冶飛，臧疆文，王萬軍

（寶鋼集團(tuán)八鋼公司煉鐵分公司）

1 前言

八鋼燒結(jié)廠成品礦輸送膠帶機(jī)一直使用聚酯帆布芯耐灼燒特種輸送帶，因其表面耐灼燒極限溫度低，縱向抗撕裂性能差，由于受燒結(jié)礦排礦塊度大，排礦溫度高等因素影響，如控制不好成品礦輸送膠帶易發(fā)生故障，近期燒結(jié)脫硫工序上線運(yùn)行，受多方面影響，燒結(jié)終點(diǎn)后移，環(huán)冷機(jī)排礦溫度進(jìn)一步升高，成品礦輸送膠帶機(jī)故障頻發(fā)。為解決這個(gè)問題，經(jīng)分析比較選擇一種新型鋼網(wǎng)骨架耐灼燒輸送帶并投入應(yīng)用。經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐表明，成品膠帶機(jī)使用壽命大幅度提高。

2 燒結(jié)成品礦輸送膠帶使用要求

燒結(jié)礦是一種非均質(zhì)性人造塊礦，燒結(jié)成品礦具有冷態(tài)強(qiáng)度高，表面不規(guī)則，內(nèi)部結(jié)構(gòu)、粒級(jí)分布以及排礦流量、溫度等的非均質(zhì)性，皮帶料面紅外測溫點(diǎn)監(jiān)測到的排礦溫度經(jīng)常會(huì)超過200℃（如圖1）。

圖1 2013年2月24日中班冷－1皮帶料溫趨勢截圖

皮帶上燒結(jié)紅礦內(nèi)部的實(shí)際溫度經(jīng)常超過600℃，有時(shí)甚至更高。由于紅外測溫儀點(diǎn)測溫的局限性，以及皮帶速度因素（成品輸送皮帶帶速通常為1.25m/s），皮帶表面某些局部點(diǎn)受熱溫度在過紅礦時(shí)經(jīng)常大大高于一般耐高溫帶所能承受的溫度值（180℃）。因此，在強(qiáng)調(diào)燒結(jié)過程控制穩(wěn)定的同時(shí)，也要求成品礦輸送膠帶具有較高的抗拉伸、抗撕裂和耐灼燒的特性。

3 聚酯帆布芯耐灼種輸送帶性能分析

聚酯帆布芯耐灼燒特種輸送帶的縱向抗拉強(qiáng)度只有200N/mm，表面耐灼燒極限溫度小于180℃，能承受瞬時(shí)物料最高溫度小于600℃，實(shí)際使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)皮帶表面被灼傷或被硬物劃傷的現(xiàn)象，造成皮帶表面損傷，皮帶壽命縮短。

聚酯帆布芯耐灼燒特種輸送帶上層覆蓋膠厚度達(dá)9mm，基本材質(zhì)是三元乙丙橡膠的配方，主要失效形式有兩種:一是較高的燒結(jié)礦溫度在短時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致上層覆蓋膠起泡或脫落，在以后的運(yùn)行中燒結(jié)礦直接磨損帶面到芯層，導(dǎo)致強(qiáng)力層受損貫通或縱向斷裂；二是燒結(jié)礦間歇式的較高溫度使覆蓋膠加速老化，溫度直接傳導(dǎo)至芯層，導(dǎo)致芯層材料受熱變形，抗拉強(qiáng)度大幅下降，皮帶在接頭處斷裂。

從發(fā)生事故的頻次和時(shí)間統(tǒng)計(jì)表明，現(xiàn)場以第一種失效形式為主，主要原因是高溫?zé)Y(jié)礦熱量在短時(shí)間內(nèi)穿透覆蓋膠，覆蓋膠與芯膠及EP帆布層在高溫狀態(tài)下附著力下降，產(chǎn)生脫層起泡現(xiàn)象，進(jìn)而發(fā)生起泡，被燒結(jié)礦磨破、帆布層磨透貫通。

在皮帶燙傷事故分析時(shí)，皮帶耐高溫試驗(yàn)表明，將皮帶接頭用硫化板加熱到180℃條件下即停止加熱，松開硫化板，皮帶表面已出現(xiàn)大面積起泡現(xiàn)象。燒結(jié)礦在冷－1皮帶表面停留時(shí)間是36s，在冷－2皮帶約1.5min，實(shí)際生產(chǎn)中，這兩條皮帶經(jīng)常出現(xiàn)過紅礦時(shí)表面起泡現(xiàn)象。

聚酯帆布芯耐灼燒特種輸送帶用于燒結(jié)成品礦運(yùn)輸時(shí)的平均使用周期在半年，其中用于環(huán)冷機(jī)排礦后的冷－1皮帶只有不到3個(gè)月的使用周期，A冷－1皮帶從2013年2～5月因多次料溫高導(dǎo)致皮帶嚴(yán)重燙傷已更換了兩次皮帶。

