Wie wählt man ZTA-Keramikfliesen für Anwendungen mit hoher Belastung aus? Aluminiumoxid vs. ZTA

1. Warum ist die Auswahl der richtigen Keramikfliese schwierig?

Auf den ersten Blick sehen viele Keramikfliesen ähnlich aus. Sie sind normalerweise weiß oder hell, in rechteckiger, quadratischer, sechseckiger oder kundenspezifischer Form erhältlich und können an Rutschen, Trichtern, Rohren, Zyklonen, Behältern, Förderbändern und anderen Verarbeitungsgeräten installiert werden.

Das Aussehen sagt jedoch nicht aus, wie sich das Material unter tatsächlichen Betriebsbedingungen verhält.

Eine Auskleidung kann aus folgenden Gründen versagen:

Kontinuierlicher Gleitabrieb

Wiederholter Aufprall großer Partikel

Hohe Materialfallhöhe

Kantenabplatzer

Rissbildung durch mechanische Erschütterung

Ätzende Gülle oder Chemikalien

Falsche Fliesenstärke

Schlechte Verklebung oder mechanische Installation

Übermäßige Spannungskonzentration an Ecken und Fugen

Beispielsweise kann es bei einer Keramikauskleidung in einem Pulverförderrohr mit geringer Belastung hauptsächlich zu Gleitabrieb kommen. Eine andere Auskleidung, die direkt unter der Austragsstelle eines Brechers installiert wird, kann sowohl starkem Abrieb als auch wiederholten Stößen ausgesetzt sein.

Bei diesen beiden Anwendungen sollte nicht automatisch die gleiche Keramiksorte zum Einsatz kommen.

Aus diesem Grund kann die Auswahl einer verschleißfesten Keramikfliese nur aufgrund des Aluminiumoxidgehalts oder der Härte zu einer unvollständigen Entscheidung führen.

2. Aluminiumoxidkeramik vs. ZTA: Was ist der Unterschied?

Keramik mit hohem Aluminiumoxidgehalt wird häufig für den industriellen Verschleißschutz verwendet, da Aluminiumoxid eine hohe Härte, gute Abriebfestigkeit, chemische Stabilität und relativ attraktive Kosten bietet.

Es wird häufig verwendet in:

Rutschen

Hopper

Übergabepunkte für Förderbänder

Rohre und Bögen

Zyklone

Mülleimer

Feeder

Mahl- und Klassifizierungsgeräte

Für viele Schleifanwendungen ist Aluminiumoxidkeramik eine effiziente und wirtschaftliche Wahl.

Wenn jedoch Stöße zu einem wesentlichen Teil des Verschleißmechanismus werden, wird die Bruchfestigkeit immer wichtiger.

ZTA begegnet dieser Herausforderung durch die Kombination von Aluminiumoxid mit Zirkonoxid. Die Zirkonoxidphase trägt zu einer verbesserten Zähigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Rissausbreitung bei, während die Aluminiumoxidmatrix eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit beibehält. Untersuchungen an mit Zirkonoxid gehärtetem Aluminiumoxid haben gezeigt, dass der Zirkonoxidgehalt und die Mikrostruktur den Abrieb und die mechanische Leistung erheblich beeinflussen können.

In der Praxis:

Der wichtige Punkt ist nicht, dass ZTA Aluminiumoxid in jeder Anwendung ersetzt.

Stattdessen,ZTA wird attraktiver, wenn Abrieb und Schlag gleichzeitig auftreten.

3. Wann sollten Sie ZTA-Keramikfliesen in Betracht ziehen?

Eine einfache Möglichkeit, eine Anwendung zu bewerten, besteht darin, fünf Betriebsfaktoren zu betrachten.

A. Partikelgröße

Feines Pulver erzeugt in der Regel ein anderes Verschleißverhalten als große Erz- oder Kohleklumpen.

Große Partikel tragen mehr Aufprallenergie, insbesondere wenn sie aus großer Höhe fallen, bevor sie die Auskleidung berühren.

