Hervorheben:
Anwendung von verschleißfesten Keramikplatten in Bergwerksrutschen
Produktbeschreibung
Die Arbeitsumgebung von Bergbaurinnen ist extrem anspruchsvoll, und ihre Verschleißmechanismen sind komplex und vielfältig, wobei sich hauptsächlich drei Kernprobleme manifestieren: Erstens, Erosionsverschleiß, bei dem hochharte Erzpartikel aus großer Höhe fallen und mit Geschwindigkeiten von Dutzenden von Metern pro Sekunde auf die Innenwand der Rinne auftreffen, was starke Schneid- und Abplatzeffekte verursacht, insbesondere in Bereichen wie Rinnenecken und Materialfallpunkten, wo der Verschleiß konzentrierter ist; zweitens, Stoßverschleiß, bei dem der periodische Aufprall großer Erzblöcke leicht zu Verformungen und Rissen der Auskleidungsplatten führt und sogar Schäden an der Rinnenbasis verursacht; und drittens, Korrosionsverschleiß, bei dem die feuchte Umgebung in Untertagebergwerken und die sauren und alkalischen Medien in der Erzaufschlämmung die Korrosion von Metallauskleidungsplatten beschleunigen und ihre Verschleißfestigkeit weiter verringern.
Lange Zeit haben Bergwerke hauptsächlich Metallauskleidungsplatten wie Manganstahl und hochchromhaltiges Gusseisen als Schutzmaterialien für Rinnen verwendet, aber die Rockwell-Härte dieser Materialien beträgt nur HRC50-60, und ihre Verschleißfestigkeit ist begrenzt. Daten zeigen, dass die Lebensdauer traditioneller Metallauskleidungsplatten in der Regel nur 3-6 Monate beträgt, und in einigen stark beanspruchten Bereichen sogar weniger als 1 Monat. Der häufige Austausch von Auskleidungsplatten erfordert nicht nur eine große Menge an Arbeitskraft und Ressourcen, sondern verursacht auch Produktionslinienausfallzeiten, wobei ein einzelner Ausfall oft Verluste in Höhe von Hunderttausenden von Yuan verursacht, was die Bergbauunternehmen stark belastet. Daher ist die Entwicklung von Schutzmaterialien, die hohe Verschleißfestigkeit, Schlagfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit vereinen, zu einem dringenden Bedarf für die Bergbauindustrie geworden.
Produktparameter
| Artikel |
Spezifikationen |
| Gehalt an Aluminiumoxid |
≥95% |
| Dichte |
≥3,8 g/cm3 |
| Rockwell A Härte |
≥85HRA |
| Schlagfestigkeit |
≥1500 MPA |
| Bruchzähigkeit |
≥4,0MPa·m1/2 |
| Biegefestigkeit |
≥330MPa |
| Wärmeleitfähigkeit |
20W/m.K |
| Wärmeausdehnungskoeffizient |
7,2×10 6m/m.K |
| Volumenverschleiß |
≤0,02cm3 |
Die Kernvorteile von verschleißfesten Keramikplatten:
Verschleißfeste Keramikplatten werden aus hochreinem Aluminiumoxid (Al₂O₃), Siliziumkarbid (SiC) und anderen Kernrohstoffen durch Hochtemperatur-Sintern und Präzisionsbearbeitung hergestellt. Ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften übertreffen traditionelle Metallmaterialien umfassend und bieten umfassenden Verschleißschutz für Bergbaurinnen. Ihre Kernvorteile spiegeln sich hauptsächlich in den folgenden Aspekten wider:
Extreme Verschleißfestigkeit
Die Mohs-Härte von Aluminiumoxid-Keramikplatten kann 9 erreichen (nur knapp unter Diamant), und die Rockwell-Härte beträgt bis zu HRA85 oder höher. Ihre Verschleißfestigkeit ist 266-mal höher als die von Manganstahl und 171,5-mal höher als die von hochchromhaltigem Gusseisen, wodurch die Erosion und Abrieb durch verschiedene Erzpartikel effektiv widerstanden wird. Verbesserte Keramikplatten mit zugesetzten Siliziumkarbidpartikeln können die Härte weiter auf HV1800 erhöhen, wodurch die Verschleißfestigkeit im Vergleich zu gewöhnlichen Keramikplatten um 25 % verbessert wird, was sie für stark abrasive Bedingungen wie Erzschlämmen und Schlämmpumpen geeignet macht.
