高炉 PCI 石炭注入パイ​​プライン用のセラミックライニング構造を設計するにはどうすればよいですか?

高炉の微粉炭噴射（PCI）システムでは、通常の製錬ワークフローにおいて、一貫したトラブルのない材料輸送が求められます。パイプライン内では、石炭の細かい粒子が高い流速で移動し、長い運転時間にわたって内壁に衝突し続けます。微粉炭は硬い鉱石に比べて柔らかいと感じられますが、長時間の空気輸送によりパイプの部品が徐々に摩耗していきます。流れの方向が変わるパイプの曲がり部分が最も大きなダメージを受けます。

プラントのオペレータは、次のような実際的な頭痛の種に遭遇することがよくあります。

· エルボ部分の重大な材料浸食

· 局所的なパイプセグメントの漸進的な薄肉化

· 予期せぬパイプラインの漏洩により予期せぬダウンタイムが発生する

· ひどく摩耗したパイプセクションの部品を頻繁に交換する

これらの問題点に対処するために、耐摩耗性セラミックライニングが PCI パイプライン内の高摩耗ゾーンの保護オプションの主流になっています。ただし、セラミックタイルをパイプの内部に取り付けるだけでは、期待される耐用年数は得られません。エンジニアは、搬送回路全体に沿った実際の摩耗パターンに基づいてライニングのレイアウトを調整する必要があります。

高炉 PCI パイプラインではどのようなトリガーが摩耗しますか?

パイプの損傷が空気の流れ自体によって発生することはほとんどありません。本当の原動力は、気流内で運ばれる固体石炭粒子にあります。高い搬送速度で動作している場合:

· 固体粒子がパイプの内側表面に繰り返し衝突する

· 微細な石炭粒子は持続的な滑り摩耗を引き起こします。

· 流れの向きの変更により、集中した浸食スポットが作成されます。

摩耗の程度は、石炭の粒子サイズ、実際の搬送速度、システムの作動圧力、流れの安定性、パイプの幾何学的レイアウトなどの複数のフィールド変数によって制御されます。作業条件はパイプセグメントごとに異なるため、画一的なライニングソリューションは PCI ネットワーク全体で適切に機能することはできません。 

石炭注入パイ​​プラインで注目に値する高摩耗ゾーン

摩耗損傷はパイプ全長に均等に広がりません。いくつかの典型的な位置に焦点を当てています。

1. パイプのエルボとベンド

エルボ ユニットは、最も頻繁に故障が発生する場所として際立っています。微粉炭が方向を変えると、粒子は慣性の下で前進を続け、曲がりの外側の円弧に衝突します。この集中的な衝撃により、エルボは直管よりもはるかに早く劣化します。

2. レデューサーと直径変換ジョイント

パイプのサイズが突然変化すると、空気の流れが乱され、粒子の分布が再配置されます。ここで乱流が形成され、不均一な材料の精練がもたらされます。適切な摩耗保護がなければ、減速機は定期的な検査とメンテナンスが必要な弱いリンクとなります。

3. 供給入口と高速パイプセグメント

供給点や流速の速い部分では粒子の衝突頻度が急激に上昇します。摩耗保護を計画する際には、これらの場所に特別な注意を払う必要があります。

さまざまなパイプセクション向けの実用的なセラミックライニング構造設計

プラントのバイヤーとプロジェクトエンジニアは、どこにでも同じライニングを適用するのではなく、ライニングの形状を現地の作業条件に合わせる必要があります。

直管セグメント

直線のパイプラインセクションはほとんどの場合、均一な滑り摩擦を受けます。統合されたアルミナセラミックスリーブまたはプレハブセラミックライニングパイプワークは、これらのセクションに最適です。この設定により、内面の継続的な耐摩耗性が実現し、スムーズな材料の流れが維持され、長期の粉体輸送において壁の摩耗が遅くなります。 Shandong Qishuai Wear Resistant Equipment Co., Ltd. は、PCI システムの改修および新築プロジェクト向けに、直線部、曲げ部、トランジションピースをカバーする複合パイプ シリーズの完全なセットを供給しています。

エルボーセクションとベンドセクション

エルボは衝撃と摩擦の複合荷重に直管よりも強いため、補強が必須です。現場で実証済みのオプションには、分割タイプのセラミック スリーブ、事前に製造されたセラミックの内張りエルボ、および局所的に厚くされたセラミック摩耗ゾーンが含まれます。非常に大きな粒子の影響を受ける作業現場では、衝撃を吸収し、セラミックの欠けのリスクを軽減するために、ゴムセラミック複合材シリーズの製品を選択できます。当社の製品ポートフォリオには、特別な作業シナリオでの代替摩耗保護ソリューション用の炭化クロム肉盛溶接シリーズも含まれており、炭化ケイ素セラミック シリーズは、代替材料の選択肢として極度の腐食と摩耗を組み合わせたサービス向けに検討できます。