Wenn Ihre Ausrüstung grobe, harte Materialien verarbeitet, ist ZTA möglicherweise eine Überlegung wert.

B. Fallhöhe

Ein Material, das senkrecht auf eine Auskleidung fällt, kann eine deutlich höhere Stoßbelastung erzeugen als Material, das entlang einer Oberfläche gleitet.

Zu den typischen Bereichen, die Aufmerksamkeit erfordern, gehören:

Auswurfbereiche für Rutschen

Übergabepunkte

Trichterböden

Futterrutschen

Brecheraustragsbereiche

Ladepunkte

An diesen Stellen ist oft mehr als nur Abriebfestigkeit erforderlich.

C. Materialhärte

Quarz, Eisenerz, Klinker, Kohle und andere mineralische Materialien können zu aggressiven Verschleißbedingungen führen.

Je härter das Fördergut ist, desto wichtiger wird die Verschleißfestigkeit der Auskleidung.

D. Aufprallhäufigkeit

Ein einzelner gelegentlicher Aufprall unterscheidet sich von Tausenden oder Millionen wiederholten Aufprallen während der kontinuierlichen Produktion.

Bei Dauerbetriebsgeräten können wiederholte Stöße nach und nach zu Rissen, Kantenschäden und Fliesenversagen führen.

E. Wartungskosten

Der niedrigste Anschaffungspreis stellt nicht immer die niedrigsten Gesamtbetriebskosten dar.

Wenn eine Auskleidung häufig ausgetauscht werden muss, können Produktionsausfälle, Arbeitsaufwand, Transport und Installation schnell die anfängliche Materialkostendifferenz übersteigen.

Für Hochdurchsatzanlagen lautet die richtige Frage daher:

Wie hoch sind die geringsten Gesamtkosten für den Verschleißschutz über den Betriebszeitraum?

4. Warum kann ZTA in Bereichen mit hoher Belastung nützlich sein?

Der Hauptvorteil von ZTA ist seine Kombination aus Härte und verbesserter Zähigkeit.

Aluminiumoxid sorgt für die harte Oberfläche, die nötig ist, um abrasiven Partikeln standzuhalten. Zirkonoxid führt einen Zähigkeitsmechanismus ein, der dazu beitragen kann, die Rissausbreitung zu verhindern. Dies macht das Material besonders für Anwendungen interessant, bei denen herkömmlicher spröder Keramikschutz erheblichen mechanischen Einwirkungen ausgesetzt sein kann.

Dies gilt insbesondere für industrielle Verschleißauskleidungen.

ZTA-Auskleidungssysteme werden beispielsweise für folgende Anwendungen eingesetzt:

Bergbau:Erzrutschen, Trichter, Übergabepunkte, Förderbänder und Verarbeitungsgeräte.

Zement:Rohmaterialhandhabungssysteme, Übergaberutschen, Trichter und Bereiche mit hohem Verschleiß.

Stromerzeugung:Kohlehandhabungs- und Aschehandhabungsausrüstung.

Stahl und Metallurgie:Materialtransfersysteme und Schleifmittelverarbeitungsgeräte.

Mineralverarbeitung:Rohrleitungen, Rutschen, Klassifizierungs- und Förderanlagen.

Das Ziel besteht nicht nur darin, die Oberfläche härter zu machen. Ziel ist es, eine Keramik auszuwählen, die der tatsächlichen Kombination aus Abrieb, Schlag und mechanischer Beanspruchung standhält.

5. Welche Spezifikationen sollten Käufer vergleichen?

Beim Kauf von ZTA-Keramikfliesen reicht es nicht aus, nur auf den Materialnamen zu achten.

Eine professionelle Ausschreibung sollte idealerweise Folgendes umfassen:

Chemische Zusammensetzung

Fragen Sie nach dem ungefähren Al₂O₃- und ZrO₂-Gehalt.

Verschiedene ZTA-Formulierungen können deutlich unterschiedliche Leistungsmerkmale aufweisen.

Dichte

Die Dichte kann bei der Identifizierung der Materialqualität hilfreich sein und ist hilfreich bei der Berechnung des Gesamtgewichts großer Auskleidungsprojekte.

