鋼絲繩芯輸送帶接頭硫化工藝技術(shù)及應(yīng)用

邢成軍 高曉國

摘要：鋼絲繩芯輸送帶是礦業(yè)工程礦物輸送過程中的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，鋼絲繩芯輸送帶的接頭硫化質(zhì)量，直接影響輸送帶的正常運行和使用壽命。詳細(xì)介紹了太平礦業(yè)公司鋼絲繩芯輸送帶在二期工程破碎系統(tǒng)運行的現(xiàn)狀，分析了鋼絲繩芯輸送帶接頭硫化工藝及存在的問題，并對其工藝進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，優(yōu)化了接頭的制作方法，在硫化膠料中加入炭黑，提高了輸送帶的生熱、阻尼性能。現(xiàn)場應(yīng)用效果較好，縮短了硫化時間，延長了輸送帶的使用壽命，降低了安全隱患風(fēng)險，達(dá)到了降本增效的目的。

關(guān)鍵詞：礦物輸送;鋼絲繩芯;輸送帶;硫化技術(shù);輸送帶接頭

中圖分類號：TD532文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

文章編號：1001-1277（2020）05-0051-04doi：10.11792/hj20200510

引 言

輸送帶運輸系統(tǒng)是破碎系統(tǒng)主要的運輸系統(tǒng)之一，在生產(chǎn)過程中被用于輸送物料。鋼絲繩芯輸送帶因其強度高、輸送帶的伸長量小、使用壽命長等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。在破碎礦石過程中需要破碎設(shè)備、皮帶運輸設(shè)備、篩分設(shè)備等其他一系列的輔助設(shè)備設(shè)施，才能保證生產(chǎn)作業(yè)按照預(yù)定的計劃進(jìn)行。但是，由于鋼絲繩芯輸送帶造價高，敷設(shè)難度大，接頭硫化工藝復(fù)雜，一旦發(fā)生故障則處理時間較長，而接頭硫化的質(zhì)量更是決定鋼絲繩芯輸送帶運行質(zhì)量和使用壽命的關(guān)鍵。因此，在鋼絲繩芯輸送帶實際操作過程中，應(yīng)確保輸送帶運行的安全可靠性。

內(nèi)蒙古太平礦業(yè)有限公司（下稱“太平礦業(yè)公司”）二期工程破碎系統(tǒng)中的礦石輸送系統(tǒng)由9條主運皮帶和16條排礦皮帶構(gòu)成。鋼絲繩芯輸送帶是輸送系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，其能否安全穩(wěn)定運行直接影響企業(yè)的生產(chǎn)效益。在日常生產(chǎn)過程中，輸送帶由于接頭硫化質(zhì)量不好而常出現(xiàn)的故障有輸送帶接頭翻口、鼓泡、撕裂等;且鋼絲繩芯輸送帶日常硫化處理工作至少需要24 h，耗時費力，耽誤生產(chǎn)?？紤]到安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益，合理選擇輸送帶接頭硫化方法，是提高硫化質(zhì)量，保證輸送帶安全順利運行的有效途徑。同時，在礦石破碎過程中，首要問題是保證安全生產(chǎn)，提高輸送帶輸送系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性是保證礦山企業(yè)安全生產(chǎn)的重要措施。因此，亟需優(yōu)化改進(jìn)現(xiàn)有的輸送帶接頭硫化技術(shù)，提高硫化質(zhì)量，以確保輸送帶安全高效運行。

1 鋼絲繩芯輸送帶運行工況

1.1 二期工程破碎系統(tǒng)

太平礦業(yè)公司二期工程破碎系統(tǒng)采用的工藝流程為三段一閉路，三段即粗碎→中碎→細(xì)碎3個破碎環(huán)節(jié);一閉路即由中碎破碎后的礦石，經(jīng)過細(xì)碎前預(yù)篩分，篩下產(chǎn)品經(jīng)成品倉由自卸汽車運送到堆浸場地，篩上產(chǎn)品經(jīng)6號、7號皮帶返回細(xì)碎倉繼續(xù)破碎，循環(huán)作業(yè)，直到合格為止，形成一個閉合回路。

