周平安：高效新型耐磨材料的應(yīng)用

　　經(jīng)過市場統(tǒng)計(jì)，我國每年因磨料磨損消耗金屬材料約達(dá)300萬噸以上，且其中在水泥、礦山、火力發(fā)電、磨球等行業(yè)消耗超過200萬噸，各種襯板消耗近30萬噸，冶金和建材消耗占60﹪；另外，軋輥和各種工程機(jī)械耐磨配件消耗各占50萬噸。在建材和水泥工業(yè)中材料和能源的主要消耗分布在粉磨生料、熟料和煤三個(gè)工藝過程中，其中鋼鐵材料消耗占總消耗的50%（磨球、磨段消耗85%、襯板消耗15%）；消耗電能占總電能的65-70%.由這些數(shù)據(jù)我們不難看出行業(yè)節(jié)能的余地還是很大的。

　　從發(fā)展歷史來看，傳統(tǒng)的建材工業(yè)中常用抗磨材料主要有：鎳硬鑄鐵、低鉻鑄鐵、高鉻鑄鐵、高錳鋼和合金鋼。在水泥行業(yè)，主要是采用高鉻鑄鐵。這里面主要是鉻系，目前高鉻鑄鐵磨球中含鉻量普遍在12%以上，高的可能在20%-30%。但是全世界鉻資源有限，尤其我國又是一個(gè)貧鉻國家，在近十年里，鉻資源被大消耗量，致使高碳鉻鐵價(jià)格翻了4-5倍，更重要的是，鉻資源的大量消耗最終必然導(dǎo)致鉻資源消耗殆盡，這對(duì)耐磨行業(yè)的發(fā)展帶來了很大的局限。

　　二、耐磨材料與技術(shù)的最新發(fā)展趨勢(shì)

　　正是因?yàn)殂t資源的局限很難突破，所以最近行業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出兩大趨勢(shì)：一是降低鉻金屬含量，二是提高冶金質(zhì)量。究竟采取那種措施，要根據(jù)具體的情況具體分析。從最近這幾年的情況看來，一些新技術(shù)趨勢(shì)逐漸表現(xiàn)出來，它們主要是：

　　1、采用最佳熱處理工藝，開發(fā)具有強(qiáng)韌性的含碳化物等溫淬火球墨鑄鐵（CADI）。這是耐磨材料行業(yè)中的一個(gè)新的系統(tǒng)，而且正在應(yīng)用，并取得了很好的效果。

　　2、采用金屬變質(zhì)劑提高鋼鐵液體的組織和性能。雖然提高鋼鐵性能有很多方法，但是近十幾年來最有效的也是主攻的方向就是變質(zhì)劑。

　　3、采用復(fù)合鑄件、堆焊強(qiáng)化、雙液澆注、鑲嵌和涂覆等技術(shù)。如果采用單個(gè)技術(shù)提高整體耐磨材料的性能要花很大的力氣，而且其中強(qiáng)度和韌性存在著很大的矛盾，從最近的情況來看，從磨輥和錘頭特別是大型組件采用復(fù)合技術(shù)是一個(gè)很重要的發(fā)展方向。

　　4、采用行業(yè)合作和電子商務(wù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銷售模式，減少中間渠道，提高效益。這幾年我一直很關(guān)注中國水泥備件網(wǎng)的發(fā)展，中國水泥備件網(wǎng)的營銷模式可以作為整個(gè)行業(yè)將來的營銷模式的典范。在這一方面，水泥行業(yè)先行了一步，但是像礦山等行業(yè)，雖然用戶量很大，卻一直沒有去做。同時(shí)對(duì)高效節(jié)能耐磨材料行業(yè)來說，如何適應(yīng)這個(gè)系統(tǒng)，如何按照這種路程前行，我覺得未來我們可以共同努力、共同發(fā)展。

　　三、幾種高效新型耐磨材料與技術(shù)

　　1、低鉻鑄鐵和高鉻鑄鐵的缺陷

　?。?）低鉻和高鉻鑄鐵磨球的缺點(diǎn)破碎和失園、堵塞隔窗板、磨耗高。在十幾年以前，低鉻產(chǎn)品占據(jù)了很大的市場，到了近幾年在水泥行業(yè)，都是以高鉻鑄鐵為主。在實(shí)際的使用過程中顯現(xiàn)出的很多問題，主要有失園，硬度不夠；堵塞隔窗板，這是水泥行業(yè)中最頭疼兩個(gè)問題，但是受制于本身因素的制約，問題一直無法得到妥善的解決

