崔新华

在钢铁行业中，许多企业将炼铁工序的工业固废进行回收处理，在工业固废处理过程中，一般将材料在磨机内进行300℃热气烘干后进行研磨，最后到达一定要求的细度后输送到其他行业进行利用，既减少了资源浪费又保护了环境和土地不受污染。

在磨机内部的腔体内壁有一种耐磨料，但在使用过程中，耐磨料如果成分、施工不合理，就会造成脱落、坍塌，导致磨机使用寿命低，频繁停机进行检修，影响生产效率。

一般此种耐磨料都采用Al2O3＞70%的高铝骨料，外加水泥或PA-80做为结合剂等，采用涂抹形式进行施工。在使用过程中，耐磨料结合效果不好，容易脱落，使用周期在0.5年～1.0年，同时靠近磨辊附近的区域耐磨料不耐磨损，使用寿命周期更短，被迫下线进行维修，成本增加。

某公司固废厂现场分析原因后，结合耐材厂家对材料进行研究和改进，同时改变施工方式，进行现场试验后，研究出来的新型耐材具有了良好的耐磨效果，不易脱落，可以显著提高内壁的使用寿命，减少修复次数，降低使用成本，具有良好的应用前景和经济价值。

磨机内部耐磨料脱落原因分析

某钢铁公司固废厂使用磨机对高炉的现场废渣处理后进行深度加工再利用，在检修时间进行停机检查，发现磨机内部壁面出现不同程度的耐磨料磨损、脱落，个别甚至出现固定耐磨料的骨架——龟甲瓦都出现脱落。

由于上次的检修是临时性检修，检修后使用半年，出现了更严重的脱落现象，通过对比前后两次耐磨料的形貌，总结出脱落主要原因有如下几点：

一是耐磨材料整体强度不够，主要表现在骨料颗粒大，钢纤维长度和粒度偏大，内部容易形成孔洞，增加了气孔率。

二是施工采用涂抹形式，而非捣打形式，整体密实度不够，气孔率高，整体结构强度小，抗侵蚀耐磨性差，使用寿命短。

耐磨材料配比研究

针对耐磨料的脱落和后续的工作计划，钢厂技术人员联合河南洛阳某耐材实验研究所，自行结合现场工况条件和该研究所的现场材料进行实验研究，开发一种磨机内新型耐材，提升耐用性，确保耐磨损、不脱落和良好的耐热效果。

技术实施方案如下：

一、研究一种工业固废领域磨机内部腔体捣打料，包括以下重量份的组分：

Al2O3-SiC（%）占比为75%～85%，SiO2（%）占比为15%～20%，ZrO2占比为2%～3%，PA-80（磷酸二氢铝）占比为3%～5%，促凝结合剂硅溶胶占比为1%～2%，钢纤维碎末（长度为10mm～40mm，材质为0Cr18Ni10，粒径为0.1mm～0.5mm）占比为0.5%～1%。

二、新型材料实施过程包括以下步骤：

（一）利用小型破碎机将Al2O3骨料、SiC骨料、ZrO2骨料、SiO2骨料进行破碎；

（二）通过磁吸和双层多孔筛，孔径为0.5mm～2mm，对步骤（一）中得到的原料进行筛选，去除原料中的杂物，得到骨料，骨料的粒径为0.5mm～2mm；

（三）按比例称取一定量的骨料、促凝结合剂硅溶胶，其中促凝结合剂硅溶胶添加量为捣打料总重量的1%～2%，钢纤维碎末，其中钢纤维的粒径的长度为10mm～40mm，材质为0Cr18Ni10，粒径为0.1mm～0.5mm，添加量为捣打料总重量的0.5%～1.0%。

（四）进行第一次搅拌，搅拌时间为5min～10min，搅拌均匀后加入一定量的PA-80，添加量为捣打料总重量的3%～5%，进行第二次搅拌，搅拌时间为15min～20 min，搅拌均匀后进行检验，得到成品捣打料。

耐磨材料现场实验

实施案例一

具体包括以下步骤：

（一）利用小型破碎机将Al2O3骨料、SiC骨料、SiO2骨料、ZrO2骨料进行破碎；

（二）通过磁吸和孔径为0.5mm～2mm的双层多孔筛对步骤（一）中得到的原料进行筛选，去除原料中的金属和杂物，得到粒径为0.5mm～2mm，SiO2含量为20%，ZrO2骨料含量为2%，Al2O3-SiC含量为78%的骨料；

