雙金屬復層耐磨鋼板在重介淺槽分選機的應用

霍永軍

摘 要：雙金屬復層耐磨襯板應用于重介淺槽分選機，解決了普通襯板磨損速度過快的問題，淺槽襯板使用壽命提高了3至5倍，延長了淺槽襯板的維護保養(yǎng)周期，對設備使用產(chǎn)生了深遠的影響。

關鍵詞：雙金屬復層；耐磨板；重介淺槽；底襯板

選煤廠重介淺槽分選工藝簡單，自動化程度高，分選效率高，處理能力大，精煤回收率高，易于操作和維修。由于介質(zhì)的沖刷、部件之間及部件與物料間的摩擦，使一些磨損消耗件的使用壽命降低，需要用戶在使用過程中逐步發(fā)現(xiàn)、優(yōu)化，如淺槽滑道、底襯板等。磨損件的更換大大增加了檢修工作量，還影響生產(chǎn)進度。所以好的耐磨材料的選擇直接影響設備的使用壽命和維護周期。

一、重介淺槽分選機簡介

（一） 重介淺槽的結(jié)構特點

重介分選機的槽體是一個槽式金屬結(jié)構件。槽體長邊兩側(cè)分別設有入料箱和溢流堰。入料箱底部設有水平流介質(zhì)管，為淺槽分選機提供水平介質(zhì)流。上升介質(zhì)流通過槽體底部的上升介質(zhì)流斗進入槽體。槽體底部鋪有一層帶孔的耐磨襯板，槽體長邊兩側(cè)下部各有一條刮板鏈滑道，刮板沿滑道移動，將矸石從槽體頭排出。

（二） 重介淺槽的工作原理

重介質(zhì)淺槽分選機依據(jù)密度不同對煤炭進行分選，低于介質(zhì)密度的輕產(chǎn)物會漂浮在上方，并在水平流的作用下流過溢流堰，成為精煤產(chǎn)品；高于工作介質(zhì)密度的物料即為矸石，會沉到槽體底部，由低速運轉(zhuǎn)的鏈刮板刮出淺槽分選機。

二、雙金屬復層耐磨鋼板概述

雙金屬復層耐磨鋼板是專供大面積磨損工況使用的板材產(chǎn)品，是在韌性、塑性很好的普通低碳鋼或者低合金鋼表面通過堆焊方法復合一定厚度的硬度較高、耐磨性優(yōu)良的耐磨層而制成的板材產(chǎn)品。耐磨層一般占總厚度的1/3–1/2。工作時由基體提供抵抗外力的強度、韌性和塑性等綜合性能，由耐磨層提供滿足指定工況需求的耐磨性能。

耐磨層主要以鉻合金為主，同時還添加錳、鉬、鈮、鎳等其它合金成份。利用電弧的方式將高達20–30%的碳化鉻合金結(jié)合到合適的鋼鐵基板上構成的復合耐磨層板。該層板堆焊層材質(zhì)均勻，外觀規(guī)則，耐磨層金相組織中的碳化物呈纖維狀分布，且與表面垂直，表面硬度可達到HRc58–62。合金碳化物在高溫下有很強的穩(wěn)定性，保持較高的硬度，同時還具有很好的抗氧化性能，在500℃以內(nèi)完全正常使用。

三、雙金屬復層耐磨鋼板的性能描述

（一）優(yōu)秀的耐磨性

由于碳化物層與磨損方向相垂直分布，即使與同成分和硬度的鑄造合金相比較，耐磨性能提高一倍以上。與幾種典型的材料耐磨性對比如下：

1.與低碳鋼；20～25：1

2.與鑄態(tài)高鉻鑄鐵；1.5～2.5：1

（二）良好的耐沖擊性

耐磨復合鋼板的基板為低碳鋼或低合金不銹鋼等韌性材料，耐磨層和基材之間是冶金結(jié)合，結(jié)合強度高，可在受沖擊的過程中吸收能量，耐磨層不會脫落，體現(xiàn)雙金屬的優(yōu)越性，耐磨層抵抗介質(zhì)的磨損，基板承受介質(zhì)的載荷，因此有良好的耐沖擊性?？梢詰玫秸駝?、沖擊較強的工況條件下，這一點是鑄造耐磨材料和陶瓷材料所不及的；

