Pourquoi les aciéries utilisent-elles des revêtements en céramique résistant à l'usure?

Au cours du processus de production, une grande quantité d'équipements et de pipelines sont exposés à des matériaux à haute température et à haute dureté (tels que le minerai de fer, les scories d'acier, le charbon pulvérisé,et des gaz de four à haute température) pendant de longues périodes.L'impact, l'érosion et l'abrasion de ces matériaux peuvent endommager sévèrement l'équipement, raccourcir sa durée de vie, nécessiter des réparations fréquentes et interrompre la production.Vêtements en céramique résistant à l'usure, avec leur excellente résistance à l'usure, leur résistance aux températures élevées et leur stabilité chimique, protègent efficacement les équipements critiques de l'aciérie,devenir un matériau clé pour réduire les coûts de production et assurer une production continue.

Point de détresse du noyau de l'acier: usure de l'équipement
L'usure dans les aciéries résulte principalement de deux scénarios qui déterminent directement la demande rigide de matériaux résistants à l'usure:

Usure par choc/érosion du matériau:Dans le transport des matières premières (telles que les bandes transporteuses et les chutes), le concassage du minerai et les tuyaux d'injection de charbon des hauts fourneaux,le minerai de haute dureté et le charbon pulvérisé se heurtent ou glissent contre les parois intérieures de l'équipement à grande vitesse, provoquant un éclaircissement rapide du métal, des trous et même des perforations.

Usure à haute température et corrosion chimique:Équipements à haute température, tels que les convertisseurs d'acier, les cuillers et les hauts fourneaux à chaud,souffre non seulement de l'usure physique des scories et des matériaux de charge, mais aussi de l'oxydation à haute température et de la corrosion chimique de l'acier fondu et des scoriesLes matériaux métalliques ordinaires (tels que l'acier au carbone et l'acier inoxydable) subissent une forte baisse de dureté à haute température, ce qui accélère l'usure de 5 à 10 fois.

Sans revêtements résistants à l'usure, la durée de vie moyenne des équipements pourrait être réduite à 3 à 6 mois, ce qui nécessite des temps d'arrêt fréquents pour le remplacement des composants.Cela augmente non seulement les coûts de maintenance (travail et pièces de rechange), mais perturbe également le processus de production continu, entraînant des pertes de capacité importantes.

Scénarios d'application clés pour les revêtements céramiques résistants à l'usure dans les aciéries

Différents équipements présentent des caractéristiques d'usure distinctes, ce qui nécessite des types de revêtements céramiques spécifiques (tels que la céramique à haute teneur en alumine, la céramique au carbure de silicium et la céramique composite).Les principaux scénarios d'application comprennent::

Systèmes de transport de matières premières:les trottinettes à bande, les parachutes et les revêtements de silo.

Point de douleur:L'usure par choc et par glissement due à la chute de matières en vrac telles que le minerai et le coke peut facilement entraîner des perforations de la trémie.

Résolution:Les revêtements céramiques à paroi épaisse (10-20 mm) à haute teneur en alumine, fixés par soudage ou collage, résistent aux chocs et à l'usure.

Système d'injection de charbon de haut fourneau: tuyaux d'injection de charbon, distributeurs de charbon pulvérisé

Point douloureux:Le charbon pulvérisé à grande vitesse (débit 20-30 m/s) provoque une érosion et une usure, l'usure la plus sévère se produisant aux coudes des tuyaux, entraînant une usure et des fuites.

Résolution:Utiliser des tuyaux en céramique résistant à l'usure à paroi mince (5-10 mm) avec une paroi intérieure lisse pour réduire la résistance et les coudes épaisés,résultant en une durée de vie de 3 à 5 ans (contre 3 à 6 mois pour les tuyaux en acier ordinaires).

Équipement de fabrication de l'acier: convertisseur de fumée, revêtement de cuvette, rouleau de coulée continue

Point de douleur:L'érosion et l'attaque chimique des scories à haute température (supérieures à 1500 °C) entraînent une accumulation de scories et une usure rapide dans la fumeuse, ce qui oblige la doublure de la cuiller à être à la fois résistante à la chaleur et à l'usure.

Résolution:La doublure en céramique de carbure de silicium résistante aux températures élevées (1600°C) offre une forte résistance à l'érosion des scories, réduit la fréquence de nettoyage des scories de combustion et prolonge la durée de vie de la cuiller.

Système d'élimination des poussières et de traitement des déchets de fumier: tuyaux d'élimination des poussières et composants de pompes à lisier
Points douloureux:Les gaz de combustion et les lisières (y compris les particules de scories d'acier) chargés de poussière et à haute température provoquent une usure des tuyaux et des pompes, ce qui entraîne des fuites.
Résolution:Un revêtement composite en céramique (céramique + substrat métallique) est utilisé, offrant à la fois une résistance à l'usure et à l'impact pour prévenir les dommages aux équipements dus à la fuite de lisier.

Comparaison avec les matériaux traditionnels: les revêtements en céramique résistant à l'usure offrent une meilleure économie
Les aciéries utilisaient autrefois largement des matériaux traditionnels résistants à l'usure tels que l'acier au manganèse, la pierre fondue et les alliages résistants à l'usure.il existe des écarts importants tant en termes d'économie que de performances par rapport aux revêtements en céramique résistants à l'usure:

À long terme, bien que le coût initial d'achat des revêtements en céramique résistant à l'usure soit supérieur à celui de l'acier au manganèse et de l'acier au carbone,leur durée de vie extrêmement longue (3 à 10 fois celle des matériaux traditionnels) et leurs exigences d'entretien extrêmement faibles peuvent réduire le coût global de 40% à 60% sur un cycle de 10 ans, tout en évitant les pertes de production causées par une panne d'équipement (une perte d'arrêt de production d'un jour pour une aciérie peut atteindre des millions de yuans).

Les aciéries utilisent des revêtements céramiques résistants à l'usure, tirant parti de leur haute résistance à l'usure, de leur résistance à haute température et de leurs faibles propriétés d'entretien pour résoudre les problèmes d'usure des équipements de base.Finalement, cette approche permet d'atteindre les trois objectifs clés de prolonger la durée de vie des équipements, de réduire les coûts de maintenance et d'assurer une production continue.Avec les progrès de la technologie de fabrication de la céramique (comme les, les céramiques d'alumine de haute pureté et les revêtements composites céramique-métalliques), leur application dans les aciéries continue de s'élargir,en les rendant un matériau clé pour réduire les coûts et augmenter l'efficacité dans l'industrie sidérurgique moderne.