耐磨陶瓷涂料开拓水泥设备涂装新领域

耐磨陶瓷涂料开拓水泥设备涂装新领域

刘道春

(湖北十堰东风汽车公司，十堰 442001)

在水泥厂中，有很多设备和管道要受到有腐蚀作用的散状物料的冲刷而引起磨损。据统计，水泥行业因磨损而引起的停机时间占总停机时间的50%～55%。设备磨损问题已经成为决定一个水泥企业高效运营的至关重要的因素之一。目前，我国的耐磨材料整体消耗平均约为500g/t水泥，与发达国家整体<200g/t水泥相比还有较大差距。因此，提高水泥设备相关零件的耐磨性，降低耐磨材料的消耗，大幅度提高耐磨件的使用寿命，对提高设备运转效率，降低生产成本，节约资源和能源具有重大的意义。耐磨陶瓷涂料应用于水泥设备的维护中具有效果显著,深受广大用户的欢迎。

1设备表面耐磨陶瓷凃料涂层的作用

众所周知，耐磨陶瓷涂料是一种非金属胶凝材料，它是采用耐酸和耐碱的人工合成原料，经严格的工艺配比和先进的无机聚合技术制成的一种粉状陶瓷材料。在施工现场，将特制液体无机胶水加入这种材料，采用人工或机械方式涂抹在设备内衬或表面，经过一系列的化学反应，在常温下3天后达到陶瓷的结合强度和硬度，故命名为耐磨陶瓷涂料。

石油化工的各种塔类设备、泵、输送管道、仪表设备以及军事装备的部件，它们不仅工作在很强的腐蚀环境中，同时又不断运动，承受着不同介质的冲击与磨损。其表面在受到长时间的冲击与机械作用后，会很快磨损，乃至剥落从而失去对基材的保护作用，影响到设备的质量和寿命。另外，这些部件通常不可拆卸，修复表面难度很大，甚至有些情况根本无法操作。解决市场需求难题，针对这种情况，运用科技手段，生产厂家利用改性技术，研发出新型的高硬度耐磨陶瓷涂料，该种涂料固化后硬度可达9H，能有效防止零部件磨损过快。

耐磨陶瓷涂料是一种胶凝材料，由于原料采用特殊的处理方法和严格工艺控制组成，通过一系列的化学反应，使其能在常温下形成极高的强度及硬度，达到陶瓷的结合强度标准，故而称陶瓷耐磨涂料。它具有施工方便，维护容易，成本低廉的特点而被广泛采用。

陶瓷耐磨原料主要有骨料和超细结合粉两项组合，颗粒紧密堆积，因而没有较大的宏观缺陷，体积密度大，其常温下强度可达150MPa以上，特殊产品可达280MPa以上，是普通混凝土和耐火浇筑料无法比拟的。原料主要采用离子化合物和部分人工合成共价化合物，根据固体理论，离子键和共价键属强结合键，而结合系统由于采用复合强化措施和特殊处理，形成化学结合，所以强度和刚度很大，可有效抵御物料的高速冲击力和剪切应力。

耐磨陶瓷硬质涂层在机械工业中，主要是用于切削工具、模具和耐磨损耐腐蚀零件的表面强化。主要作用有高硬度，降低摩擦系数，降低粘结磨损;化学稳定性，降低摩擦磨损，降低粘结磨损，降低化学扩散磨损;低热扩散系数，降低基底热负荷;和工件材料低亲和力，降低摩擦磨损，不形成积削瘤，降低粘结磨损;具有抗循环疲劳能力。耐磨陶瓷的耐蚀涂层主要用于在各类有耐磨，抗腐蚀要求的机体表面制备耐磨涂从如大负荷细颗粒冲蚀磨损的泵体、叶轮、风机壳体、管道弯头、管道螺旋输送器等的修复和预保护。