In der ZTA-Verschleißauskleidungsspezifikation von Titan ist beispielsweise eine Schüttdichte von angegebenGrößer oder gleich 4,1 g/cm³.

Härte

Die Härte ist wichtig für die Widerstandsfähigkeit gegen abrasiven Schnitt- und Gleitverschleiß.

Spezifikationslisten für BMZTA ZTA-Verschleißauskleidungen von TitanHRA größer oder gleich 90.

Biegefestigkeit

Die Biegefestigkeit liefert nützliche Informationen über die mechanische Festigkeit und ist besonders relevant, wenn Fliesen Stößen oder Installationsbelastungen ausgesetzt sind.

Bruchzähigkeit

Bei Anwendungen mit hoher Belastung sollte die Bruchzähigkeit nicht außer Acht gelassen werden.

Es hilft Käufern, den Widerstand des Materials gegen Rissausbreitung zu verstehen und ist besonders nützlich, wenn ZTA mit herkömmlicher Aluminiumoxidkeramik verglichen wird.

Verschleißtestdaten

Fordern Sie nach Möglichkeit ein standardisiertes Verschleißtestergebnis an, anstatt sich nur auf Marketingbeschreibungen zu verlassen.

Bei einem guten technischen Vergleich sollten die tatsächliche Testmethode, das Schleifmaterial, die Belastung, die Testzeit und das gemeldete Verschleißvolumen berücksichtigt werden.

6. Wählen Sie eine Fliesensorte nicht nur basierend auf der Härte aus

Dies ist einer der häufigsten Fehler beim Kauf von Keramik-Verschleißauskleidungen.

Eine höhere Härte bedeutet nicht automatisch eine bessere Leistung bei jeder Anwendung.

Stellen Sie sich zwei Betriebsbedingungen vor.

Anwendung A:Feines Pulver gleitet kontinuierlich durch ein gerades Rohr.

Anwendung B:Immer wieder fallen große Stücke harten Erzes auf eine Schurrenauskleidung.

Die vorherrschenden Fehlermechanismen sind unterschiedlich.

Bei Anwendung A können Abriebfestigkeit, Oberflächenbeschaffenheit, Installationsmethode und Fliesengeometrie im Vordergrund stehen.

Anwendung B erfordert möglicherweise eine Kombination aus Abriebfestigkeit, Schlagfestigkeit, Bruchzähigkeit, Fliesendicke und sicherer Installation.

Daher sollte die beste Keramiksorte entsprechend ausgewählt werdenVerschleißmechanismus, keine einzige Labornummer.

7. Wie sollten Käufer ZTA-Keramikfliesen in einer Angebotsanfrage angeben?

Eine klare Ausschreibung kann Angebotsfehler erheblich reduzieren.

Anstatt nur zu schreiben:

ZTA-Keramikfliese

Geben Sie so viele der folgenden Informationen wie möglich an:

Gerätename

Anwendungsbereich

Fliesenmaße

Dicke

Menge

Material behandelt

Maximale Partikelgröße

Materialtemperatur

Ungefähre Fallhöhe

Aufprallzustand

Abnutzungszustand

Installationsmethode

Vorhandenes Linermaterial

Erforderliche Lebensdauer

Zeichnung, falls vorhanden

Wenn die Form individuell ist, stellen Sie eine Zeichnung mit Toleranzen bereit.

Für gebogene Rohre oder komplexe Geräte benötigt der Lieferant möglicherweise auch Rohrdurchmesser, Radius, Fliesenanordnung und Installationsbereich.

Diese Informationen ermöglichen es dem Hersteller, eine geeignete Qualität und Dicke zu empfehlen, anstatt einfach nur eine generische Keramikfliese zu liefern.

8. Die ZTA-Keramikfliesenlösung von Titan

Titan Industrial Ceramics stellt mit Zirkonoxid gehärtete Aluminiumoxidkeramikprodukte für anspruchsvolle Verschleißschutzanwendungen her.

