非金属耐磨材料在水泥工业粉磨设备中的应用

邵晓克

山东兴和特种材料有限公司，山东 临沂 276000

非金属耐磨材料在水泥工业粉磨设备中的应用

邵晓克

山东兴和特种材料有限公司，山东 临沂 276000

设备的磨损和防磨是一个矛盾体，掌握常用耐磨材料的特点，再根据不同部位的磨损性质和工作条件，有针对性地选择适宜的耐磨材料和防磨方法，才是设备防磨的科学方法。常用非金属耐磨材料有SHC耐磨陶瓷、SHN纳米陶瓷、SHA合金陶瓷、SHT钛金陶瓷、SHH高温陶瓷。在水泥工业粉磨系统中，立磨诸多部件 （内锥体、静态叶片、选粉机壳体、选粉机轴套、立磨筒体、磨辊密封环、磨辊轴套、刮料板、喷口环）、辊压机侧挡板、磨机出口管道弯头及膨胀节以及粉磨系统之回转卸料器、循环风机叶轮、风机壳体、三道锁风阀阀板等科学地选用非金属耐磨材料，能起到事半功倍的防磨损作用。

磨损 防磨 立磨 辊压机 磨机

0 引言

据资料统计，全球能源的三分之一是最后表现为消耗或克服某种形式的摩擦上。腐蚀、磨损和断裂是材料失效的三种主要形式，其中由于摩擦导致磨损失效约占设备损坏的70%以上，全世界每年因此损失都在上千亿美元。改善润滑、降低磨损可以带来巨大的经济效益，据估计约占各国国民生产总值2%以上。在我国，这一比例高达4%。

不仅如此，磨损还带来了其他问题。据统计，工业企业因磨损而引起的停机时间占总停机时间的50%以上。设备磨损问题已经成为工业企业能否高效运营的至关重要的因素。

通过系统的防磨改造，可以提高劳动生产率8%，减少能源消耗10%，降低防磨投入40%。在市场竞争不断加剧的今天，企业的核心竞争力就体现在细微之处的革新，在设备防磨方面先人一步，就能确保处处领先。

而在水泥行业，每生产1 t水泥需要粉磨各种物料3 t以上，粉磨成本占生产总成本的35%左右，而粉磨系统的维修量约占全厂设备总维修量的60%，其钢铁消耗占工厂钢铁总消耗的55%以上。因此，如何选用合适的耐磨材料和抗磨方式，有效提高粉磨系统设备的抗磨损能力，从而提高设备的寿命和可靠性，就成为众多设备和使用厂家共同关注的问题。本文就非金属耐磨材料在水泥工业粉磨设备的应用情况进行阐述。

1 磨损与防磨

设备的磨损和防磨是一个矛盾体，掌握常用耐磨材料的特点，再根据不同部位的磨损性质和工作条件，有针对性地选择适宜的耐磨材料和防磨方法，才是设备防磨的科学方法。

1.1 影响磨损的主要因素

1.1.1 磨料的性质

磨料的硬度、颗粒大小、磨粒形状对磨损都有较大影响。实验表明，磨料硬度越高，磨损越严重；一般磨粒尺寸在20μm～200μm 时，材料磨损率随磨损尺寸的增大而上升，但磨粒尺寸增加到某一临界值时材料磨损率几乎不变或变化很缓慢；多角状磨粒比球状圆滑磨粒在同样条件下磨损量大4倍，相对来说，磨粒形状对韧性材料影响较大，对脆性材料影响较小。

1.1.2 靶材的性质

靶材的硬度、韧性和弹性模量是决定此种材料是否耐磨的决定性因素，一般来讲，靶材的硬度越高、韧性越好、弹性模量越大，材料的性能越好。但是靶材的硬度与韧性以及弹性模量是否适合某一工况，并不完全取决于材料本身，而很大程度上依赖外部环境的变化，这也是防磨的精髓和重点。

塑性材料和脆性材料冲蚀性能的明显不同是由其不同的冲蚀机理决定的，对于金属等韧性材料，微切削（见图1左）是主要冲蚀机制；而对于陶瓷等脆性材料，裂纹（见图1右）扩展和交叉产生脆性断裂是主要冲蚀机制。

