بالنسبة لخطوط معالجة المعادن، يؤثر تآكل بطانة قناة التغذية بشكل مباشر على وقت التشغيل والإنتاج. ولعقود من الزمن، كانت بطانات السيراميك المصنوعة من الألومينا هي الحل القياسي لمعالجة المواد الكاشطة.
بطانات قنوات من كربيد السيليكون تحلّ البطانات المصنوعة من كربيد السيليكون محلّها بسرعة في عمليات التعدين والمعالجة ذات الطلب العالي. ستوضح لك هذه المقالة السبب، مما يساعدك على تقييم مدى ملاءمة بطانات كربيد السيليكون لعملياتك.
دور بطانات المزالق في معالجة المعادن
تعتبر المزالق هي جوهر دائرة مناولة المواد. فهي تنقل الخامات والطين والمخلفات بين مراحل المعالجة، وتحمي الفولاذ من التآكل.
لماذا تُعدّ البطانات الداخلية مهمة لعمليتك؟
كل طن من الخام الكاشط الذي ينزلق عبر قناة التفريغ يزيل تدريجياً مادة من السطح الداخلي. وبدون حماية، يمكن أن تتآكل قنوات التفريغ الفولاذية في غضون أشهر أو حتى أسابيع.
تعمل البطانات الواقية كحاجز لإطالة عمر المعدات والحفاظ على تدفق ثابت ومنتظم. وعندما تتلف هذه البطانات بشكل غير متساوٍ، فإنها تُسبب اختناقات في التدفق، وتزيد من الانسكابات، وترفع من عبء أعمال الصيانة.[3]
كيف اكتسبت الألومينا شعبية واسعة؟
بفضل صلابتها التي تبلغ حوالي 9 على مقياس موس ومقاومتها الجيدة للتآكل الانزلاقي، تُعدّ بلاطات الألومينا 92-95% خيارًا أفضل بكثير من البطانات الفولاذية والمطاطية. فهي تقاوم التآكل المتوسط وتتحمل درجات حرارة تصل إلى 1400 درجة مئوية بسعر تنافسي.
بالنسبة للعديد من التطبيقات الخفيفة إلى المتوسطة، لا يزال الألومينا يقدم أداءً مقبولاً.
بطانة قناة تغذية الألومينا في التطبيقات الصناعيةمحددات بطانات قنوات الألومينا
على الرغم من أن الألومينا تعمل بكفاءة في الظروف المعتدلة، إلا أنها لا تفي بالغرض في عمليات معالجة المعادن الحديثة ذات الإنتاجية العالية. وتدفع القيود الرئيسية الثلاثة التالية المشغلين إلى البحث عن بدائل.
الفشل الهش تحت تأثير الأحمال عالية التأثير
الألومينا مادة صلبة ولكنها هشة أيضاً. فهي لا تستطيع امتصاص طاقة الصدمات من خلال التشوه اللدن كما تفعل المعادن.
عندما تسقط خامات خشنة من ارتفاعات شاهقة، أو عندما تصطدم كتل كبيرة بجدار المنزلق، تتشقق بطانات الألومينا أو تتكسر أو تتحطم. وتُحدث البلاطات المكسورة حوافًا حادة تُسرّع من تآكل الأجزاء المجاورة، بل وقد تُسبب انسدادات.
في مناطق التأثير مثل قنوات التغذية، غالباً ما تتطلب بطانات الألومينا استبدالاً في غضون 6-12 شهراً.
التآكل في تيارات الخام شديدة الكشط
لا يُجدي استخدام الألومينا إلا مع المعادن اللينة إلى متوسطة الصلابة، مثل الفحم والحجر الجيري وبعض خامات المعادن الأساسية. أما عند معالجة الخامات الغنية بالكوارتز أو الصخور الصلبة أو مخلفات التعدين الغنية بالسيليكا، فإن الألومينا تتآكل بمعدل أسرع بكثير.
تُظهر البيانات الميدانية أن بطانات الألومينا يمكن أن تفقد 2 مم أو أكثر من سمكها بعد 18 شهرًا من التشغيل المستمر في دوائر الطين العدوانية.[2] مع تآكل سطح البطانة، تنخفض كفاءة الفصل.
التآكل في المواد الكيميائية العدوانية
تستخدم العديد من دوائر معالجة المعادن مواد كيميائية حمضية أو قلوية للتعويم والترشيح والتحكم في درجة الحموضة. يتحلل الألومينا في الأحماض القوية والقلويات القوية والمحاليل الساخنة المسببة للتآكل. في الدوائر التي تحتوي على مياه ذات خصائص كيميائية مسببة للتآكل أو تيارات معالجة ذات درجات حرارة عالية، تتعرض بطانات الألومينا للتلف المبكر.
لماذا يتفوق كربيد السيليكون على الألومينا في بطانات المزالق؟?