重防腐陶瓷涂料通过将纳米、亚微米陶瓷颗粒和树脂结合在一起，形成独特的囊状陶瓷，起到保护作用。每一陶瓷颗粒都被涂上树脂，最后被紧紧地包在固化膜下。陶瓷成份在固化过程中产生的收缩极小，固化后涂层内应力非常小。小的收缩和内应力意味着涂层更持久、更坚韧，具有超强的附着力、重防腐、强耐磨性、强润滑性、极好的柔韧性、低渗透率、涂层薄、绿色环保等性能特点。重防腐耐磨纳米陶瓷涂料由改性环氧树脂与特种陶瓷粉组成，可在常温下固化。由于该涂料中使用三种不同球型结构纳米、亚微米级的陶瓷粉，合理选用填料的PVC值，使每一个陶瓷粉颗粒均被涂上环氧树脂，紧紧的包在固化膜下，涂料同时具备了陶瓷的刚性和环氧树脂的韧性，从而使涂层具有超光滑的表面、极强的抗冲击力和卓越的耐腐蚀性和耐磨性。重防腐陶瓷涂料适用范围非常广泛，可对钢结构、混凝土结构、复合材料的设备和设施长期防腐，尤其适用于腐蚀恶劣、磨耗严重的场合。重防腐陶瓷涂料中含有三种改性陶瓷粉：贴近底层起与被涂体牢固粘接的作用；保护被涂体的作用；及润滑作用。

水泥混凝土是当代最大的人造建筑材料，我国水泥产量已超过5亿吨,约占世界年产水泥的1/3,混凝土用量为世界各国之冠,从国家重点建设工程到村镇建筑大量采用,混凝土和钢筋混凝土应用愈来愈广泛,混凝土科学技术也不断取得进步，特别是世界范围工程大型化、建筑高层化、寿命长久化的发展趋势,对混凝土技术提出更高的要求。

进入90年代,由美国首先提出的高科技混凝土(HPC)的新概念,其基本要求是混凝土应具备有良好的耐久性、工作性和强度。建筑工程如高层化、大荷载、大跨度、大体积、快速、经济、节约以及特种工种等要求，推动了高性能混凝土的发展。高性能混凝土配合比设计较普通混凝土要求严格和复杂得多,如对粗集料性能、水泥性能、水灰比、超塑化剂和复合减水剂和加水量都有严格的要求。超强耐磨陶瓷涂料优良的力学性能和耐磨指数可以应用于水泥行业余热发电系统以及电厂循环流化床锅炉内衬，经受严酷的高温和高速热态含尘气流的冲刷和磨损，有效地提高设备运转周期。耐磨陶瓷涂料的防腐涂层是由高性能耐磨颗粒(碳化硅、金刚砂等)与改性增韧耐热树脂进行复合得到的高性能耐磨防腐聚合材料。广泛用于修复因冲蚀、腐蚀和气蚀对设备的磨损，也用于在有耐磨、防腐要求的机件表面制备耐磨防腐涂层。如电厂、港口、水利水电、矿山等水泵壳体，电厂、水泥厂、矿山等风机壳体及浮选机等的修复和防护。由于在水泥生产线上有诸多设备和管道内部长期受到物料或高浓度含尘气体的冲刷，比如立磨选粉机出口、磨机出口风管、选粉机、球磨机溜槽、下料斗、各种阀门内腔、闸板及输送管道等等，耐磨陶瓷涂料在以上各部位得到广泛的应用。目前，国产非金属耐磨材料在水泥企业、钢厂、电厂得到认可和应用。

2耐磨陶瓷涂料的主要成分与性能特点

耐磨陶瓷涂料属于功能涂料领域，是一种新型的水性无机涂料，它是以纳米无机化合物为主要成分，并且以水为分散质，涂装后通常经过低温加热方式固化，形成性能和陶瓷相似的绝缘涂膜。现今国内的陶瓷绝缘涂料，主要功能绝缘、耐高温，抗腐蚀，机械性能好等特点，通常使用不同的制备方法、一些具有独特性质的填料以及添加剂等来相应制备出具备相应功能的陶瓷涂料，并予以加强其自身的性能。而由于现在绿色环保、低碳、价格低廉、制备工艺简单等理念已广泛地普及，一些具备这些性质的陶瓷涂料会在将进一步提升和研发。