图1 冲蚀机理

1.1.3 入射速度

实验表明，速度对磨损的影响程度最大，磨损量与速度的三次方成正比。

1.1.4 入射角

入射角是指靶材表面和入射粒子运动轨迹之间的夹角，当入射角度很低时，入射粒子在垂直材料表面方向上的动能分量不足以造成材料的严重破坏时，脆性材料体现出高硬度的优越性来，呈现出比韧性材料更低的冲蚀率。这也是为什么弯头、三通、异径管、分配器等管道比直管磨损更严重的原因，在用管道输送物料的系统中，弯头处的冲蚀磨损比直管部分的磨损大约严重50倍。

入射角的影响与靶材类型有关，塑性材料在20°～30°角冲击时，破坏最大。而脆性材料在垂直冲击时破坏最大。

1.2 设备防磨的主要措施

磨料的硬度、颗粒大小及几何形状都是由工艺决定，轻易无法改变，防磨的重点在于改变靶材的性质以及创造良好的外部条件。

1.2.1 降低入射角

在条件允许的情况下，可增大弯头曲率半径，一般曲率半径选择管径的5 倍最为适当。尽量避免使用虾米弯头，而改为更平滑的热弯弯头（见图2），使管道内气流通畅。

1.2.2 降低物料流速

在保证管内粉尘不沉降的前提下，尽量控制管内风速。有很多时候过快的流速并不是工艺要求，而是设计不合理造成的，比如风压偏大、管道口径设计偏小或有堵料现象等。

1.2.3 选用合适的耐磨材料

设备防磨需要遵循的一般原则是 选用的耐磨材料硬度要远远高于磨料的硬度。除此之外，还要关注不同工况对材料的特殊要求，根据设备磨损的原理，将设备分为气力输送设备和物料输送设备，气力输送设备的防磨以提升表面材料的硬度为主，对于以疲劳磨损为主的物料输送系统，就不但要考虑材料的硬度，还要关注其韧性和弹性模量。

图2 虾米弯头和更平滑的热弯弯头

抗磨损材料可分为三大类：金属和金属化合物，如具有特殊性质的合金钢；陶瓷及其复合材料；塑料或橡胶，特别是橡胶和聚氨酯化合物。当某种工况特别复杂，单一材料无法满足要求时，可以把这三种材料相互结合起来使用，如钢与橡胶、陶瓷与金属和橡胶与陶瓷的复合材料。

2 常用非金属耐磨材料

2.1 SHC耐磨陶瓷

SHC耐磨陶瓷主要成分是高纯度氧化铝，由于氧化铝优异的性能和良好的性价比，是目前应用最广泛的陶瓷材料。它被用于要求高耐磨、良好的耐腐蚀性以及耐压的地方。由于它的绝缘性能，也常常被用于电子产品。

2.2 SHN纳米陶瓷

SHN纳米陶瓷是一种由氧化铝、碳氮化合物及稀土氧化物所组成的一种复合陶瓷，其独特的纳米结构使分子间的键能显著增强，同时添加稀土氧化物，通过微晶理论、弥散强化理论和双骨架结构来补强，使陶瓷材料在强度和韧性上得到极大提高。

当SHC耐磨陶瓷无法满足机械性能要求时，这种材料会是完美的选择，与SHA合金陶瓷相比，具有更优的性能价格比。

SHN纳米陶瓷通过以下途径增加陶瓷韧性：

（1）在纳米晶体结构下，邻近的原子共享一个边界，体积更小，密度更大，从而使它变得更加坚硬。

（2）尽可能降低陶瓷材料中缺陷尺寸，细化陶瓷组织的晶粒、降低气孔的尺寸、减少有害杂质。

（3）在原材料中添加稀有元素，主要是抑制其晶粒长大，易于在材料内部形成了一种均匀致密的微晶结构，使材料抗弯强度提高，断裂韧性增加。

（4）在陶瓷制备过程中添加SIC晶须，晶须在拔出和断裂时，都要消耗一定的能量，从而使外加负荷的一部分或大部分能量被消耗掉，以减缓裂纹扩展，并使主裂纹在扩展过程中转向、分叉，从而起到增韧作用。