Ausgeglichene Schlagfestigkeit
Um der Sprödigkeit von Keramikmaterialien entgegenzuwirken, verwendet die Industrie ein Verbundstrukturdesign mit einem "Keramik + zähen Substrat". Durch eine Gummipufferschicht oder einen Spezialklebstoff wird die Keramikplatte fest mit einem zähen Substrat, wie z. B. einer Q235B-Stahlplatte, verbunden. Die harte Keramikschicht sorgt für Verschleißfestigkeit, während die elastische Schicht darunter die Aufprallenergie des Erzes effektiv absorbiert und verhindert, dass die Keramikplatte reißt und abfällt, wodurch sowohl "hohe Verschleißfestigkeit" als auch "Schlagfestigkeit" erreicht werden. Praktische Tests haben gezeigt, dass diese Verbundstruktur einer Schlagfestigkeit von 10-15 J/cm² standhalten kann, was perfekt für die hochbelasteten Bedingungen von Bergbaurinnen geeignet ist.
Stabile Korrosions- und Hochtemperaturbeständigkeit
Aluminiumoxidkeramiken haben extrem stabile chemische Eigenschaften und widerstehen Säure- und Alkalimedien sowie der Korrosion durch Erzschlämme ohne zu rosten. Dies macht sie für die feuchten und korrosiven komplexen Umgebungen in Untertagebergwerken geeignet. Gleichzeitig ermöglicht ihre hervorragende thermische Stabilität, dass sie ihre stabile Leistung in Hochtemperaturumgebungen über 800 °C beibehalten, was sie für spezielle Bedingungen wie Hochtemperatur-Pulverförderung geeignet macht und die Lebensdauer im Vergleich zu herkömmlichen Polyurethan-Gummiauskleidungen um das 4-6-fache verlängert.
Erhebliche wirtschaftliche Gesamtvorteile
Obwohl die Anfangsinvestition in verschleißfeste Keramikplatten höher ist als die in Metallauskleidungen, ist der Lebenszyklusvorteil erheblich. Einerseits kann ihre Lebensdauer auf 2-5 Jahre verlängert werden, wodurch die Häufigkeit des Austauschs von Auskleidungen und Ausfallzeiten erheblich reduziert wird; andererseits beträgt die Dichte von Keramikplatten nur 1/3 der von Metallmaterialien, was das Gesamtgewicht der Rinne reduziert und den Energieverbrauch senkt. Darüber hinaus reduzieren die glatte Keramikoberfläche und der niedrige Reibungskoeffizient Materialanhaftung und Verstopfungsrisiken und verbessern die Förderleistung. Fallstudien zeigen, dass nach der Aufrüstung einer Kohlenbergbaurinne mit Keramikplatten die jährlichen Wartungskosten um über 800.000 Yuan gesenkt wurden, was zu einer Kapitalrendite von über 300 % führte.
Anwendungsverfahren und passende Lösungen für verschleißfeste Keramikfliesen
Die Anwendung von verschleißfesten Keramikfliesen in Bergbaurinnen muss den Prinzipien "Zustandsanpassung und Prozessstandardisierung" folgen. Der geeignete Keramiktyp und das Installationsverfahren sollten basierend auf der Rinnenstruktur und den Materialeigenschaften (Partikelgröße, Härte und Fallhöhe) ausgewählt werden, um maximalen Schutz zu gewährleisten.
Keramikfliesen-Auswahlstrategie
Basierend auf den Unterschieden in der Verschleißintensität ist eine gezielte Auswahl möglich: Für Bereiche mit normalem Verschleiß (wie die Seitenwände der Rinne) sollten Aluminiumoxid-Keramikfliesen mit 92 % oder 95 % Reinheit und einer Dicke von 3-8 mm verwendet werden; für Bereiche mit hohem Aufprall und hohem Verschleiß (wie der Materialfallpunkt und Ecken) sollten ZTA-gehärtete Zirkonoxid-Keramikfliesen oder siliziumkarbidverstärkte Keramikfliesen mit einer Dicke von 8-15 mm verwendet werden. Darüber hinaus können für unregelmäßig geformte Rinnenstrukturen gebogene und abgerundete Keramikfliesen mithilfe von Verfahren wie Laserschneiden und Wasserstrahlschneiden angepasst werden, um eine perfekte Passform mit der Innenwand der Rinne zu gewährleisten.
Vergleich der gängigen Installationsverfahren
Derzeit gibt es drei Hauptinstallationsverfahren für Keramikauskleidungen in Bergbaurinnen, die jeweils für unterschiedliche Arbeitsbedingungen geeignet sind:
Klebemethode: Keramikauskleidungen werden mit hochfestem Epoxid-Strukturklebstoff an der Innenwand der Rinne befestigt. Diese Methode bietet eine hohe Konstruktionseffizienz und eine glatte Oberfläche und eignet sich für große flache oder leicht gebogene Rinnen und Arbeitsbedingungen mit einer Materialschlagfestigkeit von ≤ 5 J/cm². Während der Konstruktion muss die Substratoberfläche sauber und trocken sein, mit einer Rauheit von Ra3,2-Ra6,3 μm. Die Klebeschicht muss vollflächig und frei von Hohlräumen sein, und die Aushärtezeit sollte mindestens 24 Stunden betragen.
