賀振國

基于煤礦刮板輸送機(jī)使用現(xiàn)狀提高其耐磨度方法

賀振國

分析介紹了當(dāng)前同煤集團(tuán)塔山礦使用刮板輸送機(jī)現(xiàn)狀，提出使用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接方法對刮板輸送機(jī)溜槽進(jìn)行堆焊后，提高了溜槽的耐磨性和使用壽命。

刮板輸送機(jī)；二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊；耐磨性

0 引言

近年來同煤集團(tuán)塔山礦所使用的世界上較為先進(jìn)的比塞洛斯公司生產(chǎn)PF6/1142,1342前后刮板輸送機(jī)及PF6/1542轉(zhuǎn)載機(jī)。盡管對溜槽的使用性和耐磨度得以提高，但從經(jīng)濟(jì)節(jié)約性考慮，使用壽命還是不足，導(dǎo)致相對投資大，收益少的結(jié)果。針對上述問題，經(jīng)過研究與實踐，采用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接工藝，使得溜槽的使用壽命得以加強(qiáng)，從而提高經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

1 PF6/1142 刮板輸送機(jī)在塔山礦的使用情況

PF6/1142是比塞洛斯公司生產(chǎn)的大功率重型刮板輸送機(jī)，輸送能力達(dá)到2 500 t/h以上。溜槽使用軋制鋼材，采取四節(jié)式槽幫設(shè)計，四節(jié)槽幫完全相同。每一節(jié)槽幫用兩條焊縫焊接在選定厚度和寬度的溜槽中板之上，其上板采用德國蒂克虜伯公司生產(chǎn)的XAR400高耐磨性的特殊結(jié)構(gòu)鋼，其化學(xué)成分如表1：

表1 XAR400鋼的化學(xué)成分和含量

從表1中可以得到XAR400鋼具有很高的耐磨性。通過硬度計測量出XAR400鋼的硬度為360～440 HB（室內(nèi)溫度）。XRA400作為耐磨特制結(jié)構(gòu)鋼，平均硬度值具有較高硬度和良好的韌性，用這種鋼建成的結(jié)構(gòu)更加堅固，輕便，能承受沖擊載荷。經(jīng)過試驗，XAR400鋼屈服強(qiáng)度為1 000 MPa,抗拉強(qiáng)度為1 200 MPa。盡管在國內(nèi)已經(jīng)是比較好的刮板輸送機(jī)，但在塔山礦的使用過程中，仍然不是很理想，在使用一個工作面后就得出井。不僅前期經(jīng)濟(jì)投入大而且后期維護(hù)費用較高，基于此種情況我們需要改進(jìn)設(shè)備，提高生產(chǎn)率。

2 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊在刮板輸送機(jī)上的應(yīng)用

溜槽磨損相對嚴(yán)重，經(jīng)過分析，磨損嚴(yán)重的地方主要在靠近槽幫處。通過焊接方式，在溜槽上進(jìn)行焊接焊縫，使得刮板磨損焊縫，這樣可以減少對溜槽的磨損?？紤]到焊接對溜槽產(chǎn)生的變形性影響，所以溜槽底板采用機(jī)器人式的二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接，中板采用手工焊方式對溜槽進(jìn)行焊接。這樣溜槽產(chǎn)生的變形較小，總體上焊接性好，效率高。

2.1 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊介紹

二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊是利用二氧化碳作為保護(hù)氣體的熔化極電弧焊方法。這種方法以二氧化碳?xì)怏w作為保護(hù)介質(zhì)，隔離熔池和電弧與周圍空氣。防止大氣中的氧、氮、氫對熔滴和熔池金屬產(chǎn)生有害作用，從而保證優(yōu)良的機(jī)械保護(hù)性能。生產(chǎn)過程中一般采用專用的焊槍，保證通入一定純度二氧化碳，通過焊件和焊絲之間產(chǎn)生的電弧熱，進(jìn)行半自動或自動熔化及氣體保護(hù)的焊接。它的優(yōu)點在于：焊接效率高，由于焊接時焊接電流的密度較大，較高的利用電弧熱量，同時焊后不用清渣，所以提高了生產(chǎn)率；適用范圍廣，可實現(xiàn)結(jié)構(gòu)件全方位焊接，并且對薄板、中厚板甚至厚板都可以焊接；焊接成本相對較低，由于CO2氣體保護(hù)焊電量消耗相對少，同時CO2氣體來源廣泛，價格便宜，促使焊接成本降低。通常CO2氣體保護(hù)焊的成本只有埋弧焊的40%～50%；操作簡便，焊后不用清渣，且產(chǎn)生明弧，便于監(jiān)測監(jiān)控，有利于實現(xiàn)自動化和機(jī)械化焊接；焊接質(zhì)量較高，CO2氣體保護(hù)焊對鐵銹的敏感性小，由于隔離空氣，焊縫含氫量少，使得抗裂性好[1]。