环氧树脂有较好的耐化学药品性，尤其是耐碱性突出，对各种基材有极好的黏结性，极好的韧性、硬度和柔软性，优良的耐水性，被广泛用于涂层材料，并且已经在工业中已大量使用，但由于其固化后形成较致密的芳香结构，交联密度大，内聚力高，变形能力差，往往呈脆性状态，用其制备的耐磨涂料往往无法满足性能上的要求，尤其是在较高的温度下。为进一步提高耐磨涂料的高温下耐磨性能，研发人员经过大量实验，终于找到了合适的解决方法：将环氧树脂与有机硅氧烷结合。由于—Si—O—键具有很高的键能,其聚合物分子链具有高度卷曲性。利用有机硅对环氧树脂进行改性，可使其热稳定性、耐候性、脆性等得到明显改善，同时因低表面自由能的聚有机硅涂覆于树脂表面，使环氧树脂的防水、防油性能得以改善。环氧树脂作为有机高分子成膜物质，制成的涂料在附着力、柔韧性、耐冲击性、施工性及成品储存等方面都相当优越，但是在耐高温、耐溶剂性、耐氧化性介质、抗高浓度电介质渗透方面存在着难以克服的弱点。采用特制的刚性无机填料改性环氧树脂，如：玻璃鳞片、云母、耐蚀金属片陶瓷微粉等，可以降低树脂的流动性、收缩性和固化时引起的温升，同时也提高了涂料的耐酸性、耐磨性、耐热性和导热性。这是因为特制合成的无机填料本身硬度很高，耐磨性好，与环氧树脂、溶剂等不发生反应，在固化过程中不会有新的物质生成，且在固化中无机填料收缩很小，内应力小，再加上与环氧树脂紧密结合，形成致密保护层，从而达到增强耐磨性及硬度的目的。

陶瓷耐磨涂料主要由耐磨骨料和结合系统组成，密度非常大，无大的宏观缺陷，强度可达150MPa，是一般混凝土和耐火浇注料无法企及的，主要是采用了离子化合物和部分人工合成共价化合物，其离子键结合牢固，所以强度和刚度很大，可有效抵御物料的冲击力和剪切应力。而结合系统由于采取复合强化措施和特殊处理，形成化学结合，致使其强度很高。

由于陶瓷耐磨涂料采用无定向钢纤维和定向网状增强措施，通过耦合进一步改善韧性，具有优良的韧性和抗震性，所以抗断裂、韧性强，可有效防止冲击力造成的破损和剥落。另一方面，由于离子键和其共价键为强结合键，键能比较高，低温对其影响很小，而且它的振动频率极高，常温难以对其构成威胁，不会产生热震损毁。由于耐磨陶瓷涂料采取了双重补强措施，有的甚至采取了多种补强措施，有效地改善了材料性能，而且陶瓷材料低的线胀系数，使其体积稳定，不可能产生裂缝，因而整体性好，另外施工为整体施工，无接缝出现，因而整体性进一步提高。由于采用了耐酸和耐碱的人工合成原料，不会和矿渣发生反应，同时由于这种材料多为高温合成原料，环境相容性好，晶体发育好，结构完整，环境温度不会对它造成大的影响，属环境惰性材料，因而对环境敏感性差。

耐磨陶瓷涂料无机非金属材料，主要成分为硅酸盐和氧化铝，和地球岩石层成分相近，不会造成土质恶化和重金属离子污染，不会影响环境。耐磨陶瓷涂料性能指标见表1。

表1　耐磨陶瓷涂料性能指标

由于具有上述特点，常温耐磨陶瓷涂料的耐磨性能是16Mn钢的9倍、65Mn钢的8倍、耐火浇注料的45倍。耐磨陶瓷涂料为耐高温无机涂层，可以用在铁、钢、铝、陶瓷、玻璃表面，广泛用于冶金、石油工业、天然气开采、航空航天等工业领域，最高可以耐1500℃甚至更高的温度。其不仅耐高温，还有耐热冲击和耐磨等性能，通过涂层，可对金属表面，各种耐火材料表面进行表层改性，以达到提高基体材料的使用性能，同时节省能源，提高金属基体材料使用寿命1～2倍以上。耐磨陶瓷涂料应用于高温电熨斗，电饭锅，微波炉，烤盘等产品上，与金属的附着力非常好，非常坚硬，高温煅烧后强度更加显著，而且不开裂。具有良好的耐油性能和耐酸耐碱性，颜色多彩。

3陶瓷涂料的成膜原理及与传统涂料的区别

鉴于传统涂料工业对环境所带来的不良影响，20世纪以来，世界各国纷纷制定了严厉的环保法规来限制工业废水、废气和废渣的排放，逐步淘汰一些对环境和人体有害的原材料已经是势所必然。为了减少涂料工业对环境的影响，涂料工程师们已经设计出了降低VOC排放量并能够满足环保法规的新型涂料，包括水性涂料、高固体分涂料、无溶剂液体树脂涂料、粉末涂料和辐射固化涂料等。陶瓷涂料与任何传统的合成树脂有机涂料都不同，是一种全新的水性无机涂料。它是以纳米无机化合物为主要成份，涂装后通过低温加热方式固化，形成性能和陶瓷相似的涂膜。

