Квадратные пластины из оксидно-алюминиевой керамики

Если честно, когда впервые столкнулся с квадратными пластинами из оксидно-алюминиевой керамики, думал — очередной маркетинговый ход. Но после пары лет работы с оборудованием для ГОКа понял: тут всё не так однозначно.

Почему именно квадрат?

Многие до сих пор уверены, что керамические элементы должны быть исключительно цилиндрическими. На деле квадратная конфигурация даёт на 15-20% меньше стыковочных швов при футеровке. Помню, как на одном из объектов в Кемерово инженеры сначала сопротивлялись, пока не увидели результаты износостойкости после 8000 часов работы.

Кстати, о толщине — стандартные 10мм часто берут по привычке, хотя для гидроциклонов с абразивом крупнее 2мм лучше 15мм. Но тут уже смотрим на массу оборудования, чтобы не перегрузить конструкцию.

В прошлом месяце как раз поставляли партию оксидно-алюминиевых керамических пластин для модернизации сепараторов — клиент жаловался, что предыдущие образцы трескались по углам. Оказалось, дело было не в материале, а в неправильной геометрии пазов.

Технологические нюансы производства

Наш технолог как-то сказал: ?Керамика — это не сталь, тут нельзя просто взять и увеличить температуру обжига?. При 1750°C идёт пережог, а ниже 1650°C — недожог. Идеальный диапазон — 1680±10°C, но его ещё поймать нужно.

Особенно сложно с большими форматами 150×150мм — если скорость охлаждения не соблюдать, появляются микротрещины. Как-то пришлось списать целую партию из-за этого, хотя визуально дефект был заметен только под микроскопом.

Сейчас для квадратных керамических пластин используем прессование с последующим изостатическим уплотнением. Старое оборудование такого не давало — отсюда и были проблемы с однородностью структуры.

Практика применения в горном оборудовании

В гидроциклонах квадратные пластины из оксидно-алюминиевой керамики показывают себя лучше, чем гексагональные. Меньше ?мёртвых зон? в угловых стыках. Но тут важно качество монтажа — если клей наносить неравномерно, вся эффективность сводится к нулю.

На одном из золотодобывающих предприятий пробовали комбинировать квадратные элементы с полиуретановыми вставками. Идея в теории хорошая, но на практике разница в коэффициенте теплового расширения дала о себе знать через три месяца работы.

Сейчас в ООО Шаньси Хуачжань Технолоджи износостойких материалов отработали технологию установки с компенсационными зазорами — подробности есть на https://www.hzwear.ru в разделе по футеровочным решениям. Там же можно посмотреть сравнительные тесты износостойкости.

Ошибки, которых можно было избежать

Самая распространённая ошибка — пытаться экономить на толщине. Видел случаи, когда заказчики требовали 8мм вместо 10мм ?для снижения веса?. В итоге через полгода всё равно переделывали с нормальными параметрами.

Ещё момент — подготовка поверхности. Кажется, мелочь, но если не протравить металл перед монтажом, адгезия падает на 40%. Проверено на горьком опыте при ремонте центробежных труб на обогатительной фабрике.

Кстати, о центробежных трубах — там квадратная конфигурация оказалась нежизнеспособной. Пришлось признать, что для некоторых применений цилиндрические элементы всё-таки лучше. Нельзя же одну технологию везде применять.

Перспективы и ограничения материала

Сейчас экспериментируем с добавлением циркония — пытаемся повысить ударную вязкость без потери износостойкости. Пока результаты нестабильные, но отдельные образцы показывают прирост на 15-20%.

Основное ограничение — хрупкость при точечных нагрузках. Для молотковых дробилок, например, оксидно-алюминиевая керамика не подходит категорически. А вот для шнековых транспортеров — идеально.

Интересно, что температурный диапазон работы часто недооценивают. При постоянных циклах нагрева-охлаждения выше 300°C нужно уже думать о других решениях — керамика хоть и термостойкая, но термические напряжения её разрушают.

Что в сухом остатке?

За пять лет работы с квадратными пластинами из оксидно-алюминиевой керамики понял главное: это не универсальное решение, а инструмент, который нужно грамотно применять. Там, где оно подходит — экономия на обслуживании достигает 60%, там, где нет — только дополнительные расходы.

Сейчас в ООО Шаньси Хуачжань Технолоджи износостойких материалов накопили достаточную статистику по разным применениям — от футеровки мельниц до защиты дозирующих устройств. И продолжаем тестировать новые конфигурации, потому что идеальных решений в нашем деле не бывает.

Кстати, недавно пришло осознание, что для абразивов с высоким содержанием кварца нужна особая геометрия ребра жёсткости. Казалось бы, мелочь, а на ресурсе сказывается значительно. Но это уже тема для отдельного разговора.