基于煤礦刮板輸送機使用現狀提高其耐磨度方法

賀振國

基于煤礦刮板輸送機使用現狀提高其耐磨度方法

賀振國

分析介紹了當前同煤集團塔山礦使用刮板輸送機現狀，提出使用二氧化碳氣體保護焊焊接方法對刮板輸送機溜槽進行堆焊后，提高了溜槽的耐磨性和使用壽命。

刮板輸送機；二氧化碳氣體保護焊；耐磨性

0 引言

近年來同煤集團塔山礦所使用的世界上較為先進的比塞洛斯公司生產PF6/1142,1342前后刮板輸送機及PF6/1542轉載機。盡管對溜槽的使用性和耐磨度得以提高，但從經濟節約性考慮，使用壽命還是不足，導致相對投資大，收益少的結果。針對上述問題，經過研究與實踐，采用二氧化碳氣體保護焊焊接工藝，使得溜槽的使用壽命得以加強，從而提高經濟指標。

1 PF6/1142 刮板輸送機在塔山礦的使用情況

PF6/1142是比塞洛斯公司生產的大功率重型刮板輸送機，輸送能力達到2 500 t/h以上。溜槽使用軋制鋼材，采取四節式槽幫設計，四節槽幫完全相同。每一節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的XAR400高耐磨性的特殊結構鋼，其化學成分如表1：

表1 XAR400鋼的化學成分和含量

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（室內溫度）。XRA400作為耐磨特制結構鋼，平均硬度值具有較高硬度和良好的韌性，用這種鋼建成的結構更加堅固，輕便，能承受沖擊載荷。經過試驗，XAR400鋼屈服強度為1 000 MPa,抗拉強度為1 200 MPa。盡管在國內已經是比較好的刮板輸送機，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。不僅前期經濟投入大而且后期維護費用較高，基于此種情況我們需要改進設備，提高生產率。

2 二氧化碳氣體保護焊在刮板輸送機上的應用

溜槽磨損相對嚴重，經過分析，磨損嚴重的地方主要在靠近槽幫處。通過焊接方式，在溜槽上進行焊接焊縫，使得刮板磨損焊縫，這樣可以減少對溜槽的磨損。考慮到焊接對溜槽產生的變形性影響，所以溜槽底板采用機器人式的二氧化碳氣體保護焊焊接，中板采用手工焊方式對溜槽進行焊接。這樣溜槽產生的變形較小，總體上焊接性好，效率高。

2.1 二氧化碳氣體保護焊介紹

二氧化碳氣體保護電弧焊是利用二氧化碳作為保護氣體的熔化極電弧焊方法。這種方法以二氧化碳氣體作為保護介質，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生有害作用，從而保證優良的機械保護性能。生產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生的電弧熱，進行半自動或自動熔化及氣體保護的焊接。它的優點在于：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，所以提高了生產率；適用范圍廣，可實現結構件全方位焊接，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氣體保護焊的成本只有埋弧焊的40%～50%；操作簡便，焊后不用清渣，且產生明弧，便于監測監控，有利于實現自動化和機械化焊接；焊接質量較高，CO2氣體保護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氣體保護焊對刮板輸送機溜槽進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 焊前預熱

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

2.2.2 焊縫尺寸的確定和焊接變形控制

根據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，有效的防止結構件在焊接過程中的變形是保證焊接質量的另一關鍵所在。焊接熱量大小對液化裂紋的形成起著至關重要作用。熱量越大，過熱區的晶粒長的越大，晶界熔化結果越嚴重，而且液態晶間層停留時間也越長，液化后的裂紋產生的傾向就越大。因此在焊接時要嚴格控制焊接熱量的輸入[2]。保證適當的焊接工藝參數，從而有效防止焊接變形。

2.2.3 焊后熱處理

為了有效提高結構件的穩定性，獲得結構件應有的力學性能，消除內應力，根據實際情況結合表2分析決定采用550℃整體高溫回火進行焊后熱處理。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構有一定的破壞，同時產生了少量的焊接熱裂紋和冷裂紋，但總體影響不大。溜槽經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，因此不會產生脆化現象。與此同時，經過前期的準備，控制焊接熱輸入量和預熱溫度，使得溜槽熱影響區軟化不明顯，總體達到了預期效果。

3 結論

通過使用二氧化碳氣體保護焊對溜槽焊接處理，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。經檢測焊縫的硬度為400～450 HB,基本與刮板的硬度相適應。通過使用二氧化碳氣體保護焊對溜槽進行焊接，使溜槽的耐磨度增加，從而提高了溜槽的使用壽命。經過驗證，按塔山礦綜采正常的工作日和產煤量來考慮，焊接后的溜槽可以提高3到5年的使用年限，大大提高了生產率和節約生產成本，增加了社會經濟效益。

[1]雷世明.焊接方法與設備[M].北京:機械工業出版社,2004.1.

[2]李榮雪.金屬材料焊接工藝[M].北京:機械工業出版社,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，畢業于太原理工大學陽泉學院，機械設計制造及其自動化專業，助理工程師，現工作于同煤集團大斗溝煤業公司綜采一隊。