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水泥行业防磨工艺

发布者:武汉市东臻科技有限公司 阅读:23389
水泥行业防磨工艺

陶瓷防磨工艺

            陶瓷的耐磨性得到普遍认可,大家十分关心的是能否确保安装的设备上的陶瓷不碎裂、不脱落。这也是在使用过程中的关键,如果选型不合理、施工不注意,很可能造成陶瓷的脱落,得不偿失。

目前陶瓷的安装方式有多种,其中粘贴式、焊接式、燕尾装卡式最为普遍。

1. 粘贴式

粘贴式安装简便,成本较低,尤其适合现场大面积施工,节约检修时间。粘贴式的关键是粘胶和施工工艺。水泥厂设备一般温度较高,传统工艺采用环氧类胶粘贴耐磨陶瓷。这类粘胶主要是有机成分,不耐高温(最高耐温150℃),且易老化。满足不了长期运行的要求,一旦长期在超高温情况下运行,粘胶极易老化变脆成为粉碎。尤其是遇到骤热骤冷的情况,陶瓷与钢管的热膨胀系数不一致,再加上有机粘胶较脆,很容易造成整块陶瓷剥落。 

2. 焊接式

焊接式是将透过陶瓷中间的焊接孔将陶瓷焊接在设备上,同时配合粘胶粘贴达到双重保险的目的。焊接式适合于高温管道(500℃)或有轻微冲击的部位,如窑尾除尘管道、增湿塔进出口管道等。

3. 燕尾装卡式

燕尾装卡式是将两条梯形钢条平行焊接在设备上,形成燕尾槽,然后将燕尾陶瓷穿进燕尾槽的一种安装方法。此种方法工艺成熟可靠,可耐700℃高温,特别适合运动部件,如风机叶轮的防磨。但是此种工艺复杂,只适合平面施工。

风机叶轮上安装耐磨陶瓷工艺介绍

将耐磨陶瓷应用于风机叶轮,目前比较成熟的工艺有两种:

1) 粘接法

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) 盘等极易磨损的部位。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120m/ 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。

2) 燕尾型

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,增加了叶轮运转的安全性、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。对磨损严重的叶片进口处用U型瓷块加强,叶片与后护盘焊缝处沿叶片型线镶嵌L型陶瓷块。

这种工艺制作的陶瓷耐磨叶轮,制作工艺简单,陶瓷块与叶轮的连接安全可靠,几乎无热影响区,不会造成应力集中,且工程陶瓷密度小(3.5g/ cm3) ,质量远低于通常使用的钢质防磨衬板,叶轮总质量减轻,增加了风机主轴承的使用寿命。

石灰石破碎系统和原燃料预均化系统防磨工艺介绍

适用设备:料斗、溜槽

选用产品:陶瓷橡胶一体硫化衬板

水泥工厂的原燃料都需要先行破碎,以使其粒度符合下一道工序粉磨的需要。原燃料的均化有利于稳定水泥回转窑的热工缎烧制度、提高产量、稳定质量、保证系统的长期稳定运转,提高自动化控制水平以及扩大原燃料资源所用年限。尤其是随着生产线的现代化和大型化,这些物料已由人工开采代之以大规模机械化开采和运输。这些物料的特点是物料颗粒大,主要表现为在转运过程中对料斗和溜槽的冲击磨损。如破碎机至提升机间的溜槽,一般用锰钢,寿命也只有半年,采用陶瓷橡胶一体硫化衬板可以有效地解决磨损和冲击的问题。

原燃料粉磨及均化储存系统防磨工艺

水泥厂应用的生料粉磨设备主要有:立磨、球磨机、辊压机等。

适用设备:立磨进料溜槽、立磨进风区域衬板、立磨刮料板、立磨辊轴密封圈、选粉机、旋风筒、风机叶轮、风机壳体、磨机出口管道弯头及膨胀节等。

1. 立磨进料溜槽、立磨进风区域衬板、立磨刮料板都有一定冲击,而且由于进料部位位于上升热气流的上方,温度较高。采用锰钢衬板一般几个月就要修补或更换,建议采用增韧陶瓷砖堆砌。 


