淺談國產(chǎn)btw1耐磨鋼在煤礦刮板輸送機的應(yīng)用

王 振

(潞安環(huán)能股份公司 王莊煤礦, 山西 長治 046031)

現(xiàn)代煤礦采掘強度越來越大，工作面過煤量也越來越大，過煤量越大對刮板輸送機刮板和槽體造成的磨損也越大，使得刮板和槽體的更新量和消耗量不斷增加。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，由于煤礦大部分刮板輸送機的刮板和槽體均為nm360鋼板，其耐磨性能較差，使得國內(nèi)年消耗刮板和槽體達70萬t以上。為了保證工作面生產(chǎn)的連續(xù)性和安全性，煤礦迫切需要耐磨性強、使用壽命長的刮板和槽體。過去大型刮板輸送機所需的耐磨鋼板主要依賴進口，近年來我國寶山鋼鐵公司生產(chǎn)出了 btw1系列中錳耐磨鋼板，該型耐磨鋼具有自強化功能，在刮板和槽體表面的一層硬化材料被磨掉之后，可通過應(yīng)變誘發(fā)馬氏體產(chǎn)生相變，實現(xiàn)耐磨層的不斷再生，提高表層強化層的硬度，使其表面具有“越磨越硬”的特性，同時沒有發(fā)生塑性變形的中心則保持著較高的抗沖擊韌性，將顯著降低刮板和槽體的磨損程度。

1 鋼板的成分性能分析

btw1是由寶鋼研發(fā)生產(chǎn)的高端礦用耐磨熱軋鋼板，它打破了外企對我國礦用高端耐磨鋼板的壟斷，具有的形變誘導(dǎo)強化特性，能提升礦用機械裝備的使用壽命兩倍以上，適用于沖擊載荷較小的礦用刮板輸送機使用。

2012 年 以來，包括同煤集團、兗礦集團等11 家煤炭終端用戶和15 家主要煤機制造企業(yè)的實際應(yīng)用證明，btw1的耐磨性能是HARDOX450的1.88倍，性價比非常高，已成為生產(chǎn)煤礦三機的指定耐磨鋼板[1-2]。近年來，王莊煤礦在兩個工作面持續(xù)進行 btw1耐磨鋼板的試用、對比，以逐步放棄刮板輸送機nm360鋼板刮板的使用。

1.1 材料成分的分析

btw1屬于Mn8系列高碳中錳耐磨鋼， nm360是國產(chǎn)低合金耐磨鋼板，其各自的主要化學(xué)成分如表1所示。

表1鋼板的主要化學(xué)成分 %

1.2 鋼板硬度及沖擊韌性比較

制造行業(yè)通常將鋼板抵抗硬物磨損表面的能力，作為鋼板耐磨性的評價指標。新型錳系耐磨鋼優(yōu)異的抗沖擊韌性和低疲勞裂紋擴展速率，可顯著提高刮板和槽體的耐磨性能與使用壽命。nm360鋼板的組織為馬氏體，受制造技術(shù)水平的限制，國內(nèi)該型鋼板的硬度為330～360 HB，其沖擊韌性≥3 kJ/cm2，主要用在設(shè)備需要耐磨的場合或部位。 btw1耐磨鋼板的基體組織是亞穩(wěn)態(tài)奧氏體，在沖擊載荷作用下其具有的自強化功能，會促使表面材質(zhì)向馬氏體硬化層轉(zhuǎn)化，使材料表面硬度≥450 HB，同時其心部硬度仍為≥280 HB ，沖擊韌性≥90 kJ/cm2，保持了沖擊韌性較高的奧氏體組織[3-5]。可見 btw1耐磨鋼板相較于nm360鋼板，在使用過程中不僅表面硬度強，而且沖擊韌性好。

2 刮板和溜槽的磨損對比

為了驗證btw1耐磨鋼板實際耐磨效果，王莊煤礦先后在6203、6205兩個工作面的刮板輸送機和轉(zhuǎn)載機上，進行了兩種材料刮板與溜槽的性能比較。

2.1 6205工作面刮板試驗情況

2014年3月， 在6205工作面前部不封底SGZ764/630型刮板輸送機上應(yīng)用，其中50節(jié)中部槽的刮板材質(zhì)為nm360，且對鏈道部位焊接了耐磨網(wǎng)格，另有50節(jié)中部槽及過渡槽的刮板材質(zhì)為 btw1。6205工作面長度為180 m，采高為3.9 m，走向長度2 200 m。截止到2014年7月28日，前部刮板輸送機過煤量達到94萬t，對磨損量較大的兩種不同材質(zhì)刮板抽樣測量(試驗前刮板初始厚度為40 mm)，測量得到的磨損數(shù)據(jù)如表2所示。

表2刮板(厚度)磨損數(shù)據(jù)mm

由表2中數(shù)據(jù)可知， btw1材質(zhì)的中部槽刮板最大磨損量為0.9 mm，過渡槽刮板最大磨損量為3.46 mm；而nm360材質(zhì)的中部槽刮板最大磨損量為8.43 mm，平均磨損量為7.39 mm，是btw1材質(zhì)中部槽刮板最大磨損量的8～9倍和過渡槽刮板最大磨損量的2倍多。可見， btw1材質(zhì)的優(yōu)越性十分明顯，可極大地延長刮板的使用壽命。

2.2 6203工作面溜槽試驗情況

2014年5月，王莊礦在6203綜采工作面SGZ764/200轉(zhuǎn)載機上，試用 btw1材質(zhì)的架橋槽、凸槽、卸料槽。在轉(zhuǎn)載機的過煤量達60萬t時，對其磨損量數(shù)據(jù)進行現(xiàn)場抽查，并與過去nm360材質(zhì)的同型溜槽磨損量記錄數(shù)據(jù)對比(試驗前其初始厚度為30 mm)，測量得到的磨損數(shù)據(jù)如表3所示。

表3溜槽磨損數(shù)據(jù)mm

從表3可以看出，nm360材質(zhì)的SGZ764/200轉(zhuǎn)載機溜槽的磨損量最小達19.80 mm，槽體磨損已經(jīng)超限，急需更換或大修處理。由于btw1材質(zhì)具有自修復(fù)功能， 其溜槽的磨損量最大僅為3.60 mm，不到nm360溜槽磨損量的1/5。

3 結(jié) 語

王莊煤礦在6203、6205兩個工作面刮板輸送機和轉(zhuǎn)載機，對 btw1材質(zhì)刮板和溜槽進行了試用，并進行了性能比較。試驗證明，nm360材質(zhì)轉(zhuǎn)載機溜槽的磨損量是 btw1材質(zhì)的5倍多；同時，刮板輸送機選用nm360材質(zhì)刮板，是btw1材質(zhì)中部槽刮板最大磨損量的8～9倍和過渡槽刮板最大磨損量的2倍多。可見， btw1材質(zhì)的耐磨性十分明顯，可極大地延長刮板機刮板、轉(zhuǎn)載機溜槽的使用壽命，并可減少設(shè)備的檢修維護工作量，尤其btw1材質(zhì)具有的自修復(fù)功能，是保證設(shè)備安全生產(chǎn)的重要技術(shù)條件。

總之， 試驗證明推廣應(yīng)用btw1耐磨材質(zhì)設(shè)備部件，與原采用的nm360材質(zhì)刮板和溜槽相比，具有很高的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢。