超高分子量聚乙烯耐磨衬板在冶金设备上的应用

王建华+王勇+徐旭

摘 要：本文介绍了一种新型的非金属材料--超高分子量聚乙烯（UHMWPE）特性，列举了其在冶金设备中的应用。

关键词：UHMWPE；衬板；冶金设备

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.026

1 概述

超高分子量聚乙烯是作为一种新型的聚乙烯非金属材料，分子量在100万以上，英文简称UHMWPE，热变形温度（0.46MPa）85℃，熔点130～136℃。

超高分子量聚乙烯作为一种热塑性工程塑料，冲击耐性、低温耐性、磨损耐性、化学腐蚀、自身润滑、吸收冲击能性能优越 [1]。

超高分子量聚乙烯耐磨性好、使用寿命高，比重远远小于钢材，因此可以广泛用于储存或设备包装的运输内衬里。目前钢铁企业、电力企业、煤矿企业，广泛的采用了超高分子量聚乙烯制品，例如齿轮、轴承、导轨、滑块等[2]。

2 冶金设备应用实例

采用UHMWPE材料做内衬可有效解决烧结厂物料储存和运输过程中，通形成的结拱堵塞、架桥堵塞等安全问题。

2.1 料斗等散料输送设备堵塞原因分析

（1）料仓下出料口尺寸狭小、仓体壁倾角小；

（2） 料仓壁上粘结有大量散料；

（3）体积较大、彼此交错的物料或夹杂有超长异物；

（4）以粉料输送为主的料仓储存有含水的散料含且时间较长；

（5）企业所在地温度低且冬季防寒不力。

2.2 使用UHMW-PE内衬材料具有如下优点

（1） 摩擦系数低、耐磨性高；

（2）不吸水性；

（3）超高分子量聚乙烯衬板表面摩擦系数非常低，可以让粘结性大、不易自由流动的散装物料顺畅地流动。将超高分子板材切割成合适尺寸，使用机械的方法将衬板固定在钢铁、混泥土、沙浆材料和木材上，可以改善原有结构的表面性能。彻底解决了料仓堵料现象，提高了生产效率[3]。

2.3 UHMW-PE内衬在应用实例

（1）氧化铁矿料斗：

内衬材料：20毫米厚的UHMW-PE板材；

介质：氧化铁；

颗粒度：80%小于30目 20%细粉小于100目 ；

产量：13000吨/天；

应用结果：使用后，没发现磨耗、粘结和架桥现象。

（2）烧结厂的矿石贮仓：

内衬材料：20毫米厚的UHMW-PE板材；

介质：矿石；

颗粒度：0-26毫米 ；

水分：4-7%；

应用结果：使用5年后板材磨耗约1毫米，没有发生粘结或滞留现象。

（3）焦化厂煤仓溜槽：

内衬材料：20毫米厚的UHMW-PE板材；

介质：烟煤；

颗粒度：0-7毫米 0-13毫米 ；

灰份：25% 硫：4%；

产量：600吨/天 ；

应用结果：使用两年后，没发现磨耗、粘结、滞留和“架桥”现象。

（4）烧结厂Φ3000×10000混料机。混料机原内衬A3钢自重5-6吨，粘料重量（粘料厚10～15CM，平均粘料厚度12CM）高达15.6吨，影响烧结生产原料的品质，需定期清理粘料，筒体粘料后重量严重超出设计范围，使电气设备超负荷，且浪费大量电能；粘料后造成偏重，混料机机械联接部分振动大、磨损严重；设备基础架松动，严重的甚至危及厂房；需月更换1-2套筒体大齿轮，滚圈常裂缝，需停机焊补，且磨损快，达不到2年的大修期，托轮仅使用6个月。自改衬UHMW-PE后，内衬自重仅为2-3吨，筒体受力均匀运转平稳，平均寿命可延长3年左右。齿轮组、托轮等使用良好，寿命提高2-4倍；混料机提高了成球率，不用清理粘料，提高了电气设备的可靠性，较A3钢衬板日节电630度。

（5）圆盘造球机的应用。圆盘造球机内衬用UHMW-PE板，具有极高的耐磨性、极低的吸水率、极低的磨擦系数、优良的自润滑性、优良的不粘性、对球团造球很有效果提高使用寿命，造球合格率达98%。

3 结论

（1）超高分子量聚乙烯是目前解决粘接、磨损等问题的最佳工程塑料；

（2）我国不断改进超高分子量聚乙烯的生产工艺，在冶金、机械等行业的使用会更加广泛。

参考文献：

[1]張春阳，曹平等.超高分子量聚乙烯耐磨性试验及应用[J].金属矿山，2008（07）.

[2]刘广建.超高分子量聚乙烯[J].化学工业出版社，2001（09）.

[3]张吉太.超高分子量聚乙烯在料仓中的应用[J].选煤技术，1996（01）.

作者简介：王建华（1982-），男，江西婺源人，主要研究方向：冶金机械。endprint