涂料的构成由于基料的不同，成膜机理也就不同。如以干性油为主要基料的油性漆，和以干性油及树脂为主要基料的磁的磁性漆，它们干结成膜的过程，都以氧化和聚合化学反应为主要的成膜机因；不含干性油的树脂漆类，就不会有氧化聚合性的化学变化，只要涂料中溶剂全部挥发，即可凝结成膜；还有依靠固化剂固化或加热烘烤才引起涂料结构变化干结成膜的，如环氧漆、聚氨酯漆就属于固化剂固化类型的漆，像氨基醇酸漆则是属烘干聚合型涂料。不过所有这此涂料成膜，无论是哪种反应机理，从涂层形成开始到逐步老化、破坏，始终是不间断进行着的，只是这些涂料在成膜后，反应速度大幅度减缓，它的减缓速度，则以涂层成膜物不同性能差异而已。陶瓷涂料主要成分：主要化学成分为Si(硅)，O(氧)，Al(铝)，C(碳)等，因颜填料不同，会含有少量Fe(铁)，Ti(钛)等物质。陶瓷涂料的成膜原理：多种纳米级氧化物，通过改进的溶胶-凝胶反应，在低温下水解固化，行成类似陶瓷和玻璃的漆膜。成膜原料完全不同于现在的树脂类有机涂料，如特富龙、有机硅、聚醚砜等。故性能大不相同。成膜机理也与搪瓷不同，故克服了搪瓷耐冷热冲击差、耐物理冲击差、易爆裂、颜色少、施工困难、成品率低等问题。

陶瓷涂料的原材料来自于极普通的、储量极为丰富的天然矿石和金属氧化物(如：石灰石、粘石英砂)，而且生产工艺也不复杂，能耗相对较低。因而原材料资源十分丰富，这与完全依赖石油化学工业、并以石油为主要原料的有机涂料相比较，不仅具有很大的资源优势，而且更加符合低碳要求。陶瓷涂料是以水为分散介质，从根本上解决了涂料中溶剂对环境的污染，其环保性能不言而喻。陶瓷涂料没有游离单体之类VOC的危害问题，即使是用于防火和耐热，在火焰或高温的作用下也不会向大气中释放出有害物质。陶瓷涂料继承了有机涂料和无机涂料各自的优点，将耐高温、高硬度、超耐侯、不燃无烟、环保无毒、色彩丰富、涂装简便诸多优势集于一身，可适用于多种高要求的场合。其独特的性能解决了许多传统有机涂料所不能解决的问题。

陶瓷涂料使用时对需处理部位进行粗化处理，角磨机打磨或喷砂等；对粗化处理过的表面进行清洗；处理过的表面应是粗化的干燥新鲜基材表面，并且应无油污、无粉尘。配制按重量比4∶1将A，B两组份混合均匀，并在30min内用完。一般是边施工边配置，一次配置量最大不能超过1.5kg，一次调配过多，胶凝固的快，还没用完已经部分凝固而不能使用。可根据实际温度冬天可适当多配，夏天适当少配。如气温过低可将A组分适当加热以降低粘度便于配置。涂敷耐磨防腐涂层合适的涂层厚度是1～3mm，应将混合好的材料逐层涂敷于待修部位，第一层要压实，使之与基材充分浸润，涂层涂到尺寸后表层要修平整。本材料不能进行机械加工，应注意控制涂层厚度，以免装配中出现干涉现象。25℃固化24h即可投入使用，若温度低应采用加热或延长固化时间来促进固化；一般冬天施工可用碘钨灯距涂层40cm的距离进行照射加温。陶瓷涂料的多功能性中可以赋予金属设备涂层抗氧化功能，防水垢功能，是涂装设备涂料在起到装饰作用的同时，具有丰富的功能性。

4耐磨陶瓷涂料让水泥设备经久耐用

在水泥生产线上，有诸多设备和管道内部长期受到物料或高浓度含尘气体的冲刷，比如立磨选粉机出口、磨机出口风管、选粉机、球磨机溜槽、下料斗、各种阀门内腔、闸板及输送管道等等。例如立磨生产的粉料在高速气流的带动下，要和衬体发生强烈的碰撞和摩擦，进行能量交换。衬体遭受严重的冲击和冲刷，温度上升，易于受损。水泥厂的很多机器设备都会受到散状物料的影响,这些散状物料大多都具有腐蚀性,会使水泥厂的管道及机器设备受到冲刷发生磨损。