2.3 SHA合金陶瓷

SHA合金陶瓷是目前市场上最坚韧的陶瓷材料之一，是硬度和韧性最佳平衡的完美结合体。

SHA合金陶瓷具有高硬度、高强度、高韧性、极高的耐磨性及耐化学腐蚀性等优良的物化性能。它的高冲击性能、高抗弯强度和硬度使其成为工况恶劣高冲击部位防磨的最佳材料。它的低导热性使其是用于高压机械零件热绝缘的理想材料。由于它的热膨胀系数接近钢铁，已经成为现代设计中金属机械配件的理想替代品。

SHA合金陶瓷采用机械合金化工艺合成，粉体内添加的金属陶瓷结合剂由高熔点高硬度的金属氧化物、碳化物、氮化物、碳氮化物、硼化物等，高熔点金属或其合金，烧结助剂和少量的稀土氧化物组成。

SHA合金陶瓷已经在陶瓷、耐火材料、机械、电子、光学、航空航天、生物、化学等各种领域获得广泛的应用。

2.4 SHT钛金陶瓷

SHT钛金陶瓷晶体结构与金刚石非常相似，化学键类型相同，晶格常数相近，因此具有与金刚石相近的硬度和强度，远远高于硬质合金和陶瓷，是迄今为止仅次于金刚石的人工合成材料。

SHT钛金陶瓷采用钛作为结合剂，加入Y、Dy等的氧化物和氮化物以及Ce、Nd、Gd、Lu等稀土元素与硼化铝和硼化钛一起渗入到晶粒间，促使聚晶致密，提高材料的强度。

SHT钛金陶瓷不但具有金刚石的许多优良特性，而且有更高的热稳定性和对铁族金属及其合金的化学惰性。用于加工高硬度材料时具有比硬质合金及陶瓷更高的耐磨性，能减少大型零件加工中的尺寸偏差或尺寸分散性。可替代硬质合金刀具的新型材料，是硬质合金刀具材料加工综合效益的8～10倍。

SHT钛金陶瓷作为超硬磨料在不同行业的加工领域获得广泛的应用，现在更是成为航空航天、汽车、微电子、真空设备、光电通信、贵金属冶炼等工业不可或缺的重要材料。2.5 SHH高温陶瓷

SHH高温陶瓷以其抗氧化性强、耐磨性能好、硬度高、热稳定性好、高温强度大、热膨胀系数小、热导率大以及抗热震和耐化学腐蚀等优良特性，在高温、热冲击、腐蚀性等恶劣环境中显示出其独有的优越性。

通过独特工艺使陶瓷在液相烧结过程辅以高温等静压后处理，促进致密而均匀的显微结构的形成，表面氮化处理消除了开口气孔，得到韧性很高的陶瓷材料。

它具有较低的热膨胀系数和高导热系数，使其制品在加热及冷却过程中受到的热应力较小，这就是SHH高温陶瓷抗热震性特别好的原因。

3 非金属耐磨材料在水泥工业粉磨设备中的典型应用

3.1 立磨系统防磨

作为重要的原料制备设备，立磨从一诞生起，就始终面对磨损的考验。据统计，在立磨失效的零部件中约有80%以上属于金属磨损所造成的直接或间接后果。金属磨损会造成设备运转效率降低，工件更换维修频繁、能耗增加等。

3.1.1 立磨内锥体

喷口环吹来的高速气流夹杂着硬质颗粒在此汇集，冲刷内锥体，很快就会被磨损（见图3），需要频繁修补。分析其磨损原因，这里既有粗颗粒物料滑动造成的磨粒磨损，也有由高浓度含尘气体夹带粗颗粒物料高速冲刷造成的冲击磨损。

