中國耐磨技術委員會主任、中國鑄造協會耐磨鑄件分會  周平安

　　2012年4月28日，由中國水泥網主辦、安格爾·基業長青第一協辦的 “2012第五屆國際粉磨峰會”在南京隆重召開。中國建材機械工業協會耐磨材料與抗磨技術分會、中國機械工程學會磨損失效與抗磨技術專業委員會名譽主任周平安出席此次峰會，并做了題為《高效新型耐磨材料的應用》的發言。關于高效新型耐磨材料的應用，周平安主要講了耐磨材料與技術在建材水泥工業中的重要性、耐磨材料與技術的最新發展趨勢、幾種高效新型耐磨材料與技術三方面內容。以下為報告全文：

　　一、高效耐磨材料技術在建材水泥工藝里的重要性

　　經過市場統計，我國每年因磨料磨損消耗金屬材料約達300萬噸以上，且其中在水泥、礦山、火力發電、磨球等行業消耗超過200萬噸，各種襯板消耗近30萬噸，冶金和建材消耗占60﹪；另外，軋輥和各種工程機械耐磨配件消耗各占50萬噸。在建材和水泥工業中材料和能源的主要消耗分布在粉磨生料、熟料和煤三個工藝過程中，其中鋼鐵材料消耗占總消耗的50%（磨球、磨段消耗85%、襯板消耗15%）；消耗電能占總電能的65-70%.由這些數據我們不難看出行業節能的余地還是很大的。

　　從發展歷史來看，傳統的建材工業中常用抗磨材料主要有：鎳硬鑄鐵、低鉻鑄鐵、高鉻鑄鐵、高錳鋼和合金鋼。在水泥行業，主要是采用高鉻鑄鐵。這里面主要是鉻系，目前高鉻鑄鐵磨球中含鉻量普遍在12%以上，高的可能在20%-30%。但是全世界鉻資源有限，尤其我國又是一個貧鉻國家，在近十年里，鉻資源被大消耗量，致使高碳鉻鐵價格翻了4-5倍，更重要的是，鉻資源的大量消耗最終必然導致鉻資源消耗殆盡，這對耐磨行業的發展帶來了很大的局限。

　　二、耐磨材料與技術的最新發展趨勢

　　正是因為鉻資源的局限很難突破，所以最近行業的發展呈現出兩大趨勢：一是降低鉻金屬含量，二是提高冶金質量。究竟采取那種措施，要根據具體的情況具體分析。從最近這幾年的情況看來，一些新技術趨勢逐漸表現出來，它們主要是：

　　1、采用最佳熱處理工藝，開發具有強韌性的含碳化物等溫淬火球墨鑄鐵（CADI）。這是耐磨材料行業中的一個新的系統，而且正在應用，并取得了很好的效果。

　　2、采用金屬變質劑提高鋼鐵液體的組織和性能。雖然提高鋼鐵性能有很多方法，但是近十幾年來最有效的也是主攻的方向就是變質劑。

　　3、采用復合鑄件、堆焊強化、雙液澆注、鑲嵌和涂覆等技術。如果采用單個技術提高整體耐磨材料的性能要花很大的力氣，而且其中強度和韌性存在著很大的矛盾，從最近的情況來看，從磨輥和錘頭特別是大型組件采用復合技術是一個很重要的發展方向。

　　4、采用行業合作和電子商務來代替傳統的銷售模式，減少中間渠道，提高效益。這幾年我一直很關注中國水泥備件網的發展，中國水泥備件網的營銷模式可以作為整個行業將來的營銷模式的典范。在這一方面，水泥行業先行了一步，但是像礦山等行業，雖然用戶量很大，卻一直沒有去做。同時對高效節能耐磨材料行業來說，如何適應這個系統，如何按照這種路程前行，我覺得未來我們可以共同努力、共同發展。

　　三、幾種高效新型耐磨材料與技術

　　1、低鉻鑄鐵和高鉻鑄鐵的缺陷

　?。?）低鉻和高鉻鑄鐵磨球的缺點破碎和失園、堵塞隔窗板、磨耗高。在十幾年以前，低鉻產品占據了很大的市場，到了近幾年在水泥行業，都是以高鉻鑄鐵為主。在實際的使用過程中顯現出的很多問題，主要有失園，硬度不夠；堵塞隔窗板，這是水泥行業中最頭疼兩個問題，但是受制于本身因素的制約，問題一直無法得到妥善的解決