水泥生产线立磨粉磨系统对衬体的要求：立磨生产的粉料在高速气流的带动下，要和衬体发生强烈的碰撞和摩擦，进行能量交换。衬体遭受严重的冲击和冲刷，温度上升，易于受损。这就要求衬体具有以下性能：粉料在立磨、选粉机及管道中进行输送时，速度在20m/s左右，粉料对内衬和管道壁产生垂直方向的压应力和平行方向的剪切应力，从而对它们造成强烈的冲刷和磨蚀，不断降低内衬厚度，降低使用寿命。内衬长时间经受应力作用，存在应力疲劳危险，所以必须具有良好的抗冲击韧性，尤其是剪切应力，它是内衬遭受破坏的主要原因。因此内衬材料要有较高的机械强度和韧性。由于高速气流的带动，粉料对衬体产生强烈的冲刷，必然加快内衬的磨损。因此内衬必须具有良好的耐磨性能，高强度未必耐磨，但是耐磨必须具有高强度。耐磨性不仅和材料的强度有关，而且和材料的性质密切相关。矿渣的硬度大概在莫氏6级、水泥熟料的硬度为莫氏4～5级，这就要求内衬材料的硬度必须在6级以上，不然就不可能耐磨。因此内衬材料应该在7～9级范围内选择。通常离子化合物和共价化合物有高的硬度，尤其是共价化合物。这是因为共价键为强结合健，其空间有很强的方向性，构成空间网络结构，形成强结合。如碳化硅、碳化钛、金刚石等，都具有高的硬度。而氧化物通常为离子化合物，部分氧化物的健强介于离子键和共价键之间，健强不及共价键，硬度稍低。因此内衬应在氧化物和碳化物、硼化物之中选择，从而达到较高的耐磨性。立磨及输送管道要长期和矿渣接触，从化学成分和矿相可以知，主要为碱性化合物，与制作方法有很大关系，且经常变化。这就要求内衬具有较好的耐碱性，不能与矿渣发生化学反应。如果和矿渣发生化学反应形成变质层，就会使内衬材料性能降低，耐磨性下降。同时由于变质层和原始内衬膨胀系数有差别，在温度变化时产生热应力，造成结构剥落，加剧内衬材料的磨损。因而要求内衬材料必须具有良好的化学稳定性。

影响无机材料强度的因素是多方面的。材料强度的本质是内部质点间的结合力。选择弹性模量高的原料，提高材料硬度和耐磨性。弹性模量E是一个重要的材料常数，是原子间结合强度的标志，实际上是原子间结合力曲线上任何点的曲线斜率。共价键、离子键结合的晶体，由于结合力较强，通常有较高的弹性模量。分子键结合力较弱，因此弹性模量也较小。而且弹性模量还和原子间距离有关。要想获得高强耐磨材料，应该选择离子和共价化合物，硼化锆等常被用做磨料，广泛地应用于磨具行业。为了消除缺陷，提高晶体的完整性，细、密、匀、纯是当前陶瓷发展的一个重要方向，近年来出现了许多微晶、高密度、高纯的陶瓷材料，如热压氮化硅陶瓷，密度接近理论值，几乎不含气孔，有极高的机械强度和耐磨性，是传统陶瓷所无法比拟的。在设计超强耐磨陶瓷涂料时，应该充分考虑材料的结构，尽量控制气孔的含量，提高浇注密度，细化原料的晶体发育，形成微晶结构，增加晶体的完整性。

为提高材料的耐磨性和结构强度大力提高超强耐磨材料的使用寿命，增强材抖抵抗矿渣的高速机械冲击对材料造成的冲刷和磨损，减少材料在长期应力条件下疲劳造成的破坏，应该采取增强措施，改善材料的结构、优化其性能。采用钢纤维增强和金属网增强双重补强机制，纤维增强有效果明显，操作简单，成本低廉的特点，已经在材料设计中被广泛采用。

