橡膠襯板在礦山破碎系統中的應用

韓　勇　劉占波　裴正宇　韓國強

(河北鋼鐵集團礦業有限公司機電檢修分公司)

早在20世紀50年代，瑞典司克嘉(SKEGA)公司就和波立登礦業公司合作，開始了對橡膠襯板制作工藝的研究。20世紀60年代初，司克嘉公司制作的橡膠襯板在波立登礦業試用成功，從此橡膠襯板開始廣泛的應用到水泥、建筑、陶瓷、化工和鐵礦選礦系統之中[1]。而破碎系統因礦石粒度較大、沖擊性強，多采用錳鋼襯板。隨著科學技術的飛速發展，制作工藝日趨成熟的橡膠襯板憑借自身優異性能，已成為替代錳鋼襯板的新選擇，開始應用到礦山破碎系統中。

1　錳鋼襯板和橡膠襯板的性能對比

研山鐵礦是河北鋼鐵集團礦業有限公司下屬子公司，所屬破碎系統共有104條皮帶機，各條皮帶機之間全部以給礦漏斗互連。在設計階段，綜合考慮鐵礦石硬度、破碎粒度和礦石運輸量等因素，皮帶機漏斗均設計安裝襯板來增強漏斗使用壽命。自2011年投產以來，研山鐵礦一直在皮帶機漏斗內部安裝使用錳鋼襯板。2017年河北鋼鐵集團礦業有限公司機電檢修分公司結合研山鐵礦破碎系統實際，研究制作出新型耐磨橡膠襯板。經過在研山破碎系統現場試用，效果良好，下面從以下四個方面將錳鋼襯板和橡膠襯板的性能進行對比。

1.1　使用壽命

作為生產單位，襯板的使用壽命是優先考慮的選擇因素。經過現場使用對比，同一規格的橡膠襯板在同一位置使用時，尤其是在中破碎之后的細料部分使用，壽命遠遠超過普通錳鋼襯板。

以研山鐵礦破碎系統SF1-2皮帶機為例，該皮帶機所屬漏礦車布料口使用的襯板規格為600 mm×150 mm×40 mm，對比試驗中，該位置錳鋼襯板使用壽命為8 d(約130 h)；河北鋼鐵集團礦業有限公司機電檢修分公司制作的橡膠襯板使用壽命為18 d(約300 h)。

1.2　噪　音

隨著國家對環保工作的重視，改善非煤礦山作業環境也成為了國內鐵礦管理的重點工作。錳鋼襯板屬于合金襯板，在使用過程中會因為物料撞擊和摩擦產生噪音。橡膠襯板是一種高彈性材料，在使用過程中能夠有效吸收和緩解物料撞擊和摩擦產生的噪音，隔斷噪聲源的擴散，從而有效的減少噪聲危害，對改善破碎系統作業環境、保護崗位工人身心健康有著明顯效果[2]。

以研山鐵礦破碎系統ZY2皮帶機為例，該皮帶機機頭漏斗使用的襯板規格為1 030 mm×300 mm×40 mm。在該皮帶機使用錳鋼襯板時，現場噪音檢測值為93 dB，而使用橡膠襯板后，噪音檢測值為82 dB，實際減少噪音11 dB，橡膠襯板的隔音降噪效果明顯。

1.3　更換工作量

目前，研山鐵礦皮帶機漏斗襯板全部由崗位工人更換，必要時由維修工人進行協助。以600 mm×150 mm×40 mm規格的襯板為例，錳鋼襯板的重量約為28 kg，崗位工人更換該規格的錳鋼襯板時，需要2人以上進行配合，更換一塊襯板需要30 min左右；而同樣規格的橡膠襯板重量只有8 kg左右，只需要一名崗位工人即可完成更換，更換時間不超過20 min。

1.4　使用安全性

在使用過程中，漏斗內部襯板受到鐵礦石沖擊，存在掉落的可能性。錳鋼襯板屬于合金襯板，掉落后極易劃傷運輸帶，造成巨大經濟損失。

以研山鐵礦破碎系統排巖ZY4皮帶機為例，該皮帶在2017年初曾因皮帶機漏斗錳鋼襯板掉落劃傷運輸帶670 m，造成直接經濟損失70萬元以上，因設備停車更換皮帶造成間接經濟損失100萬元以上。

橡膠襯板與運輸帶同屬于橡膠材質，即使掉落也不會劃傷運輸帶，從而避免了因襯板掉落造成經濟損失的可能性，使用安全性較高。

2　橡膠襯板在研山鐵礦破碎系統使用中的效益

2.1　錳鋼襯板的使用情況

研山鐵礦破碎系統皮帶機漏斗在生產初期全部安裝錳鋼襯板來提高漏斗的使用壽命，其中以600 mm×150 mm×40 mm型號的錳鋼襯板最為常見，該型號錳鋼襯板2015—2017年消耗情況見表1。

表1　600 mm×150 mm×40 mm型橡膠襯板使用情況

由表1可知，研山鐵礦破碎系統600 mm×150 mm×40 mm型號的錳鋼襯板消平均每年使用4 500塊，平均每年成本消耗約90.1萬元。

2.2　橡膠襯板與錳鋼襯板質量對比

研山鐵礦破碎系統自2017年四季度開始使用橡膠襯板替代錳鋼襯板，以SF1-2皮帶機處襯板進行對比，對比結果見表2。

表2　SF1-2處皮帶機襯板對比結果

由表2可知，橡膠襯板價格比錳鋼襯板低10%，橡膠襯板壽命是錳鋼襯板的2倍以上，橡膠襯板質量不到錳鋼襯板的1/3，使用橡膠襯板后噪聲值能夠下降10%以上。

2.3　使用橡膠襯板的效益測算

目前，研山鐵礦破碎系統綜合作業率約為70%，以SF1-2皮帶機處襯板使用壽命做參考值，依據表1和表2中相關數據計算使用橡膠襯板后的成本結果見表3。

表3　襯板成本對比結果

由表3可知，如果研山鐵礦破碎系統600 mm×150 mm×40 mm型漏斗襯板全部采用橡膠襯板，每年可節省成本54.9萬元，經濟效益顯著。

3　結　語

隨著礦山處理能力的增加，破碎系統會使用更多的橡膠襯板，河北鋼鐵集團礦業有限公司機電檢修分公司將根據市場需求，繼續研發適合礦山破碎系統使用的橡膠襯板。新型耐磨橡膠襯板已經完全能夠滿足破碎系統使用，特別是中破工藝之后的細料部分，橡膠襯板的性能已遠遠超過錳鋼襯板，在保證現場使用要求的基礎上，進一步降低了使用單位采購成本，具備了在礦山破碎系統全面應用的條件。

[1]張志強，陳守明，劉興衡.耐磨橡膠襯板的研制[J].橡膠工業，1994，41(10)：611-616.

[2]李書文.錳鋼襯板、橡膠襯板、金屬磁性襯板的選用[J].礦山機械，2003(4)：28-29.