鋼繩芯膠帶接頭熱硫化操作分析

許維維，李愛玲，張發貴，王為民，郭元猛，陳 林，陳麒任

（云南華聯鋅銦股份有限公司，云南文山 663701）

0 引言

近年來，隨著市場對能源的需求量的不斷上升，加速了企業對礦產資源的開采，帶式輸送機作為最常見的物料運輸裝置，是礦山資源開采中不可或缺的設備。隨著科學技術水平的不斷提高，帶式輸送逐漸向智能化、大型化方向發展，它的改革創新技術逐步進入了一個飛速發展的階段，帶式輸送機具有輸送種類廣泛，結構簡單，適用性強，便于安裝與維護，可實現大傾角長距離運輸，耗能較低，操作簡單等優點，被廣泛用于各大礦山企業、港口、制造業、鋼鐵企業、輕工業、冶煉企業等。鋼繩芯輸送帶作為帶式輸送機的核心部件，起到了動力傳遞和物料承載的雙重作用，直接影響帶式輸送機的轉運能力。在帶式輸送機上，輸送帶膠接頭作為整條輸送帶最薄弱位置，決定了輸送帶的使用壽命和運行可靠性，因此合理的硫化方法和標準的操作，將成為硫化接頭質量的決定性條件。

1 硫化前期準備工作

在實際生產過程中，鋼繩芯輸送帶常見的故障為硫化接頭處斷裂，從而導致設備停機，影響正常生產的進行，因此輸送帶接頭硫化必定是以輸送機停機維護為前提。皮帶接頭熱硫化過程中時間的長短將直接影響設備開機率和完好率及接頭硫化合格率，造成工藝流程停機過長進而帶來巨大的間接經濟損失。因此皮帶硫化前準備工作開展是否全面，將極大程度影響硫化過程中時間的長短，進而影響生產。經過近年對鋼繩芯輸送帶硫化過程的研究與工作總結，硫化前期準備工作基本可以概括為“人、機、料、法、環”全面質量管理理論中的5 個影響因素。

（1）“人”指人員準備。按照12 人/班（12 h），兩班輪換作業，額外現場配備現場安全監督人員1 人、技術員1 人。

（2）“機”指硫化過程所采用的工器具。按照硫化過程，可將硫化設備分為硫化基礎性工器具、硫化過程輔助工器具和安全防護工器具：①硫化基礎性工器具，主要包括硫化平臺、硫化機、硬度計（TH200 邵氏）等，是硫化過程最核心且不可替代的硫化前提以及質量檢測工具；②硫化過程輔助工器具，主要包括工刀及刀片、磨光機、鋼板尺、角度尺（22°樣尺）、胡桃鉗、鋼筋鉗、便攜式X 射線探傷儀、橡皮錘、排氣錐、毛刷、鋼盆、手拉葫蘆等；③安全防護工器具，包括刀片定點回收箱、滅火器、勞動防護用具等。

（3）“料”指作業原材料的準備。熱硫化接頭材料主要包括上蓋面膠、下蓋面膠、芯膠、膠漿、120#溶劑汽油等，膠漿可采用成品膠漿也可以用芯膠與120#容積汽油溶解自制，其中根據需求可調整芯膠和120#容積汽油的配比，已報根據濃度需求可按照1∶8～1∶3 進行配比，通常情況下膠料及膠漿的保質期約3 個月，需在恒溫冷藏柜內定置儲藏。

（4）“法”指作業過程所需要的方法，包括鋼絲繩的整理工作、膠帶對中及固定、放置下蓋膠、搭接鋼絲繩、鋪上蓋膠、連接機架、硫化、溫度校驗、接頭校驗等。

（5）“環”指作業環境準備：硫化作業需保持現場干燥、無塵、整潔、嚴禁煙火，條件允許時也可以采用簡易無塵室可移動式潔凈房。

（6）“測”指硫化接頭最后的評價標準。

2 熱硫化接頭流程及技術要求

2.1 熱硫化接頭流程

皮帶接頭熱硫化大致可分硫化前準備工作、確定接頭參數、皮帶接頭刨割、鋼絲繩打磨和清洗、放置下硫化板、膠帶對中及固定以及硫化質量檢測等12 個大的工藝步驟（圖1）。

圖1 熱硫化接頭流程

2.2 硫化關鍵步驟技術要求

皮帶接頭按照鋼繩搭接方式不同可分為一級、二級和三級3 種搭接形式；按照兩皮帶頭搭接線搭接形式通常又可分為直角搭接、斜角搭接及人形搭接[1]。具體形式要結合實際工況，針對ST3150-1000-12s+8 按規范需采用斜角三級接頭，其優點是具有較好的接頭強度，同時極大程度降低清掃器對接頭的剮蹭撕裂[2]。

