原料場料倉和皮帶機漏斗篦板長壽命優(yōu)化研究

侯春祥，杜少永，辛海濱

（河鋼邯鋼集團物流公司，河北 邯鄲 056000）

鋼鐵企業(yè)原料場在物料輸送過程中，處于安全考慮，同時為了防止大塊物料和鐵器雜物進入下游，發(fā)生堵漏斗、劃皮帶等事故。為防止此類事故的發(fā)生，通常做法是料倉倉口和可逆配倉帶式輸送機倉口加裝篦板。以我邯鋼物流公司二料場為例，由于篦板為普碳鋼制作，加之直接受物料沖擊，篦子沖擊點磨損很快，只對篦板磨損通常一個篦板使用壽命約3個月。篦子制作和更換成本一直很高[1]。

為此，我們就如何提高篦板使用壽命進行了一系列改造，并對各改造方案進行了分析，最終選擇最優(yōu)方案[2]。

1 普碳鋼制作的篦板實驗分析

邯鋼物流公司二料場選用的是寬100mm、厚10mm的普碳鋼（Q235）進行制作。普碳鋼耐磨性較差。篦板隨著使用會變薄，到使用后期會發(fā)生變形、脫落。進而引發(fā)其他設(shè)備事故。導(dǎo)致篦板制作和更換成本較高。

2 加厚型普碳鋼制作的篦板實驗分析

鑒于普碳鋼制作的篦板的缺點，我們對篦板制作材料進行了加厚和加寬，使用寬150mm、厚16mm的普碳鋼鋼板制作。經(jīng)過實驗，篦子使用壽命增加了1.5倍。由于對篦子進行了加寬加厚處理，篦子不會出現(xiàn)變形等問題，但是由于篦板質(zhì)量加重，篦板更換難度大大增加。

3 Fe-Cr-v耐磨堆焊合金堆焊篦板實驗分析

Fe-Cr-v堆焊合金（堆焊合金化學(xué)成分見表1）中鐵素體以及馬氏體共同構(gòu)成了基體組織，碳化物主要包括（Cr，F(xiàn)e）23C6。Fe-Cr-v堆焊合金當中的晶界碳化物（Cr，F(xiàn)e）23C6的分布為條狀以及斷續(xù)網(wǎng)狀分布，可形成耐磨骨架，阻礙磨粒鍥入、減少磨粒切削量。避免連續(xù)網(wǎng)狀碳化物產(chǎn)生非常強烈的脆性，使堆焊合金產(chǎn)生非常理想的耐磨性。

表1 堆焊合金化學(xué)成分（質(zhì)量分數(shù)，%）

結(jié)合堆焊合金的特征以及耐磨性實驗結(jié)果。篦板的主要受力點和沖刷點在篦板頂部，頂部最先出現(xiàn)磨損問題。可使用堆焊Fe-Cr-v耐磨堆焊合金的方式來提高篦板的使用壽命。其中，堆焊的具體步驟包括：

（1）對篦板頂部的表面進行有效清潔，將鐵銹和灰土進行清除。

（2）針對篦板頂部易磨損的問題，按三字型實施堆焊工作，焊高大概為6mm，有益于耐磨性的提升。其中，堆焊工藝的具體參數(shù)如表2所示。

表2 堆焊工藝的具體參數(shù)

（3）為避免篦板兩側(cè)造成沖刷，頂部堆焊耐磨合金脫落，兩側(cè)使用Fe-Cr-v堆焊合金按井字型進行堆焊，焊層的實際高為5mm，寬約30mm。

（4）在進行堆焊的過程中，應(yīng)用低限電流以及短弧焊接，可以獲得非常高的耐磨性焊層組織[3]。

經(jīng)過實驗，輸送澳礦等塊狀物料為主的Fe-Cr-v耐磨堆焊合金堆焊篦板使用壽命不不低于1年，以粉狀物料為主的Fe-Cr-v耐磨堆焊合金堆焊篦板使用壽命不低于1年半。為滿足堆焊條件，篦板厚度不小于16mm。該種篦板由于需要進行堆焊作業(yè)，制作時間較長，而且同樣面臨著更換難度的問題。