レデューサーセグメントとトランジションセグメント

減速機は耐摩耗性に加えて、安定した材料遷移を維持する必要があります。これらの部品のセラミック ライニングを設計するときは、内部輪郭の移行を緩やかに保ち、流路の突然の突然変異を避け、乱流の渦を減らします。組み立てられたセグメント化されたセラミックコンポーネントは、ほとんどの場合、モノリシックライナーよりも複雑な減速機の形状に適合します。

PCI パイプライン サービスに適したセラミック グレードを選択する方法

材料の選択は、現場での摩耗強度と予想される動作サイクルによって異なります。

92% アルミナセラミックライニング適度な摩耗を伴う一般レベルの微粉炭搬送に適しています。一般的な PCI 作業条件に合わせて適切な耐摩耗性とプロジェクト予算のバランスをとります。

95% アルミナセラミックライニングより高い摩耗要件を伴うノンストップの長期生産に適しています。より高い材料密度、より優れた耐摩耗性能、および延長されたサービスサイクルを特徴としており、多くの大容量高炉石炭注入プロジェクトで広く採用されています。

ゴムとセラミックの複合構造 重粒子の衝撃、高い流速、機械的衝撃荷重がかかる環境に推奨されます。背面のゴム層が衝撃力を分散し、セラミック破片のリスクを軽減します。

コンポーネントの劣化を遅らせるための補助パイプラインの最適化

セラミックライニングは、解決策全体ではなく、重要な対策の 1 つとして機能します。全体的なパイプのレイアウトも実際の耐用年数に影響します。

搬送速度を合理的に管理します。 流速が高くなると、粒子の衝撃エネルギーが増幅されます。システムのチューニングにより、不必要に高速化を追求することなく、安定した石炭供給を保証する必要があります。

大ラジアスエルボレイアウトを採用。大きな曲げ半径により、鋭い粒子の衝撃が緩和され、乱流が抑制され、局所的な集中的な洗掘が軽減されます。

不必要な流れの乱れを最小限に抑えます。 摩耗荷重がより均等に分散されるように、急激な直径の変更、半径が短い急な曲げ、および位置合わせが不十分なパイプ接合部を避けるようにしてください。

現場での設置手順を標準化します。 高級セラミックコンポーネントであっても、フィッティング品質が低いと早期に故障します。スチール基板の表面処理、接着剤の塗布、セラミックタイルの位置合わせ、接合ギャップの制御はすべて非常に重要です。滑らかな内面は、乱流によって引き起こされる余分な二次摩耗を防止します。

セラミックライニングはPCIパイプラインの摩耗を完全に阻止しますか?

セラミックライニングはパイプの劣化を大幅に遅らせますが、摩耗を完全になくすことはできません。実際のサービスパフォーマンスは、石炭材料の特徴、実際の搬送パラメータ、パイプラインのレイアウト、および現場設置の実行品質に影響されます。セラミックライニングの核となる価値は、高炉 PCI 回路のメンテナンス間隔を延長し、コンポーネントの交換頻度を下げることにあります。

最終的な考え

高炉石炭注入パイ​​プラインの合理的なセラミックライニング構造設計は、摩耗がどこでどのように発生するかを特定することから始まります。直管セクションは連続アルミナセラミックスリーブに依存しています。肘には強化された耐衝撃保護が必要です。遷移リデューサーには、安定した材料遷移を維持するライニング構造が必要です。

調達エンジニアは、現場パラメータに応じて、炭化クロム肉盛溶接シリーズ、ゴムセラミック複合材シリーズ、複合材パイプシリーズなどの代替オプションとともにアルミナベースのセラミックソリューションを評価できます。適切なライニングハードウェアと最適化されたパイプラインレイアウトを組み合わせることで、PCI 施設はコンポーネントの寿命を延ばし、生産停止を減らし、高炉の安定した稼働を実現できます。

単に厚いセラミック タイルを指定するのではなく、実際の石炭搬送作業条件に基づいてライニング スキームをカスタマイズする方が合理的です。高炉 PCI の近代化や新規建設プロジェクト用の耐摩耗性パイプ コンポーネントを調達している場合は、山東 Qishuai 耐摩耗性設備有限公司のチームまでお気軽にメールをお送りください。パイプラインの寸法、石炭の品質パラメータ、運転条件を共有していただければ、お客様のプロジェクトに的を絞った製品のご提案をさせていただきます。

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