2. 选粉机

选粉机进/出口和选粉机筒体处风速很高(18-30m/s),大量粉尘被气流夹带高速冲刷壳体造成风蚀磨损。选粉机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。使用16Mn或65Mn做衬板,用3-4个月就磨穿。孔洞形成后,进入选粉机的物料通过内套筒时,有一部分物料将从孔洞渗漏到内外套筒间隙,在循环风的作用下进入细粉区,造成成品变粗。筒壁粘贴耐磨陶瓷可以至少延长设备使用寿命10倍以上,但是要特别注意垂直于风向陶瓷错位粘贴,避免沿风向形成沟槽和缝隙。

导向叶片处风速很高,且强制气流变向,磨损情况比较严重,可以采用粘贴方式进行处理。

灰斗中的物料是分选出的粗颗粒,以滑动磨损为主,并不造成较大冲击,可采用焊接式耐磨陶瓷。

主轴轴承的拉杆、油管、气管、测温管线从出风道中横穿出来,一般都是在其外面加护套管。护轴套在风粉的长期冲刷下很容易造成被磨穿,进而漏油,被迫停机。由于护套直径较小,采用方形小瓷片容易产生间隙,造成剥落。实践证明,采用弧形互链式陶瓷错位,可以使陶瓷形成环形结构,确保不脱落,效果很好。

旋风筒

旋风除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。与选粉机筒体类似,只要选取适当的工艺,采用耐磨陶瓷对旋风除尘器通体进行防磨是非常有效的。

风机壳体

风机壳体的磨损也是一种典型的滑动磨损,高速运动的粉尘与风机壳体直接接触,产生强烈摩擦造成磨损。而且由于颗粒长期对某一区域进行磨蚀,造成壳体局部形成沟槽,机体变薄,甚至泄露。目前采用耐磨陶瓷进行风机壳体防磨工艺已非常成熟,关键是垂直于风向的陶瓷要错位粘贴,避免沿风向形成缝隙。

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。实验结果表明: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。

烧成系统

适用设备:三次风管、高温风机、增湿塔进口/出口弯头、蓖冷机至静电收尘器管道弯头、窑头静电收尘器尾部风管弯头、链式提升机下料溜槽

1. 三次风管

在新型干法水泥生产中,三次风管风速相对较高、物料的磨蚀性较大,其弯管处的磨损非常严重,成为影响系统运转率的直接因素。为此,应对弯管进行防磨处理,可更换内衬耐磨陶瓷的弯头。

2. 增湿塔进口/出口弯头、蓖冷机至静电收尘器管道弯头、窑头静电收尘器尾部风管弯头

此部分风管弯头工作温度较高,一般超过350℃,偶尔会达到600℃,陶瓷装贴就不能仅仅依靠粘胶,必须配合机械固定,如燕尾装卡、焊接等。需要注意的是,虽然从理论上讲,经过增湿塔的降温,气体温度就降到200℃以下,但实际生产中超温情况并不少见,金磊水泥就有一段时间出现短时间超温达600℃的情况。因此在耐磨陶瓷的选型及施工过程中决不能掉以轻心。

3. 高温风机

窑尾高温风机是烧成系统的关键设备,它的工作状况直接关系到整条生产线产量和水泥熟料质量以及系统的稳定。在现已投产的生产线中,该风机故障率比较高。

这种情况下,风机叶轮的耐磨陶瓷防磨就必须采用燕尾型结构,风机壳体也要采用焊接式结构。从系统配置和综合解决的角度,建议将增湿塔前置,这样通过增湿塔的热风温度就显著下降,窑尾高温风机的工作条件较好,减少废气高温对风机的影响,同时减少通风体积,降低风机负荷。另外,废气中含有较多粉尘,通过增湿塔将一部分粉尘收集下来,减少风机风叶结灰和磨损,风机叶轮失衡的隐患大大减少。

4. 链式提升机下料溜槽

此部分物料主要以细粉为主,进行陶瓷防磨不但要考虑抗冲击问题,还要考虑温度及陶瓷间的缝隙问题。建议采用增韧陶瓷,焊接固定。

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