4 NM400耐磨鋼板制作的篦板實驗分析

NM400是高強度耐磨鋼板（其化學(xué)成分見下表），具有相當高的機械強度，其機械性能是普通底合金鋼板的3倍到5倍。可顯著提高機械相關(guān)部件的磨損耐性，提高機械的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。其中N是耐（nai），M是（mo）兩個中文漢字的拼音字母。400則代表這種鋼板的平均布氏硬度。其熱處理方是高溫回火，淬火+回火（調(diào)質(zhì)）。

表3 NM400牌號和化學(xué)成分（Wt，%）

NM400耐磨鋼板可采用普通電弧焊、氣體保護焊進行焊接。焊接前需對鋼板進行預(yù)熱，鋼板熱加工溫度應(yīng)≤350℃。若鋼板熱加工文圖超過相變溫度，加工后需要進行低溫回火溫度250℃～ 350℃。

使用NM400制作的篦板具有較高的耐磨性，使用壽命和Fe-Cr-v耐磨堆焊合金堆焊篦板使用壽命相當。但是不需要進行堆焊，所以制作時間短。但是同樣面臨更換難度大，制作費用高的問題。

5 扦插U型耐磨卡槽的篦板實驗分析

圖1 U型耐磨卡槽示意圖

篦板的磨損主要集中在物料下料點附近，更換的篦板其他位置尚且完好，這對材料產(chǎn)生了極大的浪費。為此我們專門選用了一種U型的耐磨卡槽（圖1），此卡槽內(nèi)部以鋼板為基，焊接成U型，內(nèi)徑比篦板厚度（10mm）略寬，在卡槽表面進行耐磨處理。并將U型耐磨卡槽進行模塊化，以方便進行更換。如下圖所示，使用普碳鋼制作篦板，然后將U型耐磨卡槽套到篦板頂端,物料首先沖擊的是U型耐磨卡槽，U型耐磨卡槽磨損后，直接更換U型耐磨卡槽即可。由于U型耐磨卡槽只受上下沖擊力，不會出現(xiàn)掉落的問題。由于篦板套有耐磨卡槽，不會出現(xiàn)磨損，終身不用更換，只更換U型卡槽，簡單方便快捷。

根據(jù)所帶物料不同，我們使用了兩種U型耐磨卡槽。一種是以輸送塊礦為主或受沖擊力大的堆焊耐磨卡槽。在U型卡槽表面使用堆焊焊條進行堆焊處理（具體形式見本文3）。此類型的U型耐磨卡槽具有良好的耐沖擊能力。另一種以輸送粉狀物料為主的粘貼陶瓷耐磨襯板的耐磨卡槽，此種耐磨U型卡槽，制作方法是：提前按設(shè)計好的尺寸生產(chǎn)燒制U型陶瓷襯板，然后將U型卡槽表面拋光，使用環(huán)氧樹脂進行粘貼。四小時即可凝固使用。陶瓷襯板的主要成分為三氧化二鋁。具有很高的耐磨性，耐沖擊力稍差。耐磨陶瓷的基本性能如下表4。

我們將第一種U型耐磨卡槽應(yīng)用在了翻車機料倉篦板上，使用時間、耐磨性和耐沖擊力均達到了使用要求。第二種U型耐磨卡槽應(yīng)用在了混勻料取料流程，經(jīng)過半年的使用期，U型耐磨卡槽磨損量很小，達到預(yù)期使用效果。這兩種U型耐磨卡槽生產(chǎn)成本底，更換方便，節(jié)省人力。

6 結(jié)語

為了解決輸送機和料倉篦板磨損快、更換困難的問題，通過對方案1～5進行對比，最終選擇了扦插U型耐磨卡槽的篦板。這種方式具有延長篦板使用周期、降低材料成本、更換方便等特點。具有很好的推廣價值。