TiN在Mn18Cr2中的存在形式
a、
|
Element |
Wt% |
At% |
|
NbL |
17.20 |
09.73 |
|
TiK |
79.18 |
86.86 |
|
FeK |
03.63 |
03.41 |
b、
|
Element |
Wt% |
At% |
|
C K |
11.75 |
44.80 |
|
NbL |
60.57 |
29.85 |
|
TiK |
18.95 |
18.12 |
|
CrK |
01.16 |
01.02 |
|
MnK |
01.79 |
01.49 |
|
FeK |
05.78 |
04.74 |
從電子衍襯像上可以看出基體中存在有納米級(jí)的第二相，電子衍射花樣標(biāo)定表明基體為γ相，第二相為TiN。
耐磨技術(shù)在水泥工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀
耐磨堆焊
耐磨陶瓷
1)耐磨陶瓷貼片
2)耐磨陶瓷涂料
耐磨復(fù)合鋼板
復(fù)合和鑲莰技術(shù)
耐磨堆焊
耐磨堆焊的優(yōu)點(diǎn)是：技術(shù)成熟，靈活方便，成本低廉，效果明顯。
堆焊既可在現(xiàn)場(chǎng)修復(fù),也可在工廠中進(jìn)行在線堆焊。
耐磨陶瓷
耐磨陶瓷片
耐磨陶瓷涂料
耐磨材料行業(yè)與水泥工業(yè)的合作前景
長(zhǎng)期以來(lái)，耐磨材料行業(yè)一直是是水泥工業(yè)忠實(shí)和必不可少的合作伙伴，它對(duì)水泥工業(yè)提高效益、降低成本和節(jié)能減排有著重大的作用和影響；
耐磨企業(yè)已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一個(gè)獨(dú)立的行業(yè)和產(chǎn)業(yè)團(tuán)體而存在，有若干耐磨企業(yè)已具備相當(dāng)?shù)纳a(chǎn)規(guī)模并基本完成了必要的技術(shù)改造并逐漸進(jìn)入規(guī)模化運(yùn)作階段；
耐磨材料行業(yè)正在走整合的道路并創(chuàng)造新的模式，將以行業(yè)或集團(tuán)的形式和大型水泥集團(tuán)逐步建立起長(zhǎng)遠(yuǎn)的、效率更高的、互惠互利、互相促進(jìn)的伙伴關(guān)系，以適應(yīng)和滿足水泥工業(yè)的發(fā)展需求
電子商務(wù)平臺(tái)和信息化
建設(shè)電子商務(wù)和大客戶服務(wù)銷售平臺(tái)的好處
通過(guò)團(tuán)購(gòu)、專賣、推銷等手段和行業(yè)間的緊密合作，壓縮不必要的中間費(fèi)用，把最先進(jìn)、可靠的備品備件供應(yīng)給水泥企業(yè)；
通過(guò)網(wǎng)絡(luò)跟蹤、調(diào)查、總結(jié)、推廣的形式，把新技術(shù)、新產(chǎn)品在第一時(shí)間介紹給用戶并建立良好的合作伙伴關(guān)系；
通過(guò)行業(yè)活動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，把廣大水泥、企業(yè)和制造經(jīng)營(yíng)企業(yè)的庫(kù)存聯(lián)接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)社會(huì)化運(yùn)作。
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