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本文作者：馬光輝作者單位：神華黃驊港務(wù)有限公司

1港口煤炭輸送系統(tǒng)襯板介紹

港口煤炭輸送系統(tǒng)襯板具有提升研磨介質(zhì)、研磨礦石，保護(hù)磨筒體的作用。選擇各種襯板主要考慮的是其對研磨介質(zhì)的提升效果、介質(zhì)的運行軌跡等。襯板材質(zhì)有鉻鉬合金鋼、中合金鋼、高鉻鑄鐵、錳鋼、橡膠、聚氨酯等，形狀有凸棱、波紋、角螺旋等。當(dāng)以粉碎為主要目的時，就要求襯板對研磨體的推舉能力較強，同時還應(yīng)具有良好的抗沖擊性能。比較幾種耐磨材料，以雙介質(zhì)淬火工藝中合金鋼性能最優(yōu)、使用壽命最長，優(yōu)越性在大中型球磨機中更明顯，性價比最高，因此現(xiàn)在港口煤炭輸送系統(tǒng)大多采用雙介質(zhì)淬火工藝中合金鋼或鉻鉬合金鋼襯板。這類合金耐磨鋼板具有以下特點：

（1）高耐磨性。合金層的化學(xué)成分中碳含量達(dá)4%～5%，鉻含量高達(dá)25%～30%，其金相組織中Cr7C3碳化物的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到50%以上，宏觀硬度為56～62HRC，碳化鉻的硬度為1400～1800HV。由于碳化物與磨損方向相垂直而分布，因此即使與同成分和硬度的鑄造合金相比較，其耐磨性能也提高了一倍以上。例如，該合金鋼的耐磨性比低碳鋼高20～25倍，比高鉻鑄鐵高1.5～2.5倍。

（2）良好的耐沖擊性。復(fù)合耐磨鋼板的底層為低碳鋼、低合金鋼、不銹鋼等韌性材料，可以承受研磨介質(zhì)的載荷，而耐磨層抵抗磨損介質(zhì)的磨損，因此有良好的耐沖擊性，可以在物料輸送系統(tǒng)中承受高落差料斗的沖擊和磨損。

（3）較好的耐熱性。耐磨層推薦在≤600℃工況下使用，若在合金層中加入釩、鉬等合金，就可以承受≤800℃的高溫磨損。推薦使用溫度如下：普通碳鋼基板應(yīng)在≤380℃工況下使用；低合金耐熱鋼板（15CrMo、12Cr1MoV等）基板應(yīng)在≤540℃工況下使用；耐熱不銹鋼基板應(yīng)在≤800℃工況下使用。

（4）較高的耐腐蝕性。耐磨復(fù)合鋼板的合金層中含有高百分比的金屬鉻，故具有一定的防銹和耐腐蝕能力，常用于焦化廠耐磨鋼板、農(nóng)業(yè)機械堆焊耐磨板、港口碼頭襯板中。

2港口煤炭輸送系統(tǒng)工作中對襯板的實際需求

以煤炭裝卸為主的港口，煤炭輸送系統(tǒng)中的相關(guān)設(shè)備如翻車機、皮帶機、裝船機以及堆料機等的消耗非常大。這些傳輸設(shè)備所使用的襯板材料通常為高鉻鑄鐵，該材料通常適用于高應(yīng)力磨料磨損的狀況，在機械、冶金和采礦以及礦產(chǎn)品加工等行業(yè)應(yīng)用廣泛。但應(yīng)考慮到的問題是，煤炭輸送加工的工作狀況并不是單一的，若不考慮輸送設(shè)備的實際工作狀況而將高鉻鑄鐵應(yīng)用到所有工況的各種設(shè)備上，將造成某處襯板磨損尤其嚴(yán)重，必須頻繁進(jìn)行更換，這在很大程度上將會提高材料和維修的費用，甚至將對設(shè)備的性能和使用壽命造成影響。港口煤炭輸送系統(tǒng)中的磨損主要有鑿削碰撞和擦傷性低應(yīng)力磨損2種形式。鑿削性的碰撞磨損主要在皮帶機、堆料機的頭部拋料漏斗以及翻車機的拋料漏斗等部位產(chǎn)生，擦傷性的低應(yīng)力磨損主要在皮帶機的導(dǎo)料槽、翻車機的震動給料器以及裝船機的溜筒等部位產(chǎn)生。港口煤炭連續(xù)運輸系統(tǒng)所運送的煤炭具有較大的體積和重量，同時在運送過程中將對襯板造成猛烈的撞擊，所以為了防止襯板斷裂，選擇的襯板材料應(yīng)具有相當(dāng)高的韌性和耐磨性。高鉻鑄鐵具有較高的硬度，然而韌性相對較差，在沖擊強烈的部位使用該材料的襯板一段時間后，將導(dǎo)致這些部位的襯板產(chǎn)生碎裂現(xiàn)象。筆者總結(jié)了輸送系統(tǒng)中襯板應(yīng)用的多種狀況，并結(jié)合工作實踐對襯板結(jié)構(gòu)和材質(zhì)進(jìn)行了改造，將原有的高鉻鑄鐵襯板改成格子狀，按照襯板原有尺寸，以厚14～20mm的16Mn為底板，并在其上鉆出固定螺栓孔，而后將厚度為10mm的16Mn板用剪板機剪成50mm的格子板，按照100mm間隔將剪裁好的格子板焊接在底板上。改造后的煤炭輸送系統(tǒng)襯板在使用一段時間后，由于格子狀的設(shè)計使得細(xì)小的煤粉附著和堆積到襯板的格子內(nèi)部，減緩了煤炭對襯板的沖擊和磨損；同時格子還起到了筋板的作用，提高了襯板的剛度和韌性。將襯板的材料改造為16Mn鋼，在很大程度上提高了襯板的韌性，同時也使改造的成本相對降低。改造完成后，港口煤炭輸送系統(tǒng)襯板的更換時間得到延長，原本半年左右就需要更換的襯板，現(xiàn)在使用時間延長到了2.5～3年。

