原料场料仓和皮带机漏斗篦板长寿命优化研究

侯春祥，杜少永，辛海滨

（河钢邯钢集团物流公司，河北 邯郸 056000）

钢铁企业原料场在物料输送过程中，处于安全考虑，同时为了防止大块物料和铁器杂物进入下游，发生堵漏斗、划皮带等事故。为防止此类事故的发生，通常做法是料仓仓口和可逆配仓带式输送机仓口加装篦板。以我邯钢物流公司二料场为例，由于篦板为普碳钢制作，加之直接受物料冲击，篦子冲击点磨损很快，只对篦板磨损通常一个篦板使用寿命约3个月。篦子制作和更换成本一直很高[1]。

为此，我们就如何提高篦板使用寿命进行了一系列改造，并对各改造方案进行了分析，最终选择最优方案[2]。

1 普碳钢制作的篦板实验分析

邯钢物流公司二料场选用的是宽100mm、厚10mm的普碳钢（Q235）进行制作。普碳钢耐磨性较差。篦板随着使用会变薄，到使用后期会发生变形、脱落。进而引发其他设备事故。导致篦板制作和更换成本较高。

2 加厚型普碳钢制作的篦板实验分析

鉴于普碳钢制作的篦板的缺点，我们对篦板制作材料进行了加厚和加宽，使用宽150mm、厚16mm的普碳钢钢板制作。经过实验，篦子使用寿命增加了1.5倍。由于对篦子进行了加宽加厚处理，篦子不会出现变形等问题，但是由于篦板质量加重，篦板更换难度大大增加。

3 Fe-Cr-v耐磨堆焊合金堆焊篦板实验分析

Fe-Cr-v堆焊合金（堆焊合金化学成分见表1）中铁素体以及马氏体共同构成了基体组织，碳化物主要包括（Cr，Fe）23C6。Fe-Cr-v堆焊合金当中的晶界碳化物（Cr，Fe）23C6的分布为条状以及断续网状分布，可形成耐磨骨架，阻碍磨粒锲入、减少磨粒切削量。避免连续网状碳化物产生非常强烈的脆性，使堆焊合金产生非常理想的耐磨性。

表1 堆焊合金化学成分（质量分数，%）

结合堆焊合金的特征以及耐磨性实验结果。篦板的主要受力点和冲刷点在篦板顶部，顶部最先出现磨损问题。可使用堆焊Fe-Cr-v耐磨堆焊合金的方式来提高篦板的使用寿命。其中，堆焊的具体步骤包括：

（1）对篦板顶部的表面进行有效清洁，将铁锈和灰土进行清除。

（2）针对篦板顶部易磨损的问题，按三字型实施堆焊工作，焊高大概为6mm，有益于耐磨性的提升。其中，堆焊工艺的具体参数如表2所示。

表2 堆焊工艺的具体参数

（3）为避免篦板两侧造成冲刷，顶部堆焊耐磨合金脱落，两侧使用Fe-Cr-v堆焊合金按井字型进行堆焊，焊层的实际高为5mm，宽约30mm。

（4）在进行堆焊的过程中，应用低限电流以及短弧焊接，可以获得非常高的耐磨性焊层组织[3]。

经过实验，输送澳矿等块状物料为主的Fe-Cr-v耐磨堆焊合金堆焊篦板使用寿命不不低于1年，以粉状物料为主的Fe-Cr-v耐磨堆焊合金堆焊篦板使用寿命不低于1年半。为满足堆焊条件，篦板厚度不小于16mm。该种篦板由于需要进行堆焊作业，制作时间较长，而且同样面临着更换难度的问题。

4 NM400耐磨钢板制作的篦板实验分析

NM400是高强度耐磨钢板（其化学成分见下表），具有相当高的机械强度，其机械性能是普通底合金钢板的3倍到5倍。可显著提高机械相关部件的磨损耐性，提高机械的使用寿命，降低生产成本。其中N是耐（nai），M是（mo）两个中文汉字的拼音字母。400则代表这种钢板的平均布氏硬度。其热处理方是高温回火，淬火+回火（调质）。

表3 NM400牌号和化学成分（Wt，%）

NM400耐磨钢板可采用普通电弧焊、气体保护焊进行焊接。焊接前需对钢板进行预热，钢板热加工温度应≤350℃。若钢板热加工文图超过相变温度，加工后需要进行低温回火温度250℃～ 350℃。

使用NM400制作的篦板具有较高的耐磨性，使用寿命和Fe-Cr-v耐磨堆焊合金堆焊篦板使用寿命相当。但是不需要进行堆焊，所以制作时间短。但是同样面临更换难度大，制作费用高的问题。

5 扦插U型耐磨卡槽的篦板实验分析

图1 U型耐磨卡槽示意图

篦板的磨损主要集中在物料下料点附近，更换的篦板其他位置尚且完好，这对材料产生了极大的浪费。为此我们专门选用了一种U型的耐磨卡槽（图1），此卡槽内部以钢板为基，焊接成U型，内径比篦板厚度（10mm）略宽，在卡槽表面进行耐磨处理。并将U型耐磨卡槽进行模块化，以方便进行更换。如下图所示，使用普碳钢制作篦板，然后将U型耐磨卡槽套到篦板顶端,物料首先冲击的是U型耐磨卡槽，U型耐磨卡槽磨损后，直接更换U型耐磨卡槽即可。由于U型耐磨卡槽只受上下冲击力，不会出现掉落的问题。由于篦板套有耐磨卡槽，不会出现磨损，终身不用更换，只更换U型卡槽，简单方便快捷。

根据所带物料不同，我们使用了两种U型耐磨卡槽。一种是以输送块矿为主或受冲击力大的堆焊耐磨卡槽。在U型卡槽表面使用堆焊焊条进行堆焊处理（具体形式见本文3）。此类型的U型耐磨卡槽具有良好的耐冲击能力。另一种以输送粉状物料为主的粘贴陶瓷耐磨衬板的耐磨卡槽，此种耐磨U型卡槽，制作方法是：提前按设计好的尺寸生产烧制U型陶瓷衬板，然后将U型卡槽表面抛光，使用环氧树脂进行粘贴。四小时即可凝固使用。陶瓷衬板的主要成分为三氧化二铝。具有很高的耐磨性，耐冲击力稍差。耐磨陶瓷的基本性能如下表4。

我们将第一种U型耐磨卡槽应用在了翻车机料仓篦板上，使用时间、耐磨性和耐冲击力均达到了使用要求。第二种U型耐磨卡槽应用在了混匀料取料流程，经过半年的使用期，U型耐磨卡槽磨损量很小，达到预期使用效果。这两种U型耐磨卡槽生产成本底，更换方便，节省人力。

6 结语

为了解决输送机和料仓篦板磨损快、更换困难的问题，通过对方案1～5进行对比，最终选择了扦插U型耐磨卡槽的篦板。这种方式具有延长篦板使用周期、降低材料成本、更换方便等特点。具有很好的推广价值。