崔新華

（河北鑫達鋼鐵集團有限公司技術(shù)部，河北 遷安064400）

在鋼鐵行業(yè)中，許多企業(yè)將煉鐵工序的工業(yè)固廢進行回收處理，在工業(yè)固廢處理過程中，一般將材料在磨機內(nèi)進行300℃熱氣烘干后再進行研磨，最后到達一定要求的細度后輸送到其他行業(yè)進行利用，既減少了資源浪費又保護了環(huán)境不受污染。

在磨機內(nèi)部的腔體內(nèi)壁有一種耐磨料，但在使用過程中，耐磨料如果成分、施工不合理，就會造成脫落、坍塌，導(dǎo)致磨機使用壽命低，頻繁停機進行檢修，影響生產(chǎn)效率。

一般此種耐磨料都采用Al2O3＞70%的高鋁骨料，外加水泥或PA-80作為結(jié)合劑、鋼纖維等，施工采用涂抹形式進行施工，在使用過程中，結(jié)合效果不好，容易脫落，使用周期在0.5～1.0年，同時靠近磨輥附近的區(qū)域耐磨料不耐磨損，使用壽命周期更短，被迫下線進行維修，成本增加。

1 工業(yè)固廢廠磨機內(nèi)部的耐磨料脫落

某鋼鐵公司固廢廠，使用磨機對高爐的現(xiàn)場廢渣進行處理后進行深度加工再利用，在檢修時間進行停機檢查，發(fā)現(xiàn)磨機內(nèi)部四周壁出現(xiàn)不同程度的耐磨料磨損、脫落，個別甚至出現(xiàn)固定耐磨料的骨架——龜甲瓦也出現(xiàn)脫落，如圖1所示。

圖1 耐磨料脫落現(xiàn)場照片

考慮到臨時性進行檢修，檢修后使用半年后再次進行檢查，出現(xiàn)了更嚴重的脫落，通過對比前后兩次耐磨料的形貌，分析脫落主要原因有如下幾點：

（1）耐磨材料整體強度不夠，主要表現(xiàn)在骨料顆粒大，鋼纖維長度和粒度偏大，內(nèi)部容易自行成孔洞，即無形中增加了氣孔率。

（2）施工采用涂抹形式，而非搗打形式，整體密實度不夠，氣孔率高，整體結(jié)構(gòu)強度小，抗侵蝕耐磨性差，使用壽命短。

現(xiàn)場材料對比如圖2所示。

圖2 耐磨料實物對比圖

2 耐磨材料配比研究

針對耐磨料的脫落和后續(xù)的工作計劃，鋼廠技術(shù)人員與河南洛陽某耐材實驗研究所合作，進行實驗研究，開發(fā)一種磨機內(nèi)部腔體新型耐材，提升耐用性，確保耐磨損、不脫落和良好的耐熱效果。

⑤高水位時間久，洪峰過程長。嫩江、松花江干流超警戒水位歷時46天，黑龍江干流超警戒水位歷時58天。松花江干流哈爾濱站洪峰水位119.49 m持續(xù)時間超過24小時，黑龍江干流勤得利站洪峰水位48.65 m持續(xù)時間長達84小時，同江—撫遠江段超歷史最高洪水位歷時長達30天。

開展的技術(shù)實施方案如下：

（1）新型材料組分

Al2O3-SiC75%～85%，SiO215%～20%，ZrO22%～3%，PA-80（磷酸二氫鋁）3%～5%，促凝結(jié)合劑硅溶膠1%～2%，鋼纖維碎沫（長度10～40 mm，材質(zhì)0Cr18Ni10，粒徑0.1～0.5 mm）0.5%～1%。

（2）新型材料實施過程

①利用小型破碎機將Al2O3骨料、SiC骨料、ZrO2骨料及SiO2骨料進行破碎；

②通過磁吸和雙層多孔篩，孔徑為0.5～2 mm，對步驟①中得到的原料進行篩選，去除原料中的雜物，得到骨料，骨料的粒徑為0.5～2 mm；

③按比例稱取一定量的骨料、促凝結(jié)合劑硅溶膠，其中促凝結(jié)合劑硅溶膠添加量為搗打料總重量的1%～2%，鋼纖維碎沫，其中鋼纖維的粒徑為長度10～40 mm，材質(zhì)0Cr18Ni10，粒徑0.1～0.5 mm，添加量為搗打料總重量的0.5%～1.0%。

④進行第一次攪拌，攪拌時間為5～10 min，攪拌均勻后加入一定量的PA-80，添加量為搗打料總重量的3%～5%，進行第二次攪拌，攪拌時間為15～20 min，攪拌均勻后進行檢驗，得到成品搗打料。