Bolzenschweißmethode: Keramikauskleidungen werden mit Bolzenschweißen an der Rinnenbasis befestigt. Jeder Bolzen hat eine Zugfestigkeit von ≥ 15 kN, und die Methode bietet eine hervorragende Schlagfestigkeit, wodurch sie sich für hohe Fallhöhen (≥ 5 m) und hochbelastete Arbeitsbedingungen eignet. Dieses Verfahren erfordert eine ordnungsgemäße Schweißabdichtung und eine Sicherung gegen Lockerung, um das Eindringen von Schlämmen und die anschließende Korrosion des Basismaterials zu verhindern.
Schwalbenschwanz-Verbundverfahren: Diese Methode verwendet eine Kombination aus mechanischen Befestigungselementen und Strukturklebstoff zur doppelten Fixierung. Die Grenzflächenhaftfestigkeit beträgt ≥ 8 MPa, und sie bietet eine hervorragende Vibrationsbeständigkeit, wodurch sie sich für Rinnen, Vibrationssiebe und andere Geräte eignet, die langfristig hochfrequenten Vibrationen ausgesetzt sind. Zu den Nachteilen gehören hohe Anforderungen an die Bearbeitungspräzision und eine längere Installationszeit.
Wichtige technische Punkte für die Konstruktion
Die Installationsqualität bestimmt direkt die Lebensdauer der Keramikfliesen, und drei wichtige Punkte müssen sorgfältig kontrolliert werden: Erstens, die Substratvorbereitung, die das Entfernen von Öl und Rost durch mechanisches Schleifen beinhaltet, um einen Oberflächenebenheitsfehler von ≤2 mm/m zu gewährleisten; zweitens, das Layout-Design, bei dem CAD-Zeichnungen zur Planung des Layouts verwendet werden, wobei die Fugenabstände auf 0,5-1 mm begrenzt werden, um eine lokale Spannungskonzentration zu vermeiden; und drittens, Aushärtung und Wartung, wobei die Umgebungstemperatur auf 15-30 °C und die relative Luftfeuchtigkeit auf ≤70 % während des Klebstoffauftrags kontrolliert werden und jegliche Belastung des Geräts während der Aushärtezeit verhindert wird, um sicherzustellen, dass die Klebeschicht die vorgesehene Festigkeit erreicht.
Firmenprofil
Yibeinuo New Material ist ein nationales High-Tech-Fertigungsunternehmen, das Forschung und Entwicklung, Design, Herstellung und technische Dienstleistungen in der heimischen verschleißfesten Keramik integriert. Es hat einen gewissen Einfluss auf die heimische verschleißfeste Industrie. Seine Produkte werden häufig in Stahl, Zement, Kohle und Häfen eingesetzt. , Chemie, Lithiumbatterien, Mineralaufbereitung, Baumaschinen und andere Industrien werden nach Südostasien, Südkorea, Japan, Australien, Europa, in die Vereinigten Staaten und in andere Länder exportiert und von Anwendern im In- und Ausland gut angenommen!
Einführung in die Fabrikwerkstatt
Das Unternehmen verfügt über fortschrittliche verschleißfeste Keramikproduktionslinien, isostatisches Pressen, automatische Pressen, Vulkanisiermaschinen, Sprühtrocknungstürme usw. sowie Stahlkonstruktionsproduktionslinien.
Auswahlverfahren für verschleißfeste Keramiken
| Produktmodell |
Betriebstemperatur (℃) |
Anwendbare Medien |
Materialpartikel (mm) |
Anwendungsbereich |
| Klebetyp |
300 |
Pulver/Schlämme |
≤3 |
Pneumatische Förderung von Pulver oder Schlämmen unter 300 °C |
| Geschweißt |
300-800 |
Pulver/Schlämme |
≤10 |
Pneumatische Förderung von Pulver oder Schlämmen mit größeren Partikeln unter 800 °C |
| Schwalbenschwanz |
≤800 |
Pulver/Schlämme |
≤200 |
Förderung von Pulver mit größeren Partikeln oder Hochgeschwindigkeitsgeräten unter 800 °C |
| Schlagfest |
≤800 |
Granulat/Schlämme |
≤200 |
Schüttguttransportsystem unter 800 °C, besonders geeignet für eine Mischung aus hartem Schüttgut und pulverförmigem Material |
| Keramik-Gummi-Verbundtyp |
-50~150 |
Granulat/Schlämme |
≤10 |
Ein Schüttguttransportsystem unter 150 °C, besonders geeignet für die reine Förderung von weichem Schüttgut, kann großen Stößen widerstehen |
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