Dlaczego stalownicy używają ceramicznych podszewek odpornych na zużycie?

Podczas procesu produkcyjnego duża ilość urządzeń i rurociągów jest narażona na działanie materiałów o wysokiej temperaturze i dużej twardości (takich jak ruda żelaza, żużel stalowniczy, węgiel miałowy i gazy piecowe o wysokiej temperaturze) przez długi czas. Uderzenia, erozja i ścieranie tych materiałów mogą poważnie uszkodzić sprzęt, skracając jego żywotność, wymagając częstych napraw i przerywając produkcję. Odporne na zużycie wykładziny ceramiczne, dzięki doskonałej odporności na zużycie, odporności na wysoką temperaturę i stabilności chemicznej, skutecznie chronią krytyczne urządzenia w hutach stali, stając się kluczowym materiałem do obniżania kosztów produkcji i zapewnienia ciągłości produkcji.

Główny problem hut stali: Widoczne zużycie sprzętu
Zużycie w hutach stali wynika głównie z dwóch scenariuszy, które bezpośrednio determinują sztywne zapotrzebowanie na materiały odporne na zużycie:

Zużycie spowodowane uderzeniem/erozją materiału:W transporcie surowców (takich jak taśmy przenośnikowe i zsypy), kruszeniu rudy i rurociągach wtrysku węgla do wielkiego pieca, twarda ruda i węgiel miałowy uderzają lub ślizgają się po wewnętrznych ścianach urządzeń z dużą prędkością, powodując szybkie ścieńczenie metalu, powstawanie wżerów, a nawet perforację.

Zużycie w wysokiej temperaturze i korozja chemiczna:Urządzenia wysokotemperaturowe, takie jak konwertory stalownicze, kadzie i piece z gorącym powietrzem, nie tylko podlegają zużyciu fizycznemu ze strony żużla i wsadu, ale także utlenianiu w wysokiej temperaturze i korozji chemicznej ze strony stopionej stali i żużla. Zwykłe materiały metalowe (takie jak stal węglowa i stal nierdzewna) gwałtownie tracą twardość w wysokich temperaturach, przyspieszając zużycie 5-10 razy.

Bez odpornych na zużycie wykładzin, średnia żywotność sprzętu może zostać skrócona do 3-6 miesięcy, co wymaga częstych przestojów w celu wymiany komponentów. To nie tylko zwiększa koszty konserwacji (robocizna i części zamienne), ale także zakłóca proces ciągłej produkcji, powodując znaczne straty w wydajności.

Kluczowe scenariusze zastosowania odpornych na zużycie wykładzin ceramicznych w hutach stali

Różne urządzenia wykazują odmienne charakterystyki zużycia, wymagając określonych typów wykładzin ceramicznych (takich jak ceramika wysokoglinowa, ceramika węglika krzemu i ceramika kompozytowa). Główne scenariusze zastosowania obejmują:

Systemy transportu surowców:Leje taśm przenośnikowych, zsypy i wykładziny silosów.

Problem:Uderzenia i ścieranie od spadających materiałów sypkich, takich jak ruda i koks, mogą łatwo prowadzić do perforacji leja.

Rozwiązanie:Grubościenne (10-20 mm) wykładziny ceramiczne wysokoglinowe, mocowane przez spawanie lub klejenie, wytrzymują uderzenia i są odporne na zużycie.

System wtrysku węgla do wielkiego pieca: rury wtrysku węgla, dystrybutory węgla miałowego

Problem:Węgiel miałowy o dużej prędkości (prędkość przepływu 20-30 m/s) powoduje erozję i zużycie, przy czym najpoważniejsze zużycie występuje na kolanach rur, prowadząc do przetarcia i wycieków.

Rozwiązanie:Używaj cienkościennych (5-10 mm) rur ceramicznych odpornych na zużycie z gładką ścianą wewnętrzną, aby zmniejszyć opór i pogrubione kolana, co skutkuje żywotnością 3-5 lat (w porównaniu do 3-6 miesięcy dla zwykłych rur stalowych).

Wyposażenie stalownicze: komin konwertora, wykładzina kadzi, walec do ciągłego odlewania

Problem:Erozja żużla w wysokiej temperaturze (powyżej 1500°C) i atak chemiczny prowadzą do gromadzenia się żużla i szybkiego zużycia w kominie, wymagając, aby wykładzina kadzi była zarówno odporna na ciepło, jak i na zużycie.

Rozwiązanie:Odporna na wysoką temperaturę wykładzina ceramiczna z węglika krzemu (1600°C) zapewnia silną odporność na erozję żużla, zmniejsza częstotliwość czyszczenia komina ze żużla i wydłuża żywotność kadzi.

System usuwania pyłu/obsługi żużla odpadowego: rury do usuwania pyłu i elementy pomp szlamowych
Problemy:Zapylone, wysokotemperaturowe gazy spalinowe i szlam (w tym cząstki żużla stalowniczego) powodują zużycie rur i pomp, prowadząc do wycieków.
Rozwiązanie:Stosowana jest ceramiczna wykładzina kompozytowa (ceramika + podłoże metalowe), zapewniająca zarówno odporność na zużycie, jak i uderzenia, aby zapobiec uszkodzeniom sprzętu spowodowanym wyciekiem szlamu.

Porównanie z tradycyjnymi materiałami: Odporne na zużycie wykładziny ceramiczne oferują lepszą ekonomię
Huty stali kiedyś szeroko stosowały tradycyjne materiały odporne na zużycie, takie jak stal manganowa, kamień odlewniczy i stopy odporne na zużycie. Istnieją jednak znaczne luki zarówno w ekonomii, jak i wydajności w porównaniu z odpornymi na zużycie wykładzinami ceramicznymi:

W dłuższej perspektywie, chociaż początkowy koszt zakupu odpornych na zużycie wykładzin ceramicznych jest wyższy niż w przypadku stali manganowej i stali węglowej, ich niezwykle długa żywotność (3-10 razy dłuższa niż w przypadku tradycyjnych materiałów) i niezwykle niskie wymagania konserwacyjne mogą obniżyć całkowity koszt o 40%-60% w cyklu 10-letnim, a także uniknąć strat produkcyjnych spowodowanych awarią sprzętu (jednodniowa strata wstrzymania produkcji dla huty stali może sięgać milionów juanów).

Huty stali używają odpornych na zużycie wykładzin ceramicznych, wykorzystując ich wysoką odporność na zużycie, odporność na wysoką temperaturę i niskie właściwości konserwacyjne, aby rozwiązać problemy związane ze zużyciem kluczowego sprzętu. Ostatecznie, to podejście osiąga trzy kluczowe cele: wydłużenie żywotności sprzętu, obniżenie kosztów konserwacji i zapewnienie ciągłości produkcji. Wraz z postępem technologii produkcji ceramiki (takich jak tania, wysokiej czystości ceramika glinowa i ceramiczno-metalowe wykładziny kompozytowe), ich zastosowanie w hutach stali wciąż się rozszerza, co czyni je kluczowym materiałem do obniżania kosztów i zwiększania wydajności w nowoczesnym przemyśle stalowym.