周平安：水泥工业耐磨材料技术现状及发展趋势

中国机械工程学会抗磨技术专业委员会名誉主任、中国铸造协会高级顾问、中国水泥网高级顾问周平安教授

　　5月21日，5月21日，由中国水泥网主办的“2011第四届国际粉磨峰会”在南京国际会议大酒店召开。中国机械工程学会抗磨技术专业委员会名誉主任、中国铸造协会高级顾问、中国水泥网高级顾问周平安教授做了主题演讲，围绕耐磨材料和备件消耗在水泥工业生产中所占的地位；耐磨材料在各个主要工业领域中的消耗和比重；耐磨材料行业发展现状和趋势；耐磨材料技术发展现状和趋势；耐磨材料行业和水泥工业合作的前景和方向等几个方面向与会者分享了自己的观点。主要内容如下：

　　水泥工业中主要消耗工序及耐磨件

　　我国铸件2009年的总产量约3000多万吨，占世界第一( 其次是：美国和日本)。耐磨件主要消耗领域在：冶金矿山，建材水泥和火力发电行业。冶金矿山的用量要比建材水泥行业的多，但是在冶金矿山使用耐磨件的状况水平都不如水泥行业，耐磨件和水泥行业结合的历史是最悠久的，也给耐磨行业带来了极大的促进。

　　耐磨件总的消耗量为：300万吨/年，占铸件总生产量10%。

　　水泥厂球磨机成本消耗所占比例

　　耐磨介质消耗比例：

　　冶金采矿行业占57%、水泥行业占28%、砂石混凝土行业占14%。

表 全国近几年各行业磨矿介质消耗量统计

　　其他行业耐磨铸钢件消耗量

　　破碎机耐磨件年用量约20万吨；

　　轧辊类耐磨件年用量约20万吨以上；

　　斗齿类耐磨件年用量在10万吨以上；

　　履带类耐磨铸钢件年用量在10万吨以上；

　　渣浆泵类过流耐磨铸钢件约5万吨左右；

　　耐磨管类耐磨铸件年用量在5万吨以上

　　其它行业耐磨件年用量合计约70万吨。

　　我国金属耐磨铸钢件年需求量约为100万吨

　　金属耐磨材料的增涨幅度和其它主要使用耐磨材料行业增涨幅度是基本上同步，耐磨材料增涨幅度平均在5-10%左右。

　　水泥工业耐磨材料行业目标和任务：

　　提高耐磨件的质量品质和应用水准；

　　降低水泥工业运转和采购成本；

　　改善环境和节能减排。码[Page]

　　耐磨材料技术在水泥行业内的发展

　　计算机仿真和模拟技术的应用；

　　新型耐磨材料系列和标准化；

　　冶金质量和铸造工艺改善的新技术；

　　复合材料和修复技术；

　　机械化和自动化的生产技术；

　　信息化和电子商务。

　　新型耐磨材料系列和标准化

　　抗磨白口铸铁件（GB/T8623）

　　铸造磨球 （GB/T 17445-2008 ）

　　建材工业用铬合金铸造磨球标准 （JC/T533-2005)

　　奥氏体锰钢铸件GB/T （5680-2009）

　　铬锰钨系抗磨铸铁件GB/T XXXX-2009

　　水泥工业用 耐磨件堆焊 通用技术条件JC/T 2011

　　美国ASTM A532/A532M-93（a 2003）《抗磨铸铁标准规范》和欧盟标准EN 12513:2000

　　耐磨铸件生产的机械化和自动化

　　耐磨铸件生产的机械化和自动化逐步代替工人的繁重的体力劳动；

　　提高生产效率和铸件质量；

　　节省能源和改善环保。

　　冶金质量和铸造工艺改善的新技术

　　改进表面质量的铸造工艺新技术：

　　真空薄膜负压造型（V法）

　　消失模造型技术（EPC法）

　　耐磨材料品质的改善和新型耐磨材料系列的发展

　　普通白口铸铁-合金白口铸铁（镍硬铸铁、高、低铬铸铁）-奥贝球铁-含碳化物的等温淬火球铁（CADI）；

　　高锰钢（中锰钢）-合金钢

　　复合材料（耐磨堆焊、耐磨钢板、陶瓷镶铸、双金属浇注）

　　磨球的硬度分布

磨球本体的冲击韧性

　　CADI磨球装机试验结果

　　使用CADI磨球的节电效果

　　提高钢铁液体冶金质量的主要措施

　　　　炉底吹氩纯净钢水技术；

　　　　各种变质剂技术；

　　　　纳米变质技术码[Page]

　　纳米变质剂的作用原理和效果

　　特点：纳米变质剂具有高硬度、耐高温、粒度小（小于50nm）、表面能大、分散性好和表面ZETA电位低（-  18.0mv）等特点 ，与金属具有较好的结合力，更容易生成晶核、渗透和产生弥散强化作用。

　　作用：具有比一般变质剂更强的细化晶粒和弥散强化作用。可明显改变金属基体和碳化物等组织结构，同时增强合金的硬度、韧性、抗拉和耐磨性能，从而提高金属耐磨材料品质并减少一定量的稀贵金属或热处理工序等）。

　　鞍钢钢研所试验

　　1)纳米粉体的冶炼添加试验研究

　　2)TiN纳米粉体在高强钢中的应用试验研究

　　3)ZrB2纳米粉体在工程机械用钢中的应用

　　高锰钢加入TiN试验

　　(中间合金和吹氩）

　　TiN在Mn18Cr₂中的存在形式

a、

b、

　　从电子衍衬像上可以看出基体中存在有纳米级的第二相，电子衍射花样标定表明基体为γ相，第二相为TiN。

　　耐磨技术在水泥工业中的应用现状

　　耐磨堆焊

　　耐磨陶瓷

　　1)耐磨陶瓷贴片

　　2)耐磨陶瓷涂料

　　耐磨复合钢板

　　复合和镶莰技术

　　耐磨堆焊

　　耐磨堆焊的优点是：技术成熟，灵活方便，成本低廉，效果明显。

　　堆焊既可在现场修复,也可在工厂中进行在线堆焊。

　　耐磨陶瓷

　　耐磨陶瓷片

　　耐磨陶瓷涂料

　　耐磨材料行业与水泥工业的合作前景

　　长期以来，耐磨材料行业一直是是水泥工业忠实和必不可少的合作伙伴，它对水泥工业提高效益、降低成本和节能减排有着重大的作用和影响；

　　耐磨企业已经逐渐发展成为一个独立的行业和产业团体而存在，有若干耐磨企业已具备相当的生产规模并基本完成了必要的技术改造并逐渐进入规模化运作阶段；

　　耐磨材料行业正在走整合的道路并创造新的模式，将以行业或集团的形式和大型水泥集团逐步建立起长远的、效率更高的、互惠互利、互相促进的伙伴关系，以适应和满足水泥工业的发展需求

　　电子商务平台和信息化

　　建设电子商务和大客户服务销售平台的好处

　　通过团购、专卖、推销等手段和行业间的紧密合作，压缩不必要的中间费用，把最先进、可靠的备品备件供应给水泥企业；

　　通过网络跟踪、调查、总结、推广的形式，把新技术、新产品在第一时间介绍给用户并建立良好的合作伙伴关系；

　　通过行业活动和网络平台，把广大水泥、企业和制造经营企业的库存联接起来，实现社会化运作。

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