كربيد السيليكون هو سيراميك تقني عالي الأداء. خصائصه المادية الفريدة تعالج كل نقاط الضعف الرئيسية للألومينا، مما يجعله مثالياً لتطبيقات تبطين المزالق الصعبة.
صلابة فائقة ومقاومة للتآكل
تصل صلابة كربيد السيليكون إلى قيم صلابة فيكرز تتراوح بين 2000 و2800 HV، أي أنها أصلب من الألومينا عالية النقاء. وتؤدي هذه الصلابة الفائقة إلى معدلات تآكل أبطأ.
أظهرت الاختبارات المستقلة بطانات كربيد السيليكون يتآكل بمعدل أبطأ من الألومينا بمقدار 5-10 مرات في ظل ظروف الملاط الكاشط المتطابقة.[1] هذا يعني أن البطانة التي تتآكل بمقدار 2 مم من الألومينا قد تفقد 0.2 مم فقط من كربيد السيليكون خلال نفس الفترة. وبالتالي، تحافظ قناة التدفق على خصائصها الأصلية لفترة أطول بكثير.
طوب مقاوم للتآكل من كربيد السيليكون لبطانات المزالقمقاومة أفضل للصدمات ومتانة أكبر
تتميز كربيد السيليكون بمقاومة عالية للكسر وقوة انحناء فائقة. وبفضل قوة انحناء تصل إلى 700 ميجا باسكال، تستطيع بطانات كربيد السيليكون امتصاص طاقة الصدمة الناتجة عن سقوط الخام دون أن تتشقق.
يمكن لمادة البطانة تحمل الصدمات الناتجة عن الجسيمات الخشنة (أكبر من 5 مم). في مثل هذه الظروف، قد يتسبب ذلك في تحطم بلاطات الألومينا.[1]
يحدث تلف بطانات كربيد السيليكون نتيجة التآكل التدريجي وليس التلف المفاجئ. يمكنك التخطيط للصيانة دون التعامل مع الأعطال غير المتوقعة.
مقاومة ممتازة للتآكل
يتميز كربيد السيليكون بمقاومته للأحماض والقلويات والأملاح المنصهرة القوية، والتي قد تتسبب في تآكل بطانات الألومينا تدريجيًا. ويمكن لبطانات كربيد السيليكون أن تحافظ على قوتها لسنوات في دوائر الترشيح الحمضية، أو دوائر التعويم القلوية، أو مرافق معالجة مخلفات التعدين المسببة للتآكل.
تبديد الحرارة بكفاءة
يعمل كربيد السيليكون بشكل موثوق في درجات حرارة تصل إلى 1600 درجة مئوية، وهو أعلى بكثير من الحد النموذجي للألومينا الذي يتراوح بين 1300 و1500 درجة مئوية.
والأهم من ذلك، أن كربيد السيليكون يوصل الحرارة ويشتتها بسرعة وبشكل متساوٍ أكثر من الألومينا. وهذا يقلل من الإجهاد الحراري أثناء تقلبات درجات الحرارة.
إذا كانت قناة التغذية الخاصة بك تتعامل مع تيارات معالجة ساخنة، أو تتعرض لتغيرات سريعة في درجة الحرارة، فإن بطانات كربيد السيليكون أفضل بكثير من بطانات الألومينا.
مزايا كفاءة التدفق
يتميز كربيد السيليكون بمقاومة عالية للتآكل، مما يسمح باستخدام بطانة أرق دون التأثير على عمر الخدمة. فعلى سبيل المثال، قد تدوم بطانة من كربيد السيليكون بسماكة 10 مم لفترة أطول من بطانة من الألومينا بسماكة 20 مم في نفس التطبيق.
في الوقت نفسه، تعني البطانات الرقيقة مساحة مقطع عرضي داخلية أكبر لتدفق المواد، مما يقلل من الحمل على هيكل المنزلق. كما أن أسطح كربيد السيليكون الملساء والكثيفة تقلل الاحتكاك وتساعد على منع انسداد المواد.
انخفاض التكلفة الإجمالية للاستخدام طويل الأمد
قد تتوقع أداءً أفضل مقابل سعر أعلى بكثير. وبالتأكيد، فإن بطانات كربيد السيليكون أغلى ثمناً من بطانات الألومينا.
مع ذلك، يدوم كربيد السيليكون من 5 إلى 10 أضعاف المدة. وبالتالي، فإن تكلفة التشغيل لكل ساعة أقل بكثير.
على سبيل المثال، قد تحتاج إلى استبدال بطانات الألومينا من 4 إلى 6 مرات خلال خمس سنوات. بينما تبقى مجموعة واحدة من بطانات كربيد السيليكون قيد الاستخدام. وبهذه الطريقة، تقلل هذه البطانات من خطر الأعطال المفاجئة التي قد توقف دوائر المعالجة بأكملها. ولا يقتصر ثمن كل عملية استبدال على قطع الغيار فحسب، بل يشمل أيضًا تكاليف العمالة، ووقت تشغيل الرافعات، وخسائر الإنتاج.