图3 磨损严重的内锥体

内锥体一旦磨穿，会造成：

（1） 部分粗粉无法回到磨盘，在选粉区打转，扰乱选粉区气流，造成不必要的物料内循环。

（2） 使选粉机内锥体与喷口环之间风速过低，含尘气体无法在此加速，一部分含尘气体到达不了选粉区域，造成不必要的物料内循环，导致磨机能耗增加，产量降低。

3.1.2 立磨静态叶片

静态叶片是高效选粉机（图4）粗细分离的重要部件，当含尘气体在通过时，转子的转动形成强制涡流，大颗粒因惯性较大保持原有运动方向而与导风叶片的背风面相撞失去动能落入内锥体，较细粉则随气流进入选粉区域进行分选。

由于高速气流长期冲刷，静态叶片磨损严重，对于生料、煤粉等磨蚀性不强的物料，采用耐磨钢板尚可勉强使用；对于水泥、矿渣等高磨蚀性物料，一般也仅能使用几个月。

图4 高效选粉机

静态叶片一旦磨损失效，就会使不合格颗粒进入选粉区，造成粗细粉返混，带来分割粒径偏差，降低分级精度。

3.1.3 选粉机壳体

选粉机壳体受转子旋转携带的硬质颗粒冲刷（图5），颗粒硬度较高，冲刷角度不规则，且在高速运行中获得强大动能，对壳体造成冲蚀磨损并伴随较大的振动，形成不规则沟槽。

3.1.4 选粉机轴套

选粉机主轴轴套（图6）内充有润滑油，对主轴轴承起润滑作用，如果采用现场电焊焊补方法堵漏，不仅存在着火不安全因素，而且焊接过程中产生的焊渣一旦掉入润滑油里，将造成轴承损坏。

采用耐磨材料可以有效防护轴套免受磨损，支撑杆可以采用工厂预制的防磨防护。

3.1.5 立磨筒体

立磨筒体所处理的物料是各种粒度、硬度不一的颗粒，这些物料在中速磨内部运动，不停地对中速磨各部分机体产生摩擦、冲刷和撞击，筒体磨损在所难免。立磨筒体磨损的原因比较复杂，这里面既有粗颗粒物料滑动造成的磨粒磨损，也有由高浓度含尘气体高速冲刷造成的风蚀磨损，还有由粗颗粒物料甚至磨机破碎的研磨体等异物高速撞击所造成的冲击磨损。

图5 选粉机壳体受转子旋转携带的硬质颗粒冲刷

图6 选粉机主轴轴套

特别是磨盘以上2 m内区域，不但冲刷严重，而且有大块颗粒物料撞击，采用传统的防磨处理，均不能达到良好效果。可以在磨盘以上2 m内区域装贴焊接型耐磨陶瓷（见图7）。该产品采用独特工艺制成，具有高硬度、高韧性的特点，同时改变了传统的粘贴安装方式，采用粘胶、螺钉双重固定，特别适合在温度较高且有一定冲击的部位使用。

图7 磨盘以上2 m内区域装贴焊接型耐磨陶瓷

3.1.6 立磨磨辊密封环

立磨磨盘座与架体间有两道密封装置，如果这些地方密封损坏，漏风严重，将会影响喷口环的风速，造成吐渣加重。

立磨磨辊密封环采用热硫化工艺将耐磨陶瓷按照一定的布局硫化在特种橡胶内，见图8。这种结构既发挥了氧化铝陶瓷耐高温磨损、耐腐蚀的优点，又体现了橡胶材料高强度、高韧性和密封性好的特点，且一体化设计，便于更换和安装。

3.1.7 立磨磨辊轴套

立磨轴承和骨架油封要达到正常使用寿命，必须做好磨辊的密封。一般辊套是由耐磨材料铸造而成，辊套的耐磨性是决定辊套使用寿命的主要因素，但辊套属脆性材料，硬度过高，会使辊套的抗震效能减低，使用时发生脆裂，严重时辊套在热处理过程中就可能发生断裂。