4 鋼網(wǎng)骨架耐灼燒帶的應(yīng)用

4.1 鋼網(wǎng)骨耐灼燒帶的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

針對(duì)八鋼燒結(jié)生產(chǎn)和設(shè)備維護(hù)的特點(diǎn)，選用了一種新型特種單層鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)抗撕裂輸送帶（見圖2）。一般鋼絲繩芯輸送帶其骨架層是由縱向排列的鍍鋅鋼絲繩結(jié)構(gòu)構(gòu)成，其緯向強(qiáng)度受結(jié)構(gòu)影響沒有形成高強(qiáng)度系列，鋼絲繩芯輸送帶緯向強(qiáng)度幾乎為零，而選用的最新專利產(chǎn)品單層鋼結(jié)構(gòu)抗撕裂輸送帶克服了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)輸送帶緯向強(qiáng)度不高的缺陷，有效地杜絕了傳統(tǒng)輸送帶在使用過程中經(jīng)常發(fā)生的縱向撕裂事故。

圖2 單層鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)抗撕裂輸送帶的結(jié)構(gòu)圖[1]

抗撕裂鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)輸送帶由鋼網(wǎng)骨架體、上履蓋膠層、下履蓋膠層組成，其中鋼網(wǎng)骨架體又包括若干根徑向粗骨架鋼繩組成、在徑向粗骨架鋼繩之間采用緯向分布方式鋪設(shè)的若干根緯向鋼絲繩，用于纏繞固定所述徑向粗骨架鋼繩和緯向鋼絲繩的若干根經(jīng)緯固定繩、徑向粗骨架鋼繩和緯向鋼絲繩之間填充粘接芯膠，徑向粗骨架鋼繩又是由多股細(xì)鋼絲繩組成。

單層鋼骨架耐灼燒輸送帶與帆布芯、傳統(tǒng)鋼絲芯輸送帶相比有以下優(yōu)點(diǎn)。

（1）鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)輸送帶具備鋼絲繩帶的高強(qiáng)度、低伸長、成槽性好的特點(diǎn)。

（2）鋼網(wǎng)骨架按一定規(guī)則的直徑、直緯結(jié)構(gòu)排列，當(dāng)受到外力沖擊時(shí)能夠分散應(yīng)力，減輕對(duì)帶體的局部損傷?？箾_擊性能得到很大提高。

（3）緯向強(qiáng)度高。緯向排列的合股鋼絲繩其強(qiáng)度高于傳統(tǒng)帆布結(jié)構(gòu)的近10倍。與緯向無強(qiáng)力骨架的傳統(tǒng)鋼絲芯輸送帶相比更是具有極佳的抗撕裂性能。

（4）接頭方式靈活，既可采取鋼絲繩芯輸送帶的硫化插接，又可采取在帶的端頭加大緯向密度，進(jìn)行卡扣鏈接的方式，方面快捷。

（5）結(jié)構(gòu)部件間的粘合強(qiáng)度高。骨架鋼絲采用表面鍍銅的方式，與橡膠的粘合強(qiáng)度高于傳統(tǒng)的表面鍍鋅的鋼絲繩芯輸送帶；鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)輸送帶的上、下蓋膠層的膠滲透到鋼網(wǎng)骨架體的空隙間，形成立體網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，使帶體的部件間既有橡膠與鍍銅鋼絲間的化學(xué)粘合，又有相互穿透形成的立體物理粘合。因此該結(jié)構(gòu)的輸送帶不會(huì)與芯層間產(chǎn)生剝離，帶體使用壽命長。

（6）任意配伍蓋膠性能。既可生產(chǎn)普通用途的，又可生產(chǎn)耐高低溫性能的系列。耐熱系列鋼網(wǎng)骨架輸送帶根據(jù)使用環(huán)境有抗灼燒、耐高溫兩個(gè)系列。

4.2 具有耐灼燒的性能優(yōu)勢

在覆蓋膠結(jié)構(gòu)上，依次由耐高溫灼燒層、過渡層和有機(jī)隔熱層構(gòu)成，即使瞬間高溫?zé)崃看┩干蠈痈采w膠，也會(huì)被隔熱層抵消，不會(huì)對(duì)芯膠構(gòu)成破壞。使用無機(jī)材料的鋼網(wǎng)骨架，具有傳統(tǒng)棉帆布、尼龍帆布、聚酯帆布芯等材料不能比擬的特性，不會(huì)因高溫而損壞或變形。

獨(dú)特的貼膠配方設(shè)計(jì)，保證了膠料與骨架材料間的粘合強(qiáng)度大大高于普通耐灼燒帶，避免了使用過程中由于高溫產(chǎn)生脫層起泡現(xiàn)象，且高溫狀態(tài)層間粘合強(qiáng)度≥3N/mm，承受物料溫度200～600℃，瞬時(shí)800℃。因此，金屬網(wǎng)芯材料的鋼網(wǎng)骨架耐灼燒輸送帶較以往在鋼廠燒結(jié)礦等溫度特別高的現(xiàn)場使用的棉帆布、尼龍帆布、聚酯帆布芯耐灼燒帶具有良好的性能。

采用鋼網(wǎng)骨架作為耐灼燒輸送帶骨架材料，解決了以往使用的棉帆布高溫碳化、尼龍、聚酯帆布高溫收縮變形的問題，具有高溫下強(qiáng)度損失小，不收縮變形的特性。

