晶牛牌压延微晶板材的工业应用

晶牛牌压延微晶板材的工业应用作者：刘卫军刘铁贵一直世界各国都在投入大量的人力物力财力来研制低成本的工业防护材料，结果终因成本高或性能差而没有得到广泛的推广，晶牛微晶集团应社会和行业的需求，历经十余年花费数亿元人民币，终于于1999年成功研制出了质优价廉的工业压延微晶板材，又经过近十年的性能提升和市场推广，目前已经广泛应用于钢铁、煤炭、电力、化工等领域，现就该产品的性能特点及应用介绍如下：一、微晶玻璃的定义微晶玻璃（glass-ceramic）又称玻璃陶瓷，是将特定组成的基础玻璃，在加热过程中通过控制晶化而制得的一类含有大量微晶相及玻璃相的多晶固体材料。玻璃是一种非晶态固体，从热力学观点看，它是一种亚稳态，较之晶态具有较高的内能，在一定的条件下，可转变为结晶态。从动力学角度看，玻璃熔体在冷却过程中，粘度的快速增加抑制了晶核的形成和长大，使其难以转变为晶态。微晶玻璃就是人们充分利用玻璃在热力学上的有利条件而获得的新材料。微晶玻璃既不同于陶瓷，又不同于玻璃。微晶玻璃与陶瓷的不同之处是：玻璃微晶化过程中的晶相是从单一均匀玻璃相或已产生相分离的区域，通过成核和晶体生长而产生的致密材料;而陶瓷材料中的晶相，除了通过固相反应出现的重结晶或新晶相以外，大部分是在制备陶瓷时通过组分直接引入的。尽管微晶玻璃的结构、性能及生产方法与玻璃和陶瓷都有一定的区别，但是微晶玻璃既有玻璃的基本性能，又具有陶瓷的多晶特性，集中了玻璃和陶瓷的特点，成为一类独特的新型材料。二、微晶板材的性能机理微晶玻璃具有很多优异的性能，其性能指标往往优于同类玻璃和陶瓷。如热膨胀系数可在很大范围内调整（甚至可以得到零膨胀甚至负膨胀的微晶玻璃）；机械强度高；硬度大，耐磨性能好；具有良好的化学稳定性和热稳定性，能适应恶劣的使用环境；软化温度高，即使在高温环境下也能保持较高的机械强度；电绝缘性能优良，介电损耗小、介电常数稳定；与相同力学性能的金属材料相比，其密度小但质地致密，不透水、不透气等。并且微晶玻璃还可以通过组成的设计来获取特殊的光学、电学、磁学、热学和生物等功能，从而可作为各种技术材料、结构材料或其他特殊材料而获得广泛的应用。微晶玻璃的性能主要取决于微晶相的种类、晶粒尺寸和数量、残余玻璃相的性质和数量。以上诸因素，又取决于原始玻璃的组成及热处理制度。热处理制度不但决定微晶体的尺寸与数量，而且在某些系统中导致主晶相的变化，从而使材料性能发生显著变化。另外，晶核剂的使用是否适当，对玻璃的微晶化也起着关键作用。微晶玻璃的原始组分不同，其主晶相的种类不同，如硅灰石、β-石英、β-锂辉石、佛金云母、尖晶石等。因此通过调整基础玻璃组分和工艺制度，就可以制得各种符合预定性能要求的微晶玻璃。三、晶牛牌压延微晶板材性能1.高耐磨微晶工业板具有优异的耐磨性能,其耐磨程度可低达0.05g/cm2,是普通铸石的2倍(0.09g/cm2)，锰钢的7-8倍，是铸铁的15-20倍。2.耐腐蚀微晶工业板的耐腐蚀性能优于耐酸砖、大理石、花岗岩、普通铸石。它既耐酸又耐碱，特别是酸碱交替的环境下也可使用。3.耐冲击微晶工业板的耐冲击性能可达5.5KJ/M2,是普通铸石的3倍(1.57KJ/M2),远可以满足绝大部分物料输送部位的需要。4.摩擦系数低摩擦系数仅为0.05，越使用表面越光滑，不膨仓、不挂料。5.薄而轻微晶工业板厚度从8至20mm,多数情况下只需使用14mm左右厚度即可满足实际需要,其实际比重只有2.72,仅为钢铁的1/3，故可以相对增加仓体的内部容积、减轻设备及仓体的负重。6.可现场切割微晶工业板可以现场使用手提切割锯方便地切割,便于施工安装。7.绿色环保、无放射污染四、微晶工业板的主要性能指标、成分、规格、重量1.