*近幾年，伴隨著國(guó)內(nèi)大批的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，水泥行業(yè)發(fā)展迅速，掀起了升級(jí)換代和技術(shù)革新的高潮，生產(chǎn)工藝和管理模式也發(fā)生了質(zhì)的變化。新型干法以其采用了原料預(yù)均化、生料均化、旋風(fēng)預(yù)熱和窯外分解等多項(xiàng)新技術(shù),系統(tǒng)產(chǎn)量高、產(chǎn)品質(zhì)量好、噸水泥熱耗低、生產(chǎn)效率高、能耗和污染輕，成為發(fā)展的主流。

　工藝的革新和規(guī)模的擴(kuò)大，一方面提高了生產(chǎn)率、改善了工作條件，另一方面使設(shè)備磨損這個(gè)以前并不十分令人關(guān)注的問題變得越來越突出。設(shè)備磨損已嚴(yán)重影響水泥行業(yè)的正常生產(chǎn)并因此導(dǎo)致生產(chǎn)成本和維護(hù)費(fèi)用的增加。因此，找到一種經(jīng)濟(jì)可行的設(shè)備防磨方法，大幅度地延長(zhǎng)耐磨件的使用壽命，對(duì)提高設(shè)備生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、節(jié)約資源方面具有重大意義。

　本文從探討磨損的機(jī)理開始，分析水泥行業(yè)設(shè)備磨損的特點(diǎn)，介紹一種成熟可靠的高科技產(chǎn)品——耐磨陶瓷在水泥設(shè)備防磨上的應(yīng)用。

一、水泥行業(yè)設(shè)備磨損的機(jī)理

根據(jù)磨損的機(jī)理和形式，磨損可分為:磨料磨損、沖蝕磨損、疲勞磨損和腐蝕磨損等多種類型。不同的磨損類型采用的抗磨措施和選用的耐磨材料都不同。進(jìn)行深入細(xì)致的磨損失效分析就是為了弄清是哪一種磨損機(jī)理產(chǎn)生的磨損,從而選擇不同的耐磨材料和抗磨措施。

下面主要談?wù)勊�泥行業(yè)設(shè)備磨損中常見的沖蝕磨損和疲勞磨損。

Finnie等人的研究結(jié)果表明，沖蝕磨損中材料的磨損率不僅與材料本身的特性有關(guān)，而且與磨料的物性（主要是硬度和粒度）直接相關(guān)，其中以顆粒對(duì)磨損材料的沖蝕角度影響*大。粒子沖蝕角為0度時(shí)，屬純滑動(dòng)噴射，以磨粒磨損為主，相當(dāng)于松散的顆粒在滑動(dòng)摩擦復(fù)合作用下所引起的一種磨損。隨著噴射角的增大，磨粒磨損所占的比重減少，表面疲勞磨損的比重相應(yīng)增加。當(dāng)為90角時(shí)，表面疲勞磨損占主導(dǎo)地位。這時(shí)候材料的韌性很重要，韌性好的材料磨損率就低，如橡膠對(duì)90度的沖蝕角是*好的防磨材料，而對(duì)0度的沖蝕角卻是*差的材料。

Pool和Finnie等用氣固兩相流對(duì)金屬材料在不同沖擊角下的磨損率進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，進(jìn)一步證實(shí)了韌性材料*大磨損角為20度-30度，脆性材料的*大磨損角為90度的結(jié)論（如圖1）。



圖1為陶瓷、金屬和橡膠三種不同性質(zhì)材料的沖蝕磨損與沖蝕角的關(guān)系曲線，由圖1可以看出，陶瓷材料在小角度沖蝕磨損時(shí)，磨損失重*小。

新型干法線大量采用自動(dòng)化程度較高的封閉式氣力輸送系統(tǒng)，物料在流轉(zhuǎn)過程中主要以沖蝕磨損為主。如送粉管道、風(fēng)機(jī)、旋風(fēng)筒、選粉機(jī)等。