（1）上、下蓋面膠材料的準備。針對ST3150 鋼繩芯皮帶硫化接頭的尺寸一般為2480 mm，為提高接頭強度在硫化機尺寸滿足的前提下可適當延長接頭長度（圖2）：①已A1點做皮帶垂直線畫出A2；②按照硫化機角度（22°）計算出A1B1距離（400 mm），在皮帶接頭端內側按照預留2480 mm 接頭尺寸找到B1點，同時計算出皮帶總端頭A1C1長度2880 mm，并標定C1點；③連接A2B1即為接頭刨割斜線；④C1D1和C2D2為皮帶接頭封口膠寬度（30～50 mm）。D1D2在刨割過程要保證成45°斜口，提高接頭封口膠在皮帶深度方向的接觸面積。

圖2 鋼繩芯皮帶硫化接頭示意

（2）鋼繩剪切與打磨：鋼繩按照尺寸進行剝離后，需使用美工刀和砂紙在不傷害鋼繩的前提下，盡可能的將鋼絲繩表面打磨干凈或圓潤成粗糙狀。為了不傷害鋼絲繩，可以在其表面上留有0.5 mm 左右厚的無棱角橡膠層，在保護鋼繩受到損傷的作用下同時增加鋼絲繩與接頭膠料的粘合效果，基準線坡面及過渡斜面均需打磨粗糙，并清洗干凈。

（3）膠帶對中：膠帶對中時每端膠帶做3 個寬度方向中心點，每點間隔大于等于3 m，保證去除接頭后中心線長度大于等于5 m。

（4）涂抹膠漿：先使用干凈的毛刷（不掉毛）蘸120#汽油進行清洗，待溶劑完全揮發后再對其上涂刷膠漿，涂刷2～3 遍。在涂刷漿時，一定要按照涂膠順序，在第一遍膠漿基本干燥（不沾指甲），再涂第二遍膠漿。

（5）均布鋼絲繩及膠條：擺放鋼繩時注意鋼繩的直線度以及鋼繩間的間距（鋼繩之間平行、間距一致，用膠條填充，膠條長度按照填充長度1/2～2/3，汽油清洗后可拉長）。

（6）硫化溫度：145±5 ℃。根據皮帶厚度決定，一般皮帶厚度在8～12 mm 可按照145 ℃進行設定，皮帶厚溫度適當提高，皮帶薄適當降低，硫化過程開始后嚴禁斷電。

（7）硫化壓力：硫化接頭時硫化壓力一般取1.5～1.8 MPa。膠帶較薄，應選用下限，膠帶較厚應選用上限。在開始硫化溫度到100 ℃時壓力可提升至1.0～1.2 MPa，當溫度達到硫化溫度壓力需保證達到設定硫化壓力，硫化全過程取專人看管硫化壓力值，保證壓力基本沒有波動[3]。

（8）硫化時間：硫化時間是以硫化板實際溫度從常溫加熱到硫化溫度后（145±5 ℃），時開始統計時間。硫化時間的選擇主要受被硫化膠帶種類、帶面厚度、外界氣溫等因素的不同而存在一定差異，通常在帶面越后可適當增加硫化溫度，鋼絲帶一般為45 min。當硫化結束后，需使硫化皮帶自然冷卻至80 ℃以下，可以采取水冷方式。

3 硫化結果檢測及原因分析

（1）硬度檢測。皮帶接頭硫化后需采用邵氏硬度計對接頭硬度進行測量，硬度值一般在65±5 H 為合格值[4]。硬度值大于70 H皮帶接頭抗折彎能力差，接頭易開裂；硬度值小于60 H，皮帶接頭強度和耐磨性差，長時間使用斷帶風險大（圖3）。

圖3 邵氏硬度計

（2）表面質量檢查。檢查表面是否存在鼓包、缺料、凸臺、褶皺等非正常現象，如果存在需增加硬度檢測點的密度，結合硬度值進行確認。經過長期實踐，一般在硬度達到標準，局部小缺陷臨時處理后基本不影響接頭使用（圖4）。

圖4 硫化后皮帶接頭

4 總結

（1）充分的前期準備工作可以極大程度提高皮帶接頭熱硫化的操作周期。

（2）嚴格管控美工刀、硫化機、無塵室可移動式潔凈房等工器具，對操作安全、提高接頭制作成功率有直接影響。

（3）嚴格管控硫化工藝過程，強化硫化工藝步驟的逐步檢驗、驗收，提高硫化質量，提升接頭硫化成功率。