图8 立磨磨辊密封环上的耐磨陶瓷

造成辊套磨损的主要因素有以下原因：

（1）大块物料在磨辊与磨盘的挤压下，部分物料溅出，直接冲击辊套。应力集中处受到物料冲击次数越多，则磨损越严重。

（2）碾过的物料越过磨盘边缘的挡料环，被从喷口环喷出的热风吹起，高速气流夹杂着物料冲刷辊套。

解决辊套磨损问题，目前通常做法是在易磨损区域进行耐磨焊条堆焊处理。这种方法虽然不失为可行的方法，但表面堆焊对工件的热输入量高，劳动强度大，效率低。最重要的是与硬质颗粒硬度相比，耐磨焊条的硬度偏低，不足以达到抗磨的目的，使用寿命往往不足半年，频繁的更换与维修，维修人员深受其苦。

推荐采用陶瓷立磨磨辊轴套，主要材料选用SHN纳米陶瓷材料，采用机械与粘胶双重固定的办法，可使陶瓷牢固地与钢铁结合。寿命比现有耐磨堆焊辊套至少延长10～15倍，而且可以提高立磨的可靠性，延长了立磨磨辊密封的工作寿命，降低了轴承损坏的概率。

3.1.8 立磨刮料板

目前刮料板一般使用堆焊耐磨板，由于物料颗粒大、硬度高、落差大，对刮板磨损冲击严重，一般使用1～2个月即磨损失效。

针对刮板大颗粒磨损冲击的运行工况，可采用燕尾结构将SHA合金陶瓷制成衬板，衬板采用包边设计可以有效保护陶瓷，衬板易磨损底侧和外侧用U型陶瓷防护。

3.1.9 立磨喷口环

喷口环是由环绕磨盘的斜向菱形槽口组成的，入磨气体在喷口环和导向锥作用下呈旋流风人磨，阻止物料通过喷口环下跌，符合粒度要求的物料由旋流风输送到上部分离器。此处风速高达80～90 m/s，在含尘气体冲刷下磨损非常严重。喷口环衬板磨损以及喷口环与磨盘之间的间隙增大，磨腔内不能形成良好的旋向风，使风压失衡或喷口环风速不够，吹不起磨盘边缘溢出的物料。

操作中为保证喷口环风速，必然调大风机前风阀开度，以增大风量。这将导致三个不好的结果，第一是选粉机风量超过额定风量，选粉机转子转速提高，回粉量增大，选粉效率降低；第二是由于风量加大，立磨及其选粉机内部风速加快，设备磨损加剧；第三是由于风量加大，风机电流增大，风机能耗增加，由于回粉量增大，立磨能耗增加，因此系统能耗增加。

采用专利技术生产的喷口环衬板具有耐磨损、抗冲刷、寿命长等优点，使用寿命是普通耐磨板的20倍以上。喷口环的磨损见图9。

图9 喷口环的磨损

3.2 回转卸料器

部分水泥厂家生料入磨（辊）定量给料的锁风喂料装置为回转卸料器，其原理是当上部料仓的物料靠自重落下充填在叶片之间的空隙中，随叶片的旋转而在下部卸出。硬质颗粒在叶片的带动下不断刮擦筒壁，致使筒壁磨损严重。可在回转卸料器的壳体内衬耐磨陶瓷，使用寿命可延长20倍以上。

3.3 循环风机叶轮

现代工业企业粉体输送基本都是靠封闭式管道输送，风机作为动力源是必不可少的设备。但是风机叶轮作为易耗件普遍存在磨损严重的问题，如不及时进行检修，极易导致轴瓦烧坏，甚至引发叶片断裂及飞车等重大事故，严重影响系统安全与经济效益。

传统的叶片表面防磨的工艺主要是耐磨堆焊，由于施工过程中，工作面瞬间高温受热，叶轮的热应力和变形问题难以克服。

近年来，将硬度更高的耐磨陶瓷应用于风机叶轮上是个炙手可热的课题。但是在高速运转的风机叶轮上安装耐磨陶瓷绝非简单的工艺，这里不但要克服陶瓷在高速运转所产生的离心力，还要克服温度、湿度、腐蚀对陶瓷和粘胶的影响，另外还涉及空气动力学、摩擦学理论。可以说耐磨陶瓷应用于风机叶轮代表了耐磨陶瓷应用的尖端技术。