　?。?）對(duì)球磨機(jī)依賴加大，球磨機(jī)直徑加大對(duì)磨球和襯板的性能要求更高。這個(gè)問題在水泥行業(yè)還不是很突出，可是對(duì)礦山行業(yè)來說，近幾年重點(diǎn)的發(fā)展方向就是將球磨機(jī)的直徑加大。在過去使用的都是數(shù)臺(tái)相連的系列型球磨機(jī)，不過現(xiàn)在第一道工序使用的都是直徑8米~10米的大型球磨機(jī)，后面在接一臺(tái)球磨機(jī)，這也是礦山行業(yè)目前的發(fā)展方向。至于以后是否將這個(gè)技術(shù)應(yīng)用于水泥行業(yè)還是個(gè)未知數(shù)，但對(duì)耐磨行業(yè)來說，大型球磨機(jī)不論對(duì)球的質(zhì)量還是對(duì)襯板的質(zhì)量都提出了更高的要求。這個(gè)問題不只是國內(nèi)，在國際上也受到了廣泛關(guān)注。如果可以將這個(gè)問題解決，必將是世界性的突破。

　　2、幾種高效新型耐磨材料與技術(shù)

　?。?）等溫淬火奧鐵體耐磨鑄球（CADI磨球）。這是我們目前正在研發(fā)的，相較于原來的球墨鑄鐵，等溫淬火奧鐵體耐磨鑄球?qū)⑵渲械囊徊糠智蚰優(yōu)樘蓟?，所以它的基本組織：奧鐵體+球形石墨+部分碳化物，其中炭化物含量一般在20%~30%，既保持了球墨鑄鐵的韌性，又滿足了硬度的要求。經(jīng)過測試沖擊韌性在11J以上，體積硬度HRC 57，沖擊疲勞壽命達(dá)到12000~15000次。

　　相較于傳統(tǒng)耐磨球它具有很多的優(yōu)點(diǎn)：CADI磨球不破碎、不失園、不剝落；磨球表面加工硬化能力大，耐磨性好；磨球比重輕，既不影響研磨效果，節(jié)省球磨機(jī)電能消耗10-20%；提高球磨機(jī)產(chǎn)量10-20%左右；降低周圍環(huán)境噪音10-12分貝；減少球磨機(jī)周邊設(shè)備的磨損，提高壽命。

　　另外對(duì)水泥行業(yè)來說，最重要的問題就是節(jié)電，在新型干法水泥生產(chǎn)中，每噸水泥電耗為90-110 kW·h，其電費(fèi)占總成本的20-30%，其中，粉磨生料、熟料和燃煤的電耗占總電耗65%。其他的比例如：礦山及破碎6%、生料粉磨25%、生料均化4%、熟料燒成20 %、水泥粉磨40 %、包裝運(yùn)輸5 %。

　　CADI磨球裝機(jī)試驗(yàn)初步結(jié)果

　　（2）金屬變質(zhì)劑在鋼鐵液體中的應(yīng)用

　　所謂變質(zhì)劑就是在鋼鐵液體中添加的含一種或多種微量元素、合金或納米粉體等，變質(zhì)劑基本可分為三大類：

　?、僖愿鞣N合金成分為主體的鋼鐵液體的孕育劑、球化劑或凈化劑；

　?、谝愿鞣N稀土元素為主體的變質(zhì)劑；

　　③以分散尺寸極細(xì)并有巨大表面能的納米材料為主體的特種添加劑-納米變質(zhì)劑。

　　各種變質(zhì)劑所起的基本作用有共同之處，也有明顯差別：納米變質(zhì)劑則既能增加結(jié)晶核心，明顯的細(xì)化晶粒和改變基體組織結(jié)構(gòu)，又能在組織中形成均勻分布的硬質(zhì)點(diǎn)，因此，它常常能同時(shí)顯著地提高鋼鐵材料的強(qiáng)度、硬度和韌性。

　?。?）復(fù)合鑄件及表面強(qiáng)化和修復(fù)技術(shù)堆焊，這是需要重點(diǎn)發(fā)展的方向，包括：強(qiáng)化和修復(fù)；鑲嵌蜂窩陶瓷技術(shù)；雙液澆注；耐磨耐火涂料。這些都是表面技術(shù)的一個(gè)門類，每個(gè)門類都有其特點(diǎn)，要根據(jù)具體的情況來甄選。以復(fù)合錘頭為例，錘柄要求韌性，要求不斷，錘頭要求硬度，這兩點(diǎn)是互相是矛盾的，只有復(fù)合鑄件才能滿足其要求。

　　（4）采用行業(yè)合作和電子商務(wù)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銷售模式

　　目前存在的交易弊端主要是：交易模式傳統(tǒng)；價(jià)格不透明；貨款無法及時(shí)收付；交易地位不平等；質(zhì)量無法保證；買賣雙方交易黑幕等。所以我希望可以和中國水泥網(wǎng)開展更加廣泛的合作，獲得更進(jìn)一步的發(fā)展

　　最后希望各水泥企業(yè)和礦山企業(yè)能夠充分利用高效新型耐磨材料和技術(shù)，可以大大提高水泥工業(yè)的生產(chǎn)效率和節(jié)約生產(chǎn)成本；加強(qiáng)水泥工業(yè)和耐磨材料行業(yè)之間的合作和交流，發(fā)展現(xiàn)代化的電子商務(wù)和網(wǎng)絡(luò)交易，創(chuàng)造新型的供應(yīng)和銷售模式，可以大大節(jié)省采購成本和提高效益。