超高分子量聚乙烯耐磨襯板在冶金設備上的應用

王建華+王勇+徐旭

摘 要：本文介紹了一種新型的非金屬材料--超高分子量聚乙烯（UHMWPE）特性，列舉了其在冶金設備中的應用。

關鍵詞：UHMWPE；襯板；冶金設備

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

1 概述

超高分子量聚乙烯是作為一種新型的聚乙烯非金屬材料，分子量在100萬以上，英文簡稱UHMWPE，熱變形溫度（0.46MPa）85℃，熔點130～136℃。

超高分子量聚乙烯作為一種熱塑性工程塑料，沖擊耐性、低溫耐性、磨損耐性、化學腐蝕、自身潤滑、吸收沖擊能性能優越 [1]。

超高分子量聚乙烯耐磨性好、使用壽命高，比重遠遠小于鋼材，因此可以廣泛用于儲存或設備包裝的運輸內襯里。目前鋼鐵企業、電力企業、煤礦企業，廣泛的采用了超高分子量聚乙烯制品，例如齒輪、軸承、導軌、滑塊等[2]。

2 冶金設備應用實例

采用UHMWPE材料做內襯可有效解決燒結廠物料儲存和運輸過程中，通形成的結拱堵塞、架橋堵塞等安全問題。

2.1 料斗等散料輸送設備堵塞原因分析

（1）料倉下出料口尺寸狹小、倉體壁傾角小；

（2） 料倉壁上粘結有大量散料；

（3）體積較大、彼此交錯的物料或夾雜有超長異物；

（4）以粉料輸送為主的料倉儲存有含水的散料含且時間較長；

（5）企業所在地溫度低且冬季防寒不力。

2.2 使用UHMW-PE內襯材料具有如下優點

（1） 摩擦系數低、耐磨性高；

（2）不吸水性；

（3）超高分子量聚乙烯襯板表面摩擦系數非常低，可以讓粘結性大、不易自由流動的散裝物料順暢地流動。將超高分子板材切割成合適尺寸，使用機械的方法將襯板固定在鋼鐵、混泥土、沙漿材料和木材上，可以改善原有結構的表面性能。徹底解決了料倉堵料現象，提高了生產效率[3]。

2.3 UHMW-PE內襯在應用實例

（1）氧化鐵礦料斗：

內襯材料：20毫米厚的UHMW-PE板材；

介質：氧化鐵；

顆粒度：80%小于30目 20%細粉小于100目 ；

產量：13000噸/天；

應用結果：使用后，沒發現磨耗、粘結和架橋現象。

（2）燒結廠的礦石貯倉：

內襯材料：20毫米厚的UHMW-PE板材；

介質：礦石；

顆粒度：0-26毫米 ；

水分：4-7%；

應用結果：使用5年后板材磨耗約1毫米，沒有發生粘結或滯留現象。

（3）焦化廠煤倉溜槽：

內襯材料：20毫米厚的UHMW-PE板材；

介質：煙煤；

顆粒度：0-7毫米 0-13毫米 ；

灰份：25% 硫：4%；

產量：600噸/天 ；

應用結果：使用兩年后，沒發現磨耗、粘結、滯留和“架橋”現象。

（4）燒結廠Φ3000×10000混料機。混料機原內襯A3鋼自重5-6噸，粘料重量（粘料厚10～15CM，平均粘料厚度12CM）高達15.6噸，影響燒結生產原料的品質，需定期清理粘料，筒體粘料后重量嚴重超出設計范圍，使電氣設備超負荷，且浪費大量電能；粘料后造成偏重，混料機機械聯接部分振動大、磨損嚴重；設備基礎架松動，嚴重的甚至危及廠房；需月更換1-2套筒體大齒輪，滾圈常裂縫，需停機焊補，且磨損快，達不到2年的大修期，托輪僅使用6個月。自改襯UHMW-PE后，內襯自重僅為2-3噸，筒體受力均勻運轉平穩，平均壽命可延長3年左右。齒輪組、托輪等使用良好，壽命提高2-4倍；混料機提高了成球率，不用清理粘料，提高了電氣設備的可靠性，較A3鋼襯板日節電630度。

（5）圓盤造球機的應用。圓盤造球機內襯用UHMW-PE板，具有極高的耐磨性、極低的吸水率、極低的磨擦系數、優良的自潤滑性、優良的不粘性、對球團造球很有效果提高使用壽命，造球合格率達98%。

3 結論

（1）超高分子量聚乙烯是目前解決粘接、磨損等問題的最佳工程塑料；

（2）我國不斷改進超高分子量聚乙烯的生產工藝，在冶金、機械等行業的使用會更加廣泛。

參考文獻：

[1]張春陽，曹平等.超高分子量聚乙烯耐磨性試驗及應用[J].金屬礦山，2008（07）.

[2]劉廣建.超高分子量聚乙烯[J].化學工業出版社，2001（09）.

[3]張吉太.超高分子量聚乙烯在料倉中的應用[J].選煤技術，1996（01）.

作者簡介：王建華（1982-），男，江西婺源人，主要研究方向：冶金機械。endprint