目前此项技术已获得重大突破，被广泛推广应用。与传统防磨方式相比，采用耐磨陶瓷对叶轮进行防磨有如下优点：

（1）耐磨性能提高20倍。风机叶轮是典型的低冲射角磨损，此种工况陶瓷拥有最高的耐磨性，比耐磨堆焊耐磨20倍以上。

（2）保持叶轮原有结构。与表面堆焊及热喷涂等热态工艺会对叶轮造成热应力和变形相比，耐磨陶瓷安装属于冷态防磨，几乎不影响叶轮原有结构。

（3）减轻叶轮重量，使能耗更低。

陶瓷密度只相当于耐磨堆焊的1/3，与采用耐磨堆焊相比增重更小，降低设备负荷，延长轴承寿命。

（4）采用合理的结构可使陶瓷安装牢固，运行安全可靠。

目前大多数采用陶瓷对叶轮进行防磨的工艺是粘贴方式，这种工艺主要采用有机或无机粘接剂将耐磨工程陶瓷块粘接在叶轮的叶片及中(后)盘等易磨损的部位。由于粘接剂在高温下粘接强度急剧下降，且叶轮转速较高，线速度较大（通常大于120 m/s），故此类型陶瓷防磨叶轮仅能应用于低温工作环境，并且其工作稳定性较差，安全性也不太可靠。而且这种工艺无法对叶轮磨损最严重的叶片进风口及叶片根部进行有效防护，使用效果大打折扣。

山东兴和特种材料有限公司采用独特结构（见图10、11、12），利用机械原理将燕尾陶瓷镶嵌进焊接在叶片上的钢铁燕尾条卡条上，同时配合耐高温无机粘合剂粘贴，实现机械、粘胶双重保护，即使陶瓷块破裂，也不会脱落，增加了叶轮运转的安全性、稳定性。特制的流线形陶瓷部件，巧妙地利用叶轮旋转时离心力的防止叶片入口处陶瓷元件的脱落，将冲蚀角的角度大大减少，以分散高速固粒的冲击能量，从而显著地提高了叶片入口端部的抗冲蚀磨损能力。

风机壳体的磨损原因很复杂，是空气动力学磨料的冲蚀磨损、低应力擦伤型磨料磨损和腐蚀磨损联合作用的结果。三种磨损形式中以空气动力学磨料的冲蚀磨损为主，低应力擦伤型磨料磨损和腐蚀磨损为辅；同时低应力擦伤型磨料磨损和腐蚀磨损将加剧空气动力学磨料的冲蚀磨损。

图10 L型陶瓷有效保护叶片与轮盘接缝处

图11 流线型设计的U型陶瓷保护磨损严重的叶片迎风面

图12 陶瓷盖帽保护轮毂上的螺钉免受物料磨损

3.4 风机壳体

而且风机壳体在运行中震动较大，采用传统粘贴耐磨陶瓷片的方法不可行，很容易造成脱落。

推荐采用燕尾型耐磨陶瓷，该产品主要利用机械原理将燕尾陶瓷镶嵌进焊接在叶片上的钢铁燕尾条卡条上，同时配合耐高温无机粘合剂粘贴，实现机械、粘胶双重保护，即使陶瓷块破裂，也不会脱落，增加了运转的安全性、稳定性。由于卡条处于陶瓷块的保护下，气体介质不会直接冲刷卡条，卡条不存在磨损问题。

3.5 三道锁风阀阀板

立磨三道锁风阀是用于给立磨喂入物料的装置。第一道的作用是截断物料，控制进料量和时间；第二道的作用是锁风；第三道的作用是既锁风又卸料，将物料喂入磨机。因为吞吐量大，阀板磨损非常严重，甚至一两个月就要更换，一线人员工作量非常大。三道锁风阀阀板的磨损会造成系统漏风，出磨温度低，压差过小。对系统的热耗、电耗、产质量、生产稳定运行、生产环境等方面均会带来负面影响。