4.3 鋼網(wǎng)骨架耐灼燒輸送帶的實(shí)際應(yīng)用

選用的鋼網(wǎng)骨架耐灼燒輸送帶，其徑向強(qiáng)度≥800N/mm，緯向平均強(qiáng)度≥130N/mm。單根鋼絲強(qiáng)度為1818N/mm，為同一縱向強(qiáng)度系列的帆布芯輸送帶緯向強(qiáng)度的7倍。覆蓋膠采用抗灼燒設(shè)計(jì)，現(xiàn)場使用極限物料溫度達(dá)800℃。

鋼網(wǎng)骨架輸送帶應(yīng)用于燒結(jié)領(lǐng)域，需要解決鋼絲繩芯膠帶普遍存在的無緯向強(qiáng)度易縱向撕裂以及檢修施工時(shí)間不能過長這兩個(gè)不利因素。首先，通過膠帶選型等前期準(zhǔn)備工作，前一個(gè)因素已沒有問題，目前需要解決的是檢修施工過程中膠帶接頭粘結(jié)施工的問題。

燒結(jié)檢修每次停機(jī)時(shí)間為12～20h，一般鋼絲繩芯膠帶單個(gè)接頭硫化用時(shí)在14h以上，而鋼網(wǎng)骨架耐灼燒輸送帶由于鋼網(wǎng)骨架結(jié)構(gòu)的特殊性，單個(gè)接頭硫化時(shí)間為24h（不包括上皮帶、工器具準(zhǔn)備和搭建平臺(tái)的時(shí)間），包括扒頭、打磨、對(duì)中、抹膠、壓硫化機(jī)、加壓、加熱、保溫、降溫、拆硫化機(jī)等工序。因此，為了能在1次普通定修中實(shí)施膠帶的更換，必須對(duì)上皮帶以及硫化粘結(jié)工序各項(xiàng)工作進(jìn)行優(yōu)化，減少皮帶更換的硫化時(shí)間。

選擇環(huán)冷機(jī)排礦點(diǎn)下方皮帶長度較短的冷－1皮帶（長度96m）進(jìn)行單接頭硫化施工，提前做好鋼網(wǎng)格骨架耐灼燒膠帶的定尺及接頭鋼絲芯的抽剝等準(zhǔn)備工作，對(duì)舊EP膠帶抽離和新膠帶的上到位工作進(jìn)行了優(yōu)化，整個(gè)膠帶上到位的過程控制在2h以內(nèi)，鋼網(wǎng)格骨架耐灼燒帶的接頭硫化粘結(jié)時(shí)間控制在20h以內(nèi)，由此，施工時(shí)間控制在了檢修節(jié)點(diǎn)以內(nèi)，并對(duì)硫化溫度和壓力控制過程實(shí)施了工程師定點(diǎn)監(jiān)控措施，保證了此次鋼網(wǎng)格骨架耐灼燒帶安裝更換的成功。

5 應(yīng)用效果分析

2013年6月A燒結(jié)機(jī)冷－1膠帶機(jī)利用檢修時(shí)更換安裝了鋼網(wǎng)骨架耐灼燒輸送帶，截至目前已使用10個(gè)月，其表面完好，尚具備使用10～12個(gè)月的能力。由于該帶優(yōu)異的抗撕裂強(qiáng)度，在2013年9月一次過紅礦事故中，雖然表面被燙傷一個(gè)洞，但經(jīng)停機(jī)修補(bǔ)后一直用到現(xiàn)在未再出現(xiàn)任何問題，沒有出現(xiàn)表面起泡或芯層損壞的現(xiàn)象，并于2014年3月12日成功避免了一起縱向開裂事故。在被直徑為500 mm的物料卡住時(shí)，輸送機(jī)仍然高速運(yùn)轉(zhuǎn)的，高強(qiáng)度的緯向鋼絲，抵御了縱向強(qiáng)烈沖擊，沒有造成帶體報(bào)廢、停產(chǎn)等經(jīng)濟(jì)損失。2013年11月又成功完成了對(duì)B燒結(jié)機(jī)冷－1膠帶機(jī)進(jìn)行了鋼網(wǎng)格骨架耐灼燒帶的安裝更換，至今穩(wěn)定運(yùn)行沒有出現(xiàn)任何表面灼傷和劃傷事故。

6 結(jié)語

通過在A燒結(jié)機(jī)冷－1膠帶機(jī)上應(yīng)用鋼網(wǎng)格骨架耐灼燒輸送帶，膠帶壽命提高到帆布芯耐熱帶的4～5倍，降低膠帶采購費(fèi)用14.4萬元/年。鋼網(wǎng)格骨架耐灼燒輸送帶在燒結(jié)成品礦輸送應(yīng)用的成功，對(duì)于燒結(jié)提產(chǎn)降耗，提高余熱回收效率和燒結(jié)作業(yè)率具有重要意義。

[1]張占奇，王萬軍，張洪水等.單層鋼網(wǎng)骨架耐高溫耐灼燒輸送帶，中國，ZL203392333[P].