（三）称取重量为捣打注料总重量的1.2%的促凝结合剂硅溶胶作为添加剂；

（四）称取重量为捣打料总重量的1.0%的钢纤维碎末；

（五）第一次搅拌7min，搅拌均匀后加入重量为捣打料总重量的5%的结合剂PA-80，同时添加重量为捣打料总重量的1.3%的专用促凝结合剂，进行二次搅拌，搅拌13min均匀后进行检验，得到成品捣打料。

实施案例二

具体包括以下步骤：

（一）利用小型破碎机将Al2O3骨料、SiC骨料、SiO2骨料、ZrO2骨料进行破碎；

（二）通过磁吸和孔径为0.5mm～2mm的双层多孔筛对步骤（一）中得到的原料进行筛选，去除原料中的金属和杂物，得到粒径为0.5mm～2 mm，SiO2含量为18%，ZrO2骨料含量为2%，Al2O3-SiC含量为80%的骨料；

（三）称取重量为捣打注料总重量的1.5%的促凝结合剂硅溶胶作为添加剂；

（四）称取重量为捣打料总重量的1.2%的钢纤维碎末；

（五）第一次搅拌8min，搅拌均匀后加入占捣打料总重量百分比为4%的结合剂PA-80，同时添加重量为捣打料重量的2.0%的专用促凝结合剂硅溶胶，进行二次搅拌，二次搅拌时间为15min，搅拌均匀后进行检验，得到成品捣打料。

实施案例三

具体包括以下步骤：

（一）利用小型破碎机将Al2O3骨料、SiC骨料、SiO2骨料、ZrO2骨料进行破碎；

（二）通过磁吸和孔径为0.5mm～2 mm的双层多孔筛对步骤（一）中得到的原料进行筛选，去除原料中的金属和杂物，得到粒径为0.5mm～2mm，SiO2含量为22%，ZrO2骨料含量为2%，Al2O3-SiC含量为78%的骨料；

（三）称取重量为捣打注料重量的1.5%的促凝结合剂硅溶胶作为添加剂；

（四）称取重量为捣打料重量的0.8%的钢纤维碎末；

（五）第一次搅拌8min，搅拌均匀后加入重量为捣打料重量的4%的结合剂PA-80，同时加入重量为捣打料重量的1.5%的专用促凝结合剂硅溶胶，进行二次搅拌，搅拌时间为15min，搅拌均匀后进行检验，得到成品捣打料。

实施案例四

具体包括以下步骤：

（一）利用小型破碎机将Al2O3骨料、SiC骨料、SiO2骨料、ZrO2骨料进行破碎；

（二）通过磁吸和孔径为0.5mm～2mm的双层多孔筛对步骤(一)中得到的原料进行筛选，去除原料中的金属和杂物，得到粒径为0.5mm～2mm，SiO2含量为22%，ZrO2骨料含量为2%，Al2O3-SiC含量为85%的骨料；

（三）称取重量为捣打注料重量的1.0%的促凝结合剂硅溶胶作为添加剂；

（四）称取重量为捣打料重量的1.2%的钢纤维碎末；

（五）第一次搅拌6min，搅拌均匀后加入重量为捣打料重量的6%的结合剂PA-80，同时添加重量为捣打料重量的1.0%的专用促凝结合剂硅溶胶，进行二次搅拌，搅拌10min，均匀后进行检验，得到成品捣打料。

实施效果对比

以上四种实施方案的实验结果表明，研究的新型材料在不同的配比条件下，性能指标有所不同，从总体效果来看，达到了理想的抗耐磨效果，后续将在合适的时机在钢厂进行现场使用。

结论

新型材料的研究和实验，主要是使用新的材料和不同的配比，同时施以不同的施工方案，提高了材料的特性。与现有技术研究相比，本次研究的重点是主要采用Al2O3-SiC、SiO2、ZrO2耐火钢纤维作为主材，确保高温效果、确保耐磨效果、提高使用寿命、降低使用成本，使用寿命预计可以达到5年以上；同时利用促凝结合剂硅溶胶、PA-80作为促凝结合剂提高强度，并利用耐热钢纤维进行结构加固，减少开裂和脱落。这样的新型耐磨材料值得进行全面推广和使用。