而物料輸送系統(tǒng)則以疲勞磨損為主，如溜槽、料斗等。

二、設(shè)備防磨的原理

水泥行業(yè)大部分設(shè)備基材由鋼鐵組成，鋼鐵磨耗是設(shè)備磨損的外在表現(xiàn)形式。由于磨損問題一般僅僅發(fā)生在零件的表面和局部，因而采用表面防護(hù)措施控制和延緩表面的破壞，成為解決磨損問題的有效方法。

上文提到，磨損機(jī)理取決于粒子碰撞的沖蝕角，當(dāng)沖蝕角比較小時(shí)（一般認(rèn)為小于25度），磨損形式以切削機(jī)理為主，此時(shí)增加硬度是提高材料耐磨性的有效方法；當(dāng)沖蝕角較大時(shí)，由于靠材料變形來吸收粒子的沖擊功，此時(shí)材料的韌性或變形能力對(duì)耐磨性起決定性作用。

對(duì)于以沖蝕磨損為主的設(shè)備，找到一種硬度較高的材料對(duì)設(shè)備表面進(jìn)行處理無疑是*好的方法。在幾十年的發(fā)展歷程中，耐磨材料的研究和創(chuàng)新從未停止過。鑄石、鑄鋼、合金鋼、熱噴涂、耐磨涂料、耐磨膠泥等材料。其中氧化鋁陶瓷以其高耐磨性、高硬度、耐氧化、耐腐蝕性和極高的耐高低溫強(qiáng)度性能,已成為一種應(yīng)用*廣泛耐磨材料。

在水泥廠的煤和灰中，幾乎所有硬質(zhì)礦物質(zhì)顆粒硬度會(huì)高于一般碳鋼的硬度，但一般不會(huì)超過耐磨陶瓷的硬度，耐磨陶瓷的硬度僅次于金剛石。

對(duì)于以疲勞磨損為主的物料輸送系統(tǒng)，就不但要考慮材料的硬度還要關(guān)注其韌性，理論研究表明疲勞磨損中，硬度不再成為耐磨與否標(biāo)志，材料的彈性模量成為影響材料在此條件下耐磨性的主要影響因素。

三、耐磨材料的選型原則

根據(jù)水泥廠設(shè)備磨損的原理，將設(shè)備分為氣力輸送設(shè)備和物料輸送設(shè)備，氣力輸送設(shè)備的防磨以提升表面材料的硬度為主，物料輸送系統(tǒng)的防磨以提升防磨材料的韌性為主，硬度為輔。

材料的磨損特性與材料的強(qiáng)度等機(jī)械性能不同,它是一個(gè)與磨損工況條件密切相關(guān)的系統(tǒng)特性。實(shí)際上設(shè)備耐不耐磨,不是單純?cè)O(shè)備本身材料的問題，是環(huán)境參數(shù)(如沖角、沖蝕速度、沖蝕時(shí)間和溫度等) 、磨粒性能(如硬度、粒度和形狀等) 、靶材性能(如硬度、斷裂韌性和顯微組織結(jié)構(gòu)等)共同作用的結(jié)果。所以,耐磨材料的選擇必須結(jié)合其實(shí)際使用條件來考慮。

設(shè)備的磨損和防磨是一個(gè)矛盾體，掌握常用耐磨材料各自的特點(diǎn)，再根據(jù)不同部位的磨損性質(zhì)和工作條件，有針對(duì)性地選擇適宜的耐磨材料和防磨方法，才能有效提高設(shè)備的綜合抗磨損能力，從而提高設(shè)備的整體壽命和可靠性。

耐磨材料的種類很多，各有優(yōu)缺點(diǎn)，適用于不同的范圍和場(chǎng)合，本文重點(diǎn)研究耐磨陶瓷在水泥設(shè)備上的應(yīng)用。

四、耐磨陶瓷產(chǎn)品介紹

耐磨陶瓷的范疇很廣，常用的耐磨陶瓷是95氧化鋁陶瓷，它是以