（三）良好的耐腐蝕性

耐磨復合鋼板的合金層中含有高百分比的金屬鉻，故具有一定防銹和耐腐蝕能力。用于落煤筒和漏斗等場合可以做到防止粘煤。

（四）品種規(guī)格齊全

耐磨鋼板規(guī)格全，品種多，已成商品系列化。耐磨合金層的厚度在3～20mm。復合鋼板的厚度最薄為6mm，厚度不限。目前，標準耐磨鋼板可提供1200或1450×2000mm，也可根據(jù)用戶需求，按尺寸定做加工。

（五）高性能價格比

使用耐磨復合鋼板制造機件的造價較普通材料有所提高，但機件的使用壽命增長，綜合考慮維修費用、備件費用和停機損失，其性能價格比比普通材料高2–3倍。

（六）耐磨復合鋼板的表面裂紋

耐磨復合鋼板的耐磨層表面通過形成細小均勻的裂縫釋放能力，保持整幅板面平整無扭曲變形，限制產(chǎn)生應力集中，裂縫僅局限于硬層內(nèi)，使用過程也不會向韌性很好的基板中擴展。

四、應用范圍

雙金屬復層耐磨鋼板已廣泛應用于冶金、煤炭、水泥、電力、玻璃、礦山、建材、磚瓦等行業(yè)，與其他材料相比，有很高的性價比，已經(jīng)受到越來越多行業(yè)和廠家的青睞。為我國工業(yè)設備、工件的磨損失效提供了重要的耐磨保護措施，極大地提高了設備、工件的使用壽命，為企業(yè)提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本做出了重要貢獻。

五、雙金屬復層耐磨鋼板在重介淺槽分選機底襯板上的應用

哈爾烏素露天礦選煤廠使用的重介淺槽分選機，首次使用時采用普通360耐磨鋼板作為淺槽襯板材料。由于淺槽底襯板通過的物料都是經(jīng)過重介洗選后的高密度煤矸石，硬度高，淺槽刮板通過鏈條帶動將底襯板上的矸石物料移動摩擦帶出，再加上介質(zhì)的沖刷，因此對淺槽襯板材料的耐磨性能要求很高。實踐表明，360耐磨襯板材料使用壽命很短（6～10個月），尤其是彎曲段襯板和上彎道襯板磨損速度快，更換頻繁，嚴重制約生產(chǎn)效率，增加了生產(chǎn)成本。為延長襯板使用壽命，通過調(diào)查研究，采用雙金屬復層耐磨鋼板作為淺槽底襯板，試用結(jié)果表明，雙金屬復層耐磨襯板的使用壽命得到了極大的提高（壽命可達2.5～3年），延長了淺槽維護周期。

六、雙金屬復層耐磨襯板的加工工藝

雙金屬復層耐磨襯板采用12mm厚、Q235板材作為母板，熔敷4mm耐磨合金層制成。

（一）將12mm厚的Q235板按照尺寸要求進行火焰切割。

（二）按照尺寸要求加工安裝孔（裝M16沉頭螺栓用孔）。

（三）加工濾水孔，孔徑φ14，數(shù)量：每塊機尾襯板616個孔。

（四）加工機頭弧形襯板44°弧。

（五）在襯板上堆焊4mm厚耐磨合金層，堆焊時要繞開安裝孔。

（六）由于焊接變形，待堆焊結(jié)束冷卻后，采用滾壓工藝校正耐磨襯板的變形，保證襯板的平面度要求。

（七）表面噴砂處理，消除銹跡、氧化皮。

（八）打印記編號，保證現(xiàn)場安裝的正確性。

七、結(jié)論

雙金屬復層耐磨襯板的應用，解決了普通襯板磨損速度過快的問題，淺槽襯板使用壽命提高了3至5倍，延長了淺槽襯板的維護保養(yǎng)周期，對設備使用產(chǎn)生了深遠的影響，同時效益顯著，值得推廣。

參考文獻：

[1]賀民強.重介淺槽分選機的原理及應用分析.來源：能源與節(jié)能官網(wǎng)，2014（07）.

[2]嚴仁昌.雙金屬復層耐磨鋼板.國內(nèi)外水泥粉磨新技術交流大會暨展覽會，2010.

[3]嚴仁昌，武洪明.雙金屬復層耐磨鋼板的組成與特點.水泥工業(yè)抗磨技術匯編，2013.