3 耐磨材料現(xiàn)場試驗

3.1 實施例1

（1）利用小型破碎機將Al2O3骨料、SiC骨料、SiO2骨料及ZrO2骨料進行破碎；

（2）通過磁吸和孔徑為0.5～2 mm的雙層多孔篩對步驟（1）中得到的原料進行篩選，去除原料中的金屬和雜物，得到粒徑為0.5～2 mm，SiO2含量為20 %，ZrO2含量為2%，Al2O3-SiC含量為78%的骨料；

（3）稱取占搗打料重量百分比1.2%的促凝結(jié)合劑硅溶膠作為添加劑；

（4）稱取占搗打料重量百分比1.0%的鋼纖維碎沫；

（5）第一次攪拌7 min，攪拌均勻后加入占搗打料重量百分比5%的結(jié)合劑PA-80，同時添加專用促凝結(jié)合劑1.3%，進行二次攪拌，攪拌時間為13 min，攪拌均勻后進行檢驗，得到成品搗打料。

3.2 實施例2

具體包括以下步驟：

（1）利用小型破碎機將Al2O3骨料、SiC骨料、SiO2骨料及ZrO2骨料進行破碎；

（2）通過磁吸和孔徑為0.5～2 mm的雙層多孔篩對步驟（1）中得到的原料進行篩選，去除原料中的金屬和雜物，得到粒徑為0.5～2 mm，SiO2含量為18%，ZrO2含量為2%，Al2O3-SiC含量為80%的骨料；

（3）稱取占搗打料重量百分比1.5%的促凝結(jié)合劑硅溶膠作為添加劑；

（4）稱取占搗打料重量百分比1.2%的鋼纖維碎沫；

（5）第一次攪拌8 min，攪拌均勻后加入占搗打料重量百分比4%的結(jié)合劑PA-80，同時添加專用促凝結(jié)合劑硅溶膠2.0%，進行二次攪拌，攪拌時間為15 min，攪拌均勻后進行檢驗，得到成品搗打料。

3.3 實施例3

具體包括以下步驟：

（1）利用小型破碎機將Al2O3骨料、SiC骨料、SiO2骨料及ZrO2骨料進行破碎；

（2）通過磁吸和孔徑為0.5～2 mm的雙層多孔篩對步驟（1）中得到的原料進行篩選，去除原料中的金屬和雜物，得到粒徑為0.5～2 mm，SiO2含量為22%，ZrO2含量為2%，Al2O3-SiC含量為78%的骨料；

（3）稱取占搗打注料重量百分比1.5%的促凝結(jié)合劑硅溶膠作為添加劑；

（4）稱取占搗打料重量百分比0.8%的鋼纖維碎沫；

（5）第一次攪拌8 min，攪拌均勻后加入占搗打料重量百分比4%的結(jié)合劑PA-80，同時添加專用促凝結(jié)合劑硅溶膠1.5%，進行二次攪拌，攪拌時間為15 min，攪拌均勻后進行檢驗，得到成品搗打料。

3.4 實施例4

具體包括以下步驟：

（1）利用小型破碎機將Al2O3骨料、SiC骨料、SiO2骨料及ZrO2骨料進行破碎；

（2）通過磁吸和孔徑為0.5～2 mm的雙層多孔篩對步驟（1）中得到的原料進行篩選，去除原料中的金屬和雜物，得到粒徑為0.5～2 mm，SiO2含量為22%，ZrO2含量為2%，Al2O3-SiC含量為85%的骨料；

（3）稱取占搗打注料重量百分比1.0%的促凝結(jié)合劑硅溶膠作為添加劑；

（4）稱取占搗打料重量百分比1.2%的鋼纖維碎沫；

（5）第一次攪拌6 min，攪拌均勻后加入占搗打料重量百分比6%的結(jié)合劑PA-80，同時添加專用促凝結(jié)合劑硅溶膠1.0%，進行二次攪拌，攪拌時間為10 min，攪拌均勻后進行檢驗，得到成品搗打料。

4 實施效果對比

對四個實施案例進行性能指標測試，結(jié)果見表1。

表1 新型材料性質(zhì)指標研究對比

通過以上四種實施方案的對比可以看出，研究的新型材料配比在不同的配比條件下，性能指標有所不同，從總體效果來看，達到了理想的抗耐磨效果，圖3所示為試驗后的效果。后續(xù)將在合適的時機在鋼廠進行現(xiàn)場使用。

圖3 新型材料試驗效果圖片

5 結(jié)論

新型材料的研究和試驗，主要是使用新的材料和不同的配比，同時施以不同的施工方案，改善了材料的性能。與現(xiàn)有技術(shù)研究相比，本研究的重點主要是采用Al2O3-SiC、SiO2、ZrO2耐火鋼纖維作為主材，確保高溫效果及耐磨效果，提高使用壽命，降低使用成本，使用壽命預(yù)估可以達到5年以上；同時利用促凝結(jié)合劑硅溶膠PA-80作為促凝結(jié)合劑加強強度，并利用耐熱鋼纖維進行結(jié)構(gòu)加固，減少開裂和脫落問題。這樣的新型耐磨材料值得進行全面推廣和使用。