Unsere ZTA-Produkte basieren auf der Kombination vonAbriebfestigkeit, Härte, Festigkeit und verbesserte ZähigkeitDadurch eignen sie sich für Anwendungen, bei denen sowohl Verschleiß als auch Stöße berücksichtigt werden müssen.

Unsere Standardspezifikation für ZTA-Verschleißauskleidung umfasst:

Al₂O₃: größer oder gleich 75 %

ZrO₂: Größer oder gleich 21 %

Schüttdichte: Größer oder gleich 4,1 g/cm³

Druckfestigkeit: Größer oder gleich 2000 MPa

Biegefestigkeit: Größer oder gleich 400 MPa

Rockwell-Härte: Größer oder gleich 90 HRA

Bruchzähigkeit: Größer oder gleich 4,5 MPa·m¹/²

Verschleißverlust: Kleiner oder gleich 0,05 cm³

Die tatsächlichen Spezifikationen können entsprechend der Anwendung und den Projektanforderungen besprochen werden.

Für Kunden, die eine individuelle Lösung suchen, können wir auch mit Zeichnungen und erforderlichen Maßen arbeiten.

Unsere Produktpalette umfasst ZTA-Keramikfliesen, Verschleißauskleidungen, Auskleidungsplatten und maßgeschneiderte Keramikkomponenten.

Weitere Informationen finden Sie in unserem ZTA-Keramikfliesenliner.

Für Anwendungen mit stärkeren Stoßbedingungen kann unsere schlagfeste ZTA-Auskleidungsplatte entsprechend den Betriebsbedingungen bewertet werden.

9. Wie wählt man zwischen Aluminiumoxid und ZTA?

Ein praktischer Auswahlprozess lässt sich wie folgt zusammenfassen:

Wählen Sie Keramik mit hohem Aluminiumoxidgehalt, wenn:

Abrasion ist der dominierende Verschleißmechanismus

Die Auswirkungen sind relativ begrenzt

Das verarbeitete Material ist relativ fein

Kosteneffizienz ist ein wichtiger Aspekt

Standard-Verschleißschutz ist ausreichend

Ziehen Sie ZTA in Betracht, wenn:

Es kommt zu starkem Abrieb und Stößen

Große Partikel treffen auf die Auskleidung

Die Fallhöhe des Materials ist erheblich

Bei herkömmlichen Keramikfliesen kommt es zu Absplitterungen oder Rissen

Geräteausfälle sind teuer

Eine längere Lebensdauer der Auskleidung ist erforderlich

Die endgültige Entscheidung sollte immer auf den tatsächlichen Betriebsbedingungen und nicht nur auf der Materialbezeichnung basieren.

10. Die richtige Keramik ist auf den Verschleißmechanismus abgestimmt

Es gibt keine universelle Keramikfliese, die für jede industrielle Anwendung ideal ist.

Aluminiumoxid bleibt für viele Verschleißschutzanwendungen eine bewährte und kostengünstige Wahl. ZTA wird besonders wertvoll, wenn die Anwendung eine stärkere Kombination aus Verschleißfestigkeit und Schlagfestigkeit erfordert.

Für Einkaufsteams, Ingenieure und Händler besteht der nützlichste Ansatz darin, Folgendes zu bewerten:

Abrieb + Schlag + Partikelgröße + Fallhöhe + Temperatur + chemische Umgebung + Installationsmethode + Wartungskosten.

Sobald diese Faktoren verstanden sind, wird die Auswahl der geeigneten Keramikauskleidung viel einfacher.

Wenn Sie Sourcing betreibenZTA-Keramikfliesen für Bergbau, Zement, Energie, Stahl, Mineralverarbeitung oder andere abrasive Anwendungen, senden Sie uns Ihre Gerätezeichnung, Fliesenabmessungen, Menge und Betriebsbedingungen.

Titan Industrial Ceramics kann Ihnen bei der Bewertung der geeigneten ZTA-Sorte, Abmessungen, Dicke und Installationskonfiguration für Ihr Projekt helfen.

Kontaktieren Sie Titan Industrial Ceramics für eine technische Empfehlung und ein Angebot.