根据资料显示,在水泥行业的水泥厂的停机时间中,由于这种磨损而发生停机的现象占整个停机时间一半的比例。这种长期发生的设备停机现象,势必会导致工作效率的下降,进而影响工厂的经济效益。所以,解决水泥厂因散装物料冲刷而引起磨损的导致停机的问题,是企业当前需要解决的重点难题。就目前我国水泥厂的发展状况而言,耐磨材料的消耗量远远超过发达国家,我们的平均消耗约为500g/t,而发达国家200g/t都不到。所以,在我国水泥厂发展中当前最应该解决的问题就是关于耐磨材料的消耗,要降低材料消耗,就必须要增强水泥设备的耐磨性、使耐磨部件的使用寿命能够得到大幅提高。

为了延长这些部位的使用寿命，设备供应商和水泥工作者对高性价比的耐磨材料的创新从来就没有停止过。为了解决这个耐蚀兼具耐磨耐高温涂料化工难题，避免腐蚀摩擦所带来的危害，近期，一种命名为耐磨陶瓷涂料的应用于以上各部位的国产非金属耐磨材料在国内水泥企业、钢厂、电厂得到认可并广泛应用。北京志盛威华化工有限公司研发的ZS-1031耐磨防腐涂料，采用高新技术，特别是无机—有机纳米技术，耐温可以到达600℃高温，涂料有机-无机增链嫁接，以及共混理论和互穿网络技术，ZS耐磨防腐涂料涂层具有良好的抗冲击性能和抗腐蚀性能，无机-有机改性溶液成膜后饱满光滑可以减少磨擦组力，颜料中大的陶瓷粉料作为支架抗冲击抗撞击，小的陶瓷粉料作为填充抗摩擦。ZS-1031超强耐磨陶瓷防腐涂料优良的力学性能和耐磨指数使它还可以应用于水泥行业余热发电系统以及电厂循环流化床锅炉内衬，经受严酷的高温和高速热态含尘气流的冲刷和磨损，有效地提高设备运转周期耐磨陶瓷涂料保护易磨损部位，施工方便快捷，耐磨性、耐高温性好，无剥落现象，表面几乎无磨损，达到了设计耐磨防腐涂料要求和维护的目的，大大降低了维护费用和生产成本，提高了设备的运转率。

当在陶瓷材料中加入高强颗粒时，材料抵抗应力诱发的裂纹扩张会得到明显的抑制。裂纹在应力的作用下发生扩展遇到颗粒时，由于颗粒极高的强度和小的膨胀系数，裂纹被“钉”扎住，要继续扩展必须要求更大的能量去穿透颗粒或发生裂纹偏转，增加界面面积，从而增加能量的消耗，提高材料的强度和韧性。加入颗粒后，材料的弹性模量和剪切模量都有所增加，材料的强度和耐磨性得到显著地提高，可以增加耐磨材料的使用寿命，降低生产成本。为了提高耐磨陶瓷涂料养护期的强度和促进结合剂的水化进程，需要在材料的表面涂抹养护剂。必须设计新的养护剂，该养护剂是一种化学涂料，它采用离子交换的方式，使表面的摩尔体积比内部的大，由于表面体积膨胀大受到内部材料的限制，就产生两向状态的压应力，从而提高材料的屈服强度和断裂韧性。通常是用一种大的离子置换小的离子，由于这种置换受扩散和带电离子的影响，压力层厚度受到限制。化学强化是现代材料发展的一个重要方向，具有很强的可操作性，而且非常有效。

5耐磨陶瓷涂料在水泥设备上的应用趋势

超强耐磨陶瓷防腐涂料的开发是建立在完整地理论基础上的。实验证明，国产耐磨陶瓷涂料超过了国外知名产品实物标准，有极好的耐磨性能，完全可以取代进口的耐磨陶瓷涂料，是水泥行业立磨、辊压机、选粉机、粉体管道阀门和粉料输送管道内衬的理想材料。

据报道，某水泥有限公司在2500t/d新型干法水泥生产线中，应用耐磨陶瓷涂料取得了很好的效果。应用在煤磨动态选粉机壳体以及风锥体，煤磨动态选粉机出口到煤磨除尘器的进风管道，立磨磨辊的密封风管，立磨到旋风分离器的进风管道以及旋风分离器内部壳体，旋风分离器到循环风机的管道等等部位。使用证明，应用耐磨陶瓷涂料保护易磨损部位，施工方便快捷，耐磨性、耐高温性好，无剥落现象，表面几乎无磨损，达到设计要求和维护的目的，大大降低了维护费用和生产成本，提高了设备的运转率。