所以采用CO2氣體保護(hù)焊對刮板輸送機(jī)溜槽進(jìn)行焊接處理來提高其耐用度。

2.2 溜槽焊接工藝控制

2.2.1 焊前預(yù)熱

由于XAR400鋼的碳含量較大，同時溜槽上板厚度較大，抗拉強(qiáng)度大，通過預(yù)熱有防止冷裂紋、降低冷卻速度、減少焊接應(yīng)力的作用。故應(yīng)在焊前進(jìn)行適當(dāng)預(yù)熱。XAR400為低碳合金鋼，根據(jù)其晶體組織和對力學(xué)性能要求采用預(yù)熱溫度為120℃～150℃。由于中部溜槽長度為1 756 mm,尺寸相對不大，同時考慮經(jīng)濟(jì)性，可采用氧氣-乙炔氣體進(jìn)行預(yù)熱處理。注意預(yù)熱時溫度不能過高，加熱后停留時間不能過長，否則將會增加溫度等待時間，導(dǎo)致組織晶粒粗大，容易出現(xiàn)脆性裂紋。

2.2.2 焊縫尺寸的確定和焊接變形控制

根據(jù)溜槽尺寸和溜槽磨損情況，確定焊縫長為1 700 mm，寬為80～110 mm,厚5～8 mm,在焊接過程中，有效的防止結(jié)構(gòu)件在焊接過程中的變形是保證焊接質(zhì)量的另一關(guān)鍵所在。焊接熱量大小對液化裂紋的形成起著至關(guān)重要作用。熱量越大，過熱區(qū)的晶粒長的越大，晶界熔化結(jié)果越嚴(yán)重，而且液態(tài)晶間層停留時間也越長，液化后的裂紋產(chǎn)生的傾向就越大。因此在焊接時要嚴(yán)格控制焊接熱量的輸入[2]。保證適當(dāng)?shù)暮附庸に噮?shù)，從而有效防止焊接變形。

2.2.3 焊后熱處理

為了有效提高結(jié)構(gòu)件的穩(wěn)定性，獲得結(jié)構(gòu)件應(yīng)有的力學(xué)性能，消除內(nèi)應(yīng)力，根據(jù)實際情況結(jié)合表2分析決定采用550℃整體高溫回火進(jìn)行焊后熱處理。焊后溜槽如圖1所示：

表2 回火溫度

圖1 焊接后溜槽

2.2.4 焊后分析

通過觀察分析，雖然對溜槽中板本身晶體組織結(jié)構(gòu)有一定的破壞，同時產(chǎn)生了少量的焊接熱裂紋和冷裂紋，但總體影響不大。溜槽經(jīng)過高溫回火后的組織是低碳馬氏體或下貝氏體，有較高的韌性，因此不會產(chǎn)生脆化現(xiàn)象。與此同時，經(jīng)過前期的準(zhǔn)備，控制焊接熱輸入量和預(yù)熱溫度，使得溜槽熱影響區(qū)軟化不明顯，總體達(dá)到了預(yù)期效果。

3 結(jié)論

通過使用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊對溜槽焊接處理，使溜槽被磨損的部分得以填充，增加了刮板與溜槽的接觸面積，降低了刮板對溜槽的二次磨損。經(jīng)檢測焊縫的硬度為400～450 HB,基本與刮板的硬度相適應(yīng)。通過使用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊對溜槽進(jìn)行焊接，使溜槽的耐磨度增加，從而提高了溜槽的使用壽命。經(jīng)過驗證，按塔山礦綜采正常的工作日和產(chǎn)煤量來考慮，焊接后的溜槽可以提高3到5年的使用年限，大大提高了生產(chǎn)率和節(jié)約生產(chǎn)成本，增加了社會經(jīng)濟(jì)效益。

[1]雷世明.焊接方法與設(shè)備[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.1.

[2]李榮雪.金屬材料焊接工藝[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.1(2009.8重印).

Method of improving their wear resistance based on the current using situation of scraper conveyors

HE Zhen-guo
（Dadougou Coal Industry Company，Datong Coal Mine Group，Datong Shanxi 037026,China）

In this paper,the current situation of scraper conveyor used by Tashan Mine of Datong Coal Mine Group is analyzed and introduced,using the weld method of CO2 shielded welding to carry on overlaying for the chute of the scraper conveyors is proposed,this improves the abrasive resistance and service life of the chute.

Scraper conveyor;CO2 shielded welding;Abrasive resistance

TD538

B

1000-4866(2016)06-0035-02

10.19413/j.cnki.14-1117.2016.06.010

2016-11-4

賀振國，男，1987年1月出生，畢業(yè)于太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院，機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，助理工程師，現(xiàn)工作于同煤集團(tuán)大斗溝煤業(yè)公司綜采一隊。