耐磨陶瓷及其在水泥工业中的应用
（转载自中国建材报2009年1月12日B1版）
邹伟斌
邹捷
耐磨陶瓷属无机非金属耐磨材料，是以高纯度氧化铝（纯度＞95%的a－Al2O3）为主要原料，添加多种稀有元素，在1700℃高温下烧结而成的刚玉陶瓷。其密度为3.5g/cm3，不足钢铁材料的一半；洛氏硬度可达HRA80-90，仅次于金刚石，具有超高强耐磨性和优良的抗冲击性能。
耐磨陶瓷具有的耐高温特性是金属抗磨材料所不能比拟的，其重量轻，可以大大降低设备的运转负荷，使用后可提高设备易磨损部位寿命20倍以上，因而在水泥工业中得到广泛应用。实际生产过程中，根据设备易磨件工作环境合理选择耐磨陶瓷材料是提高其使用寿命的有效途径。
湖南精城特种陶瓷有限公司是一家专注于工业防磨技术研发和应用企业，成
立于1993年，主要生产耐磨陶瓷、结构陶瓷、耐磨管件，产品广泛应用在火电、钢铁、水泥、化工、煤炭、冶炼、矿山、港口等行业磨损严重的设备上。
他们研制生产的耐磨陶瓷采用了获得国家科技进步三等奖的独特配方和先进的烧结工艺，这种工艺可以有效抑制晶体的增长，减少内部空隙的产生，从而形成非常致密的烧结物，使材料具有高耐磨、耐热性能和优良抗冲击性能。
耐磨陶瓷获得优异性能的核心要素为原料的选择（选取高纯度a－Al2O3和晶体生长抑制剂）、粉料的制备（采用先进的
粉体制备工艺，确保制成的造粒粉体颗粒分布均匀且具有良好的流动性）、烧结（严格的成型烧结工艺和精确的温度控制），这些都是确保耐磨陶瓷技术性能及应用的关键，即使材料使用温度达到1600℃也不会变形，且耐磨性几乎没有损失、工作表面光滑、摩擦系数小。独特的增韧配方形成较强的晶体结合键，抗冲击韧性大大增强，使用寿命延长。
表1 耐磨陶瓷与锰钢、高铬铸铁性能对比
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项目
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耐磨陶瓷
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锰钢
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高铬铸铁
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磨损量（g）
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0.0002
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0.0532
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0.0343
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耐磨性（倍）
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1
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266
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171.5
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由中南工业大学粉末冶金研究所检验，在P=30N，n=800r/min，t=30min磨料试验机上试验：在相同磨损条件下，根据磨损重量计算，该公司耐磨陶瓷的耐磨性相当于锰钢的266倍，相当于高铬铸铁的171.5倍。
表2 耐磨陶瓷主要技术指标
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项目
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技术指标
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Al2O3含量（%）
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≥95
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密度（g/cm3）
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≥3.5
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洛氏硬度(HRA)
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≥80
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抗压强度(Mpa)
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≥850
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断裂韧性Kic(Mpa.m1/2)
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≥4.8
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抗弯强度(Mpa)
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≥290
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导热系数(W/m.k)
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20
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热膨胀系数(m/m.k)
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7.2×10-6
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表3 耐磨陶瓷在水泥工业应用部位示例
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应用设备系统
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应用抗磨部位
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石灰石破碎及原燃料预均化系统
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下料溜槽、料斗及皮带滚筒等
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生料立磨系统
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进料溜槽、滚轴各封圈、选粉机导流叶片、立磨旋风筒、管道等
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煤磨系统
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选粉机壳体、煤粉管道、回料管等
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回转窑系统
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增湿塔进、出口弯头、篦冷机至电收尘管道、篦冷机立煤磨管道、旋风筒、电收尘隔栅板、熟料提升机下料溜槽等
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水泥粉磨系统
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立磨、辊压机、V型选粉机进料溜槽、选粉机壳体、循环风机叶轮、壳体、旋风筒及进、出料口弯头
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余热发电系统
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篦冷机至沉降室、管道及内壁
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在能源危机日益凸现，电、煤供应紧张、价格飞涨的今天，水泥企业生存压力空前加大，关注节能降耗不单是响应国家号召，更重要的原因在于节能降耗已经成为水泥企业之间竞争的一个重要因素，直接决定了水泥企业的成本差异和竞争优势。
而耐磨陶瓷可以帮助企业实现节能降耗、降低污染、提高劳动生产率，可以直接或间接创造可观的经济效益，从而提升企业的竞争力。希望更多的企业认识和应用耐磨陶瓷，为企业创造更多的效益，为国家节省更多的能源。
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