硬度是材料的一种重要的力学性能，但在实际应用中，由于测量方法不同，测到的硬度所代表的材料性能也不同。陶瓷及矿物材料常用的划痕硬度叫做莫氏硬度，它只表示硬度由小到大的顺序。一般将莫氏硬度分为10级，后来因为出现了一些人工合成的硬度大的材料，又将莫氏硬度分为15级。硬度试验常用静载压入法，有布氏硬度、维氏硬度和洛氏硬度。维氏硬度适用于较硬材料如陶瓷的硬度测试。

超强耐磨陶瓷涂料的开发是建立在完整地理论基础上的。目前国产耐磨陶瓷涂料超过了国外知名产品实物标准，有极好的耐磨性能，完全可以取代进口的耐磨陶瓷涂料，是水泥行业立磨、辊压机、选粉机、粉体管道阀门和粉料输送管道内衬的理想材料。超强耐磨陶瓷涂料优良的力学性能和耐磨指数可以应用于水泥行业余热发电系统以及电厂循环流化床锅炉内衬，经受严酷的高温和高速热态含尘气流的冲刷和磨损，有效地提高设备运转周期。

水泥厂可以根据不同的设备或零件的操作温度，选用不同种类的耐磨陶瓷涂料。根据磨损介质和冲刷速度的不同，一般在风管、弯头和旋风分离器处的施工厚度为20mm，局部磨损严重的部位，如选粉机下料锥斗、下料溜槽等处，可以增加施工厚度至30mm或40mm.在施工厚度为20mm的情况下，经过除油脂、除漆等底层后，直接在设备母板上焊接钢网，通常采用花网式焊接，焊点之间的间距为200～300mm.然后将现场搅拌均匀的耐磨陶瓷干粉、水、钢纤维的混合物涂抹上即可。由于陶瓷涂料的常温固化速度非常快，因此，每次搅拌好后应尽快完成施工，这个施工时间期限根据现场温度的不同，一般为30～60min.残留的混合物在开始凝固后就不能继续使用了。在施工厚度超过20mm的情况下，则需要先在设备母板上焊接隔离钢筋。施工厚度为30mm时，采用6mm的钢筋；施工厚度为40mm时，采用8～10mm的钢筋；然后再在钢筋上焊接钢网，搅拌、涂抹程序与施工厚度20mm时一样。如果是高温情况下的应用，例如三次风阀门，则先在阀体上安装耐火浇注料，其厚度根据母板使用的材质和许可的热耗来确定。然后再在耐火浇注料表面焊接钢网，涂抹耐磨陶瓷涂料。

定向纤维的使用增强了耐磨陶瓷涂层的韧性，使其具有一定的抗形变能力，因此无论是在现场安装好的设备上施工，还是在车间里施工完毕后再吊装，都不会影响它的强度和使用寿命。耐磨陶瓷涂料常温下(20℃)养护3天就可以达到所需要的强度和硬度，就可投入使用。耐磨陶瓷层的使用寿命与粉尘颗粒的大小、浓度、速度和冲刷角有关，颗粒越小，浓度越低，冲刷速度越低以及冲刷角度越小，耐磨陶瓷层的使用寿命就越长。通常在矿渣微粉生产线的网管里，微粉比表面积为420～450m2/kg，浓度在350g/Nm3，速度在28～30m/s，冲刷角度为30°的情况下，20mm的耐磨陶瓷层可以使用8～10年。生料磨和熟料磨粉磨的物料比矿渣的易磨性好，相同的施工厚度，使用寿命在10年以上。

6结束语

总之，耐磨陶瓷涂料在应用中无环境污染；整体性能好；环境相容性好；具有优良的韧性和抗震性、极高的机械强度和刚度；易成型，特别适合水泥厂各种异型复杂设备的内衬。超强耐磨陶瓷涂料的开发是建立在完整地理论基础上的。目前国产耐磨陶瓷涂料超过了国外知名产品实物标准，有极好的耐磨性能，完全可以取代进口的耐磨陶瓷涂料，是水泥行业立磨、辊压机、选粉机、粉体管道阀门和粉料输送管道内衬的理想材料。耐磨陶瓷涂料抵御环境介质作用和各种化学腐蚀的性能使其成为水泥生产线长期受到物料或高浓度含尘气体的冲刷部位耐磨材料的最佳替代品。

doi:10.16253/j.cnki.37-1226/tq.2015.04.008