العمليات التي تتحول من استخدام بطانات قنوات الألومينا إلى بطانات قنوات كربيد السيليكون 30-50% انخفاض تكاليف الصيانة السنوية لأنظمة مناولة المواد الخاصة بهم.
متى يتم اختيار بطانات قنوات السيليكون كاربايد؟
بالنظر إلى الأداء المتميز لكربيد السيليكون، هل ينبغي استخدام كربيد السيليكون في جميع قنوات السد؟ في الواقع، ليس كربيد السيليكون دائمًا الخيار الأكثر اقتصادية لكل قناة.
يمكنك ملاحظة أكبر الفوائد التي توفرها بطانات كربيد السيليكون عندما... معالجة الخامات الصلبة والكاشطة, مثل خام الحديد والنحاس والذهب والكوارتز. قنوات نقل الطين عالية السرعة، ونقاط نقل ذات ارتفاعات سقوط عالية، ومناطق اصطدام. وهم أيضاً مرشحون رئيسيون.[4]
إذا كانت عملياتك تستبدل حاليًا بطانات الألومينا أكثر من مرة في السنة، فإن التحول إلى كربيد السيليكون يمكن أن يقلل تقريبًا من التكلفة الإجمالية.
بالنسبة للمزالق الخفيفة التي تتعامل مع المواد اللينة ذات التأثير المنخفض، قد يوفر الألومينا أداءً كافياً بتكلفة أولية أقل.
الاتحاد الإنجليزي لكرة القدمQs
كم تدوم بطانات قنوات السيليكون كاربايد مقارنةً بالألومينا؟
في معظم تطبيقات معالجة المعادن، تدوم بطانات كربيد السيليكون من 5 إلى 10 أضعاف عمر بطانات الألومينا المكافئة. وتحت تأثير الاحتكاك الشديد والصدمات، تتسع الفجوة أكثر.
هل توجد درجات مختلفة من كربيد السيليكون لتطبيقات تبطين القنوات؟
نعم. الأنواع الرئيسية الثلاثة هي SiC المرتبط بالتفاعل (فعال من حيث التكلفة، متانة جيدة)، SiC المتلبد (نقاء أعلى، أفضل مقاومة للتآكل)، و SiC المرتبط بالنيتريد (مقاومة محسنة للصدمات الحرارية).
هل تتطلب بطانات كربيد السيليكون صيانة خاصة؟
لا حاجة إلى صيانة خاصة بخلاف عمليات الفحص البصري الدورية. ينبغي فحص وجود أي أضرار ناتجة عن الصدمات بعد حدوث اضطرابات كبيرة في العمليات، والتحقق من سلامة رابطة المادة اللاصقة.
هل يمكن لبطانات كربيد السيليكون التعامل مع كل من الطين الرطب والخام الجاف؟
بالتأكيد. تتحسن مقاومة التآكل لـ SiC في البيئات الرطبة بسبب تكوين طبقة رقيقة من هلام السيليكا المزلق.
ما هو سمك بطانة كربيد السيليكون التي أحتاجها لمنزلقي؟
يتراوح سمك بطانة قنوات السيليكون كاربايد عادةً بين 8 مم و25 مم. وتُستخدم أقسام أكثر سمكًا في المناطق المعرضة للصدمات العالية وقنوات النقل الرئيسية. أما الأقسام ذات الجدران المستقيمة والمناطق ذات الاحتكاك المنخفض، فيمكن استخدام بطانات أرق.
هل يُعدّ فرق الوزن بين كربيد السيليكون والألومينا كبيرًا؟
إضافةً إلى إمكانية استخدام مقاطع من كربيد السيليكون أرق، فإن الوزن الإجمالي لكل وحدة مساحة من المجرى عادةً ما يكون أقل بمقدار 30-40 طنًا مقارنةً بالألومينا. وهذا يقلل الحمل ويجعل المناولة والتركيب أسهل.
خاتمة
تُمثل بطانات قنوات كربيد السيليكون خيارًا أفضل بكثير من بطانات الألومينا في تطبيقات معالجة المعادن الصعبة. إذا كانت عملياتكم تتطلب استبدال بطانات الألومينا بشكل متكرر، أو أعطالًا غير متوقعة في القنوات، أو تكاليف صيانة مرتفعة، فإن بطانات كربيد السيليكون تستحق دراسة جادة.
نيو ثينك مواد جديدة هي شركة تصنيع وتوريد محترفة للمنتجات الصناعية منتجات كربيد السيليكون. اتصل بنا للحصول على بطانات قنوات SiC عالية الجودة ومخصصة لصناعة التعدين القاسية.
شكراً لقراءتكم. نأمل أن يكون هذا المقال مفيداً.
Arabic 
English 
Spanish 
Portuguese 
German 