　　（2）對球磨機依賴加大，球磨機直徑加大對磨球和襯板的性能要求更高。這個問題在水泥行業還不是很突出，可是對礦山行業來說，近幾年重點的發展方向就是將球磨機的直徑加大。在過去使用的都是數臺相連的系列型球磨機，不過現在第一道工序使用的都是直徑8米~10米的大型球磨機，后面在接一臺球磨機，這也是礦山行業目前的發展方向。至于以后是否將這個技術應用于水泥行業還是個未知數，但對耐磨行業來說，大型球磨機不論對球的質量還是對襯板的質量都提出了更高的要求。這個問題不只是國內，在國際上也受到了廣泛關注。如果可以將這個問題解決，必將是世界性的突破。

　　2、幾種高效新型耐磨材料與技術

　?。?）等溫淬火奧鐵體耐磨鑄球（CADI磨球）。這是我們目前正在研發的，相較于原來的球墨鑄鐵，等溫淬火奧鐵體耐磨鑄球將其中的一部分球墨變為碳化物，所以它的基本組織：奧鐵體+球形石墨+部分碳化物，其中炭化物含量一般在20%~30%，既保持了球墨鑄鐵的韌性，又滿足了硬度的要求。經過測試沖擊韌性在11J以上，體積硬度HRC 57，沖擊疲勞壽命達到12000~15000次。

　　相較于傳統耐磨球它具有很多的優點：CADI磨球不破碎、不失園、不剝落；磨球表面加工硬化能力大，耐磨性好；磨球比重輕，既不影響研磨效果，節省球磨機電能消耗10-20%；提高球磨機產量10-20%左右；降低周圍環境噪音10-12分貝；減少球磨機周邊設備的磨損，提高壽命。

　　另外對水泥行業來說，最重要的問題就是節電，在新型干法水泥生產中，每噸水泥電耗為90-110 kW·h，其電費占總成本的20-30%，其中，粉磨生料、熟料和燃煤的電耗占總電耗65%。其他的比例如：礦山及破碎6%、生料粉磨25%、生料均化4%、熟料燒成20 %、水泥粉磨40 %、包裝運輸5 %。

　　CADI磨球裝機試驗初步結果

　?。?）金屬變質劑在鋼鐵液體中的應用

　　所謂變質劑就是在鋼鐵液體中添加的含一種或多種微量元素、合金或納米粉體等，變質劑基本可分為三大類：

　?、僖愿鞣N合金成分為主體的鋼鐵液體的孕育劑、球化劑或凈化劑；

　　②以各種稀土元素為主體的變質劑；

　　③以分散尺寸極細并有巨大表面能的納米材料為主體的特種添加劑-納米變質劑。

　　各種變質劑所起的基本作用有共同之處，也有明顯差別：納米變質劑則既能增加結晶核心，明顯的細化晶粒和改變基體組織結構，又能在組織中形成均勻分布的硬質點，因此，它常常能同時顯著地提高鋼鐵材料的強度、硬度和韌性。

　　（3）復合鑄件及表面強化和修復技術堆焊，這是需要重點發展的方向，包括：強化和修復；鑲嵌蜂窩陶瓷技術；雙液澆注；耐磨耐火涂料。這些都是表面技術的一個門類，每個門類都有其特點，要根據具體的情況來甄選。以復合錘頭為例，錘柄要求韌性，要求不斷，錘頭要求硬度，這兩點是互相是矛盾的，只有復合鑄件才能滿足其要求。

　?。?）采用行業合作和電子商務來代替傳統的銷售模式

　　目前存在的交易弊端主要是：交易模式傳統；價格不透明；貨款無法及時收付；交易地位不平等；質量無法保證；買賣雙方交易黑幕等。所以我希望可以和中國水泥網開展更加廣泛的合作，獲得更進一步的發展

　　最后希望各水泥企業和礦山企業能夠充分利用高效新型耐磨材料和技術，可以大大提高水泥工業的生產效率和節約生產成本；加強水泥工業和耐磨材料行業之間的合作和交流，發展現代化的電子商務和網絡交易，創造新型的供應和銷售模式，可以大大節省采購成本和提高效益。