性能指标(参照标准JC514.1-93、GB8488-1997)磨耗量0.05g/cm2耐急冷急热(合格/不合格)38/50块冲击韧性5.5KJ/M2弯曲强度70.5Mpa压缩强度902Mpa耐酸(碱)度:硫酸P:1.84(g/cm3)99.5℅20℅硫酸溶液98.1℅10℅盐酸99.94℅10℅硝酸99.94℅20℅氢氧化钠98.5℅2.部分物理性能导热系数(200Ｃ)1.05W/m﹒0Ｃ热膨胀系数(20-3000Ｃ)70-80×10-7/0Ｃ摩擦系数0.05使用温度板材本身:7000Ｃ,主要取决于粘接材料和粘接方法吸水率03.微晶工业板的主要成分二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化铁等绿色环保4.微晶工业板的规格厚度：8-20mm长×宽：任意长×800mm标准规格：200×300mm5.微晶工业板的比重及重量计算比重为2.72g/cm3,10mm厚重量为27.2kg/m2(27.2×1.0),相应厚度14mm重量为38.08kg/m2(27.2×1.4),往后依此类推五、应用领域微晶工业板主要应用于钢铁、电力、煤炭、化工等行业1、钢铁行业炼铁厂：贮矿槽、称量漏斗等部位烧结厂：成品、半成品料仓、小格拉链等炼钢厂：高位料仓、中位料仓、地下料仓、渣皮沟等焦化厂：洗煤系统的煤仓、受煤坑，贮焦系统的焦仓、溜槽等原料厂：贮料仓及转运点料斗等2、电力行业贮煤仓、卸煤沟、主厂房煤斗、灰库、化水车间地坪等3、煤炭行业井下：贮煤仓；井上：洗（选）煤厂溜槽、刮板机、介质桶等各种设备和贮煤筒仓、装车仓等4、化工行业各种化工地坪、沟、池、槽、罐及设备内衬5、其它行业：建材行业等六、成功案例及使用效果已在国内大型钢铁、煤炭、电力、化工等行业应用此处增加四大行业业绩表及图片七、压延微晶板材的施工(一)基层处理及要求1、钢结构基层（1）钢结构表面应平整，刚度、稳定性、外形尺寸等应符合图纸设计及国家标准规范的相关要求，钢仓底部应加焊托筋。（2）钢结构表面应将油脂、污垢、氧化皮、铁锈和原有涂料、油漆等污物彻底清除。（3）钢结构表面的处理方法，可采用干法喷砂、酸洗处理、机械打磨或手工除锈。表面处理后，用手触摸不能有锈斑、污点。（4）钢结构表面应保持干燥并及时涂刷防护层，间隔时间不宜超过8小时。（5）钢仓内应加焊托筋，其间隔宜为1.2m。2、水泥沙浆层或混凝土基层（1）水泥沙浆层或混凝土基层的坡度、强度、平整度等应符合图纸设计及国家标准规范的相关要求。平整度应用2m直尺检查间隙不应大于5mm。如达不到要求，应补签随高就低协议。（2）基体表面应为毛面，不应有起砂、起壳、裂缝、蜂窝麻面等现象。（3）基层施工前表面应干燥，在深20mm厚度内的含水率不应大于6%。（4）基层表面不应有油污、油漆、涂料等不利于粘接的物质。（5）施工前应将表面浮尘等污物清除干净。（6）为了防止板材下滑，应在基层底部预埋支撑。(二)．粘接材料的种类1．微晶工业板胶泥（1）微晶工业板胶泥的性能指标微晶工业板胶泥密度（g/cm3）2.1—2.3抗压强度（MPa）≥15抗拉强度（MPa）≥20与微晶工业板粘接强度（MPa）≥1.2使用温度（℃）≤200单位面积使用量（kg/m2）＜20（2）微晶工业板胶泥的使用A．微晶工业板胶泥配比为（重量比）液1：粉2.2。B．微晶工业板胶泥施工的环境温度宜为15--30℃，相对湿度不宜大于80%。当施工环境低于10℃时，应采取加热保温措施。C．露天施工应搭建防雨防晒棚。D．微晶工业板胶泥在施工过程中严禁补加粉料和液料，如发现胶泥硬化则应弃去不用。E．在施工完毕后应进行养护，在15--20℃时养护期为20天，在21--30℃时养护期为14天，在30--35℃时养护期为7天。