可以采用SHA合金陶瓷，辅以合理的固定方式，制作的三道锁风阀阀板具有高硬度、高强度、高韧性、极高的耐磨性等特点。使用寿命可达3年以上，大大提高了设备运行效率。

3.6 辊压机侧挡板

辊压机侧挡板的作用是保证辊压机的粉碎效果，不使喂料从挤实区沿轴向流出。侧挡板的磨损（图13）主要发生在两处：一是紧靠在辊子侧面，沿着端隙地方的边缘磨损；另一个是在两辊子的间隙处侧挡板下端的磨损，由于这里承受的应力最高，磨损也最严重。

图13 侧挡板的磨损

辊压机侧挡板虽然是个不起眼的零部件，但因为磨损特别严重，硬度较高的耐磨堆焊板也仅仅能使用一两个月就要更换或修补，严重影响企业生产效率。当两端侧挡板磨损严重，工作间隙值变大时，边缘漏料更将不可避免，在显著减少挤压后物料细粉含量的同时，部分粗颗粒物料还将进入后续动态或静态分级设备，对分级机内部造成较大磨损。

可将耐磨陶瓷材料安装在钢板上，整体提供，安装方便快捷，使用寿命可达2年以上。

3.7 旋风收尘器

旋风收尘器是利用高速旋转的含尘气流中的离心力将粉尘从空气中分离出来的干法收尘设备。旋风收尘器的外壳经常被磨损漏风，造成除尘效率下降，产量降低。风粉从进风口进入旋风筒，物料在重力和旋风筒的双重作用下，改变流向，在筒内形成螺旋风向。高速气流夹杂着物料对筒壁进行磨蚀。实践证明，采用耐磨陶瓷对旋风除尘器筒体进行防磨是非常有效的。3.8 磨机出口管道弯头及膨胀节

物料在管道内变径部分及弯头等处流动时，由于流点在急变处其速度（大小及方向）发生变化，存在着加速度所产生的惯性力；同时流线不能按壁面形状平行流动而是产生局部涡流区，这样不仅使流体消耗其机械能量而且加重了流体对管道内壁的磨擦，从而缩短了管道的使用寿命。管道总磨损量决定于管内风速(颗粒冲击速度也是由管内风速决定) 、入射角、粉尘质量浓度以及粉尘和管壁的摩擦系数。管内风速决定了粉尘颗粒的运动和冲击速度。实验表明：速度对磨损的影响程度最大，磨损量与速度的三次方成正比。塑性材料的壁面，当入射角为0°时，磨损率几乎为0，因此直管部位的磨损通常很小。当入射角增加到20～25°时，磨损率达到最大值，再增加到90°时，磨损率又下降。

磨损会造成系统漏风, 影响尘源控制效果, 破坏除尘系统功能, 甚至造成系统瘫痪；对于高架除尘管道, 磨损会使管道的强度和刚度急剧下降, 带来不安全隐患。因此管道的磨损不容忽视。

一般可通过以下方法减轻磨损：

（1）在保证管内粉尘不沉降的前提下，尽量控制管内风速。

（2）合理设计吸尘罩结构和抽风位置，控制罩口风速，尽量避免过多粗颗粒进入系统管道。

（3）有条件时，可增大弯头的曲率半径。

（4）更换耐磨陶瓷管道或在管道内衬贴耐磨陶瓷。

4 结束语

耐磨陶瓷的生产、施工以及针对实际工况提出解决方案是一个系统工程，需要对磨损件的失效分析、对磨损机理的认识以及正确的思路和丰富的材料学知识，不同厂家采取的工艺和方法不同，同样的产品就不能有同样的效果。

另外，选择一家质量和信誉优的企业作为合作伙伴至关重要，不但产品品质和服务得到保证，更重要的是这些企业在长期的防磨实践中积累了丰富的经验，可以提供更加专业、可靠的防磨方案，避免再走弯路。经验不足，不妥之处，敬请海涵，希望本文对水泥工业粉磨系统的设备防磨产品选型能有所帮助。

2015-03-20）

TQ 72.622.22:TU278

B

008-0473(20 5)04-0049-09

0. 6008/j.cnki. 008-0473.20 5.04.0 4