而針對存在擦傷性低應(yīng)力磨損的襯板，若并不處于設(shè)備的特殊工況或者特殊設(shè)備的位置，則依舊可采用高鉻鑄鐵材料；而若處于特殊的位置或工況，則應(yīng)以實際需要為準(zhǔn)，選擇合適的輸送系統(tǒng)襯板。比如電磁除鐵器部位，為了防止襯板在使用過程中受到磁性干擾，其襯板材料應(yīng)選擇不銹鋼。而對于更換困難或不易停止運行的部位，則應(yīng)選擇耐磨性較強的襯板材料，以盡量減少襯板更換的次數(shù)。比如在翻車機的振動給料器部位，其襯板更換十分不便，由此可采用陶瓷襯板，將陶瓷襯板通過專用的粘合劑粘貼在振動給料器母板上。陶瓷襯板的耐磨性能相對較高，其使用時間將近是高鉻鑄鐵的3倍。

3硬面堆焊雙金屬復(fù)合耐磨板的優(yōu)勢

硬面堆焊雙金屬復(fù)合耐磨板主要應(yīng)用于以下電力行業(yè)的設(shè)備中：風(fēng)機葉片、燃燒器管線、堆取料機料斗、料倉襯板、磨煤機襯板、煤粉輸送管、煤粉分配器隔板、卸煤設(shè)備襯板、風(fēng)扇磨煤機打擊襯板、輸料槽和料斗內(nèi)襯、破碎機部件、出灰管、空氣處理系統(tǒng)、磨煤機出口以及落煤管道。

復(fù)合堆焊雙金屬耐磨板由普通基材和抗磨層2部分組成，抗磨層與基體完全是冶金結(jié)合，所以不必?fù)?dān)心耐磨層脫落的問題。抗磨層一般占總厚度的1/3～2/3。在耐磨層復(fù)合加工過程中，抗磨層呈龜裂狀態(tài)，有利于復(fù)合耐磨鋼板的變形，但是其裂紋卻不能延伸到基體內(nèi)，否則就會影響基體的承載能力。抗磨層與基體間更不能存在裂紋，否則耐磨層會在變形等加工過程中或在使用中出現(xiàn)脫落，起不到抗磨作用。高鉻合金耐磨堆焊復(fù)合板是一種新型的高耐磨復(fù)合材料，它采用自動金屬電弧堆焊的新工藝方法，在鋼板上形成過共晶高鉻合金耐磨層。耐磨堆焊復(fù)合板特別適用于泥沙、礦石、粉塵、煤渣等直接磨擦的機件的表面強化。此外耐磨堆焊復(fù)合板還具有較好的耐高溫性能，在700℃以下具有較高的硬度和抗氧化性，適用于各種磨料磨損的工況條件。堆焊復(fù)合板耐磨層表面平整，在堆焊過程中耐磨層通過形成細(xì)小均勻的裂縫釋放應(yīng)力，以保持整幅板面的平整，限制應(yīng)力集中的發(fā)生，其裂縫僅局限于硬層內(nèi)，使用過程中也不會向韌性很好的鋼板中擴展。

