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高硬度耐磨襯板在裝卸設備的應用研究
2020-09-08 15:46:31

襯板安裝于散貨機械設備漏斗內壁,是漏斗保護不可缺少的易損部件。常見的散貨作業如礦石、 煤炭一經流過漏斗,必然給漏斗襯板造成強烈的沖擊磨損。磨損到達一定程度,襯板就要更換。為了減少更換次數,提高襯板壽命,幾年來,公司技術人員不斷摸索,研究出了不同材料的襯板,如堆焊耐磨襯板、陶瓷襯板、橡膠襯板、鑄鋼襯板、高鉻襯板等。 據了解,多數從事礦石、煤炭作業的企業,使用鑄鋼襯板最為普遍。原因是鑄鋼襯板硬度較高,能夠承受礦石物料的劇烈沖擊。另外,襯板形狀簡單,通過 批量鑄造生產,價格比較便宜。

評價襯板的使用壽命,通常采用2種計量方式: 一是襯板在漏斗上的過料時間;二是物料流經漏斗 的噸數。筆者長期從事礦石作業管理,幾年來的數 據積累和統計顯示,礦石作業中使用的鑄鋼襯板的 使用壽命一般為200萬~ 300萬t。南非礦砂對襯 板磨損最為嚴重,壽命為100萬~ 150萬t。對磨損到量的襯板進行更換是常見的設備維修項目。可是,如果需要更換的襯板過多,就會制約設備的高效運行。

圖(1)是帶有螺栓孔的堆焊耐磨襯板

通常裝卸設備使用率為40% ~ 50%,每年襯板 更換也不過兩三次,更換襯板的時間也能夠保證。 但是,如果設備使用率上升到70% ~ 80% ,情況則 絕然不同,這意味著設備除去必要的作業準備時間、 職工換班時間,其他時間全部用于裝卸作業。若長期以70% ~ 80%的使用率運行,不僅換襯板時間難找,需要更換的襯板數量也隨著設備作業量的增長而急劇增加。一般來說,一條生產流程都是由多臺設備一同作業,參與作業的襯板總量加起來超過百噸,襯板更換點多、量大,有時會影響正常生產進度。 所以,越是高使用率的流程設備,襯板壽命問題越不 容忽視,解決問題的落腳點應該是,既要滿足設備滿 負荷生產運行,又要襯板磨損輕、壽命長。

帶著這個問題,我們多次對70Cr、90Cr鑄鋼襯板進行跟蹤檢測,從中得知,襯板硬度即使達到硬度值HRC40 ~54,也不能在礦石作業中呈現出較高的使用壽命。分析認為,鑄鋼襯板在熔煉過程中,無論怎樣加人能夠使襯板變硬的金屬,都不能使組織密度提高,結果金屬組織疏松,導致耐磨性差。襯板壽 命短的另外一個原因在于襯板結構。圖1所示為普 通鑄鋼襯板,當被礦石物料磨損到圖中虛線位置時, 襯板就很容易脫落,為了避免襯板脫落,必須在臨近 虛線位置前,大約剩余1/4 ~ 1/3襯板厚度的時候, 把它換下來。這是一種浪費,無疑降低了襯板的有 效使用壽命。

圖(2)普通耐磨襯板的安裝方法

最容易想到的提高襯板壽命的辦法是增加襯板厚度。厚度增加1倍,磨損時間自然增加接近1 倍,但是笨重的襯板增加了員工的勞動強度,施工中 存在安全隱患。另一種方法是,在襯板上面鑄造上 3 ~5 cm高的肋筋,或者焊接一些零散型鋼,在襯板 表面形成網格分布,作業中網格中會積存一定數量 的物料,形成“料打料”,有效減少對襯板的沖擊磨 損。這種方法對于礦砂作業比較適合,而對于黏度 大、流動性差的貨種,將不僅造成清料困難,而且容 易引起漏斗堵塞。總之,上述2種辦法都不夠理想。

對于流程化、高使用率的裝卸設備,襯板的耐磨性能是首先要考慮的,兼顧施工、放料通暢等因素, 襯板還應輕便、表面光滑平整、防墜落、低成本。按 照這些要求,我們嘗試使用了防墜型高硬度耐磨襯板,見圖2。其特點在于,即使襯板被磨凈(磨得沒 有了)也不會出現脫落,這個過程也正是襯板被充 分利用、充分延長壽命的過程。另一方面,防墜襯板的材質也有重大革新,不再使用鑄鋼工藝,而是采用錳含量較高的優質碳素結構鋼制作。碳素結構鋼組織密度非常高,再經過熱處理,硬度達到HRC52 ~ 58。整個設計把襯板的密度、硬度、結構都做了通盤 考慮,因而堆焊襯板具備良好的耐磨性能。正是因 為耐磨性好,堆焊襯板比一般鑄鋼襯板薄,僅為16 mm左右。襯板上表面光滑如鏡,放料極其通暢。

使用結果表明,堆焊襯板與傳統的高鉻襯板相比,材質利用率提高25%,更換周期延長2 ~3倍, 材料單耗成本降低40% ,有效地消除了因墜落產生 的安全隱患,為流程生產組織帶來極大方便。綜合情況見表1(表中的“磨損量”為流經漏斗每100萬t 物料的磨損量)。

圖(3)是堆焊高硬度耐磨襯板的安裝方法

備注:螺栓固定耐磨襯板的注意事項

表1KN高硬度耐磨襯板性能表

貨種漏斗襯板通道襯板振動器襯板導料板襯板(肋筋結構)

磨損量/mm更換周期/萬t磨損量/mm更換周期/萬t磨損量/m叫更換周期/萬t磨損量/mm更換周期/萬t

巴礦1.38001.57001.47502.0400

澳礦1.09001.28001.18501.5500

南礦1,66001.85501.76002.5300

印礦1.18001.37001.27001.4400

煤炭0.71 3000.81 2000.71 3001.5800

技術資料

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