若空气相对湿度≥80%时，应采取通风干燥设施。F．在施工及养护期间，严禁与水或水蒸气接触。G．若有特殊要求，养护后的胶泥在使用前须用特种处理液（40%硫酸）处理4次，每隔4小时处理一次。2．环氧树脂胶泥（1）环氧树脂胶泥的性能指标指标环氧树脂密度（kg/cm3）2.0抗拉强度（MPa）≥9抗压强度（MPa）≥80与微晶工业板粘接强度（MPa）≥1.5收缩率（%）≤0.2使用温度（℃）≤90单位面积使用量（kg/m2）＜6（2）环氧树脂胶泥的使用A．施工温度宜为10--35℃，相对湿度不大于80%，当环境温度低于10℃时，应采取加热保温措施，但不得用明火或蒸汽直接加热。B．在施工及养护期间，应防火、防暴晒。C．用环氧树脂胶泥施工，施工完毕7天后可达到设计强度。3、呋喃树脂胶泥（1）呋喃树脂胶泥的性能指标指标呋喃胶泥密度（kg/cm3）2.0抗拉强度（MPa）≥8抗压强度（MPa）≥70与微晶工业板的粘接强度（MPa）≥1.5收缩率（%）≤0.4使用温度（℃）≤140单位面积使用量（kg/m2）＜14（2）呋喃树脂胶泥的使用A、施工温度宜为10--35℃，相对湿度不大于80%，当环境温度低于10℃时，应采取加热保温措施，但不得用明火或蒸汽直接加热。B、呋喃树脂胶泥不应与水泥砂浆、混凝土基层、钢结构基层直接接触，应设置隔离层（一般采用环氧树脂作隔离层）。C、施工完毕后在10℃以上环境下养护7天方可使用。(三)．微晶工业板的施工1．选用的微晶工业板不能开缝，应符合普板标准。2．施工板材应铺砌平整，相邻板间不应有迎着物料运动方向的凸台，并采用骑缝法铺砌。3．当铺砌到设备转角及边缘处，板材尺寸不够时，应按实际尺寸用石材切割机现场加工。4．施工时，不同基面宜采用不同微晶工业板胶粘剂。5．因基础面不平整，不应用胶找平，应随高就低，防止粘接强度下降。(四)．使用注意事项1．铺砌时，未固化的板材，设备严禁移动、震动、受压。2．未达到养护期强行使用，必须采取加速固化措施。3．使用中严禁背部敲击，以防微晶工业板脱落。4．落料点直接冲击点应采取特殊设计。八、国家禁止使用高分子材料的原因最新修订颁布并于2004年1月1日实施的中华人民共和国国家标准《钢筋混凝土筒仓设计规范（GB50077-2003）》中明确规定：“筒仓设计不应再使用这种材料（高分子类）作内衬”（见129页26行）。综合其原因，主要有如下几点：1.从分子量方面看：“高分子材料只有分子量达到150万～170万时，其较小的耐磨系数、较高的耐磨性能及抗冲击性和化学稳定性才能出现”，且其成本也是居高不下；而国内现在普遍采用河南安阳、山东德州等地生产的所谓“高分子材料”，靠几个人、一台简单的设备、采用“作坊”式的生产方式生产出来的产品，其分子量远远达不到150万～170万，有的甚至可以说就是普通塑料板，“实验表明：在相同贮料条件下，其摩擦系数都低于微晶工业板、普通铸石玻璃及瓷板，用小刀就可以划出裂痕，可见耐磨性并不可靠。”2.从是否容易脱落方面看：高分子类材料特别容易产生脱落现象，原因主要是“高分子类材料的线膨胀系数为2×10-4，是钢材的16倍，混凝土的20倍，在常温若气温变化100C这种材料板就会伸长或缩短2.0mm/m。由于内衬与结构材料变形的不协调，衬板极易大面积脱落”；高分子类材料的安装方式采用螺栓固定，在使用磨损到一定程度，将螺栓帽部分磨损掉之后，材料必然会从基面上脱离。一旦脱落,必然会造成严重堵仓。3．从易燃性方面来看：高分子类材料“是一种可燃物，用普通打火机就可以点燃,在我国很多使用该材料作内衬的筒仓，出现火灾、大面积脱落事故，造成了严重的、不可挽回的经济损失。”注：带“”部分为原文应用《GB50077-2003》。