4煤炭輸送系統(tǒng)襯板結(jié)構(gòu)的改造

4.1襯板布置不合理造成的問題

當(dāng)前，港口煤炭連續(xù)輸送系統(tǒng)皮帶機的堆料轉(zhuǎn)接塔襯板布置一般考慮的是母體筋板對襯板孔造成的影響，襯板的加入是為了保護(hù)母體，然而這樣的布局形式往往難以完全發(fā)揮出襯板的作用。雖然國內(nèi)外對襯板材料的研究較多，但大多集中于解決耐磨材料使用壽命方面，而在很大程度上忽略了襯板對設(shè)備母體保護(hù)作用的研究。以港口煤炭連續(xù)輸送系統(tǒng)中皮帶機的襯板使用狀況為例，由于襯板布置不合理，在襯板與襯板之間形成了5～10mm的縫隙，雖然某些時候加工精度大于10mm，但襯板縫隙沿著貨物的流動線路順序布置，構(gòu)成了貫穿整個轉(zhuǎn)接塔的縱向溝槽，致使煤炭在運輸過程中沿著這條縱向的溝槽與母體直接接觸，將母體摩擦成了縱向開口的形式，從而導(dǎo)致物料泄漏嚴(yán)重。在對母體維修時，只能從母體的外側(cè)進(jìn)行修補焊接，然而修整好的母板又將沿著縫隙被磨穿，嚴(yán)重的部位甚至?xí)蛏?層補丁，最后只能更換新的母板，這對系統(tǒng)的生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的影響，從而在很大程度上造成了經(jīng)濟損失。

4.2襯板結(jié)構(gòu)設(shè)置

針對上述襯板布置中預(yù)留縫隙造成的損失，可采用以下2種方式進(jìn)行修補：（1）改變襯板高度。原有煤炭輸送系統(tǒng)的襯板高度一般超過400mm，現(xiàn)可將襯板高度降低一半，大約為200mm。同時在襯板的布置過程中采用交錯布置的方式，將襯板縱向之間的間隙溝槽大約控制在200mm范圍內(nèi)，這樣就使物料在輸送過程中很大程度上不與母體直接接觸，也就減少了物料對母體的摩擦。（2）新增一層保護(hù)層。也就是在襯板與母體之間，通過增加廢舊聚酯帶為長度減小的溝槽母體增加一層保護(hù)，以減少大塊物料對于母體的沖擊。在更換襯板過程中，應(yīng)同時更換磨損的膠帶，這樣就有效保護(hù)了轉(zhuǎn)接塔母體。

4.3襯板設(shè)計結(jié)構(gòu)改造的作用

襯板的布置合理使輸送系統(tǒng)中的母板得到了有效的保護(hù)，改造完成后具有明顯的效果，即使在裝卸力度較大的煤炭系統(tǒng)中，也并未磨損轉(zhuǎn)接塔母板。襯板改造完成后的作用主要體現(xiàn)在以下3個方面：（1）有效地保護(hù)了母體。新的襯板結(jié)構(gòu)對轉(zhuǎn)接塔的母體建立了完善的保護(hù)措施，有效延長了襯板的使用壽命，減少了襯板故障發(fā)生的次數(shù)，從而降低了襯板更換和維修的成本，為生產(chǎn)的持續(xù)奠定了良好的基礎(chǔ)。（2）保證了轉(zhuǎn)接塔母板的完整性。改造完成后的轉(zhuǎn)接塔母板解決了物料泄漏問題，保證了持續(xù)的生產(chǎn)和輸送，同時也降低了對物料運輸體系的維修頻率以及物料清掃工作的強度。（3）便于維修。在煤炭輸送系統(tǒng)襯板改造后，襯板的大小和厚度都在一定程度上得到了縮減，由此維修更換就更為容易；且即使襯板脫落，也不會造成劃扯膠帶事故，從而提高了系統(tǒng)運行的安全性。

5結(jié)語

綜上所述，在港口煤炭輸送系統(tǒng)中，襯板的材料選擇和結(jié)構(gòu)布置對整個輸送系統(tǒng)的運行有著直接的影響。由此應(yīng)重視襯板的質(zhì)量和性能，通過持續(xù)的考察和評估，明確所選擇的材料是否能承受港口煤炭輸送系統(tǒng)運行的負(fù)荷。同時應(yīng)調(diào)整襯板布置結(jié)構(gòu)，以提高襯板的性能，這對港口煤炭輸送系統(tǒng)運輸效率的提高有著現(xiàn)實的指導(dǎo)意義。