1.2 輸送礦石性質(zhì)

采場礦石類型屬蝕變巖型[1]，礦石中金主要產(chǎn)于硫化物和石英-硫化物細(xì)脈中，鋼絲繩芯輸送帶輸送物料主要由變質(zhì)程度較低的板巖、千枚巖、千枚狀片巖、片巖等淺變質(zhì)巖組成;脈石礦物主要有絹云母、石英、綠泥石、鈉長石及部分碳酸鹽類礦物。因此，輸送物料時，不規(guī)則狀片巖、板巖對輸送帶存在劃傷隱患。

1.3 輸送系統(tǒng)

輸送系統(tǒng)由9條鋼絲繩芯輸送帶（見圖1）和16條線膠輸送帶構(gòu)成。輸送帶寬1.6 m和1.8 m，厚 18～22 mm，主要參數(shù)見表1。

2 輸送帶接頭硫化工藝及存在問題

2.1 接頭硫化工序流程

鋼絲繩芯輸送帶的連接方式為熱硫化連接，將連接用的膠料置于連接部位，在給定的壓力、溫度和時間作用下，使彈性和溫度等性能不好的生膠變?yōu)閺椥暂^高、黏結(jié)強度較高的熱膠，從而依靠橡膠與鋼絲繩芯的黏結(jié)力，將2條輸送帶連接在一起[2]。接頭硫化是安裝作業(yè)過程中決定輸送帶質(zhì)量的最后一道重要工序。目前，太平礦業(yè)公司鋼絲繩芯輸送帶接頭硫化工序主要有以下步驟：

1）硫化機施工安裝。硫化機的安裝過程相對復(fù)雜，首先需要正確擺放硫化機大梁的位置，使大梁和輸送帶的中心線盡可能對齊，將水壓板放在已擺放好的大梁上，再放上電熱板，相互疊加后，在下電熱板上鋪滿紙;然后，擺放輸送帶接頭，在輸送帶接頭表面鋪滿紙，確保與下電熱板對應(yīng)，然后按順序在其上面放置電熱板和隔熱板。最后，將硫化機進(jìn)行緊固，并安裝高壓水管及加壓泵等其他輔助設(shè)施。

2）鋼絲繩芯輸送帶接頭的制作。需要將接頭的鋼絲先剖開，方便之后的操作，并打磨鋼絲繩表面的殘余膠，采用砂輪機將斜坡面及鄰近面的覆蓋膠表面（寬約30 mm以內(nèi)）打磨成粗糙面。操作完成后，進(jìn)行下一步的細(xì)化處理，打磨鋼絲繩芯（不得磨傷鋼絲繩），并采用高號汽油清洗工作鋼絲和接觸面。

3）輸送帶的施工安裝[3]。①接頭的調(diào)偏。在硫化輸送帶接頭的下方敷設(shè)一層紙，按照要求將兩帶頭鋼絲繩平鋪在硫化機下電熱板上，并且要對放，對放位置必須使最長的鋼絲繩端頭與另一帶頭鋼絲繩根部間隔100 mm，確定兩帶頭中心線調(diào)整為一條直線后，將兩帶頭用卡子固定。②搭接鋼絲。剪切多余鋼絲繩，接頭的搭接長度和連接的形狀需根據(jù)輸送帶型號而定，ST630～ST1000型鋼絲繩芯輸送帶采用二級搭接（見圖2），ST1250～ST2500型鋼絲繩芯輸送帶采用多級搭接（見圖3），保證接頭處的鋼絲繩芯與膠的黏合力大于鋼絲繩的破斷拉力，完成各個接頭之間的搭接和鋼絲的搭接。

4）硫化操作。在硫化操作過程中，仔細(xì)檢查各個部位，確認(rèn)完好后進(jìn)行硫化操作。首先，擺放輸送帶接頭，填充膠條，制作接頭邊膠，整理鋼絲繩芯，檢查尺寸;根據(jù)接頭尺寸切割上層覆蓋膠及芯膠，為提高接頭強度橫向編制加筋，利用橡皮錘錘打表面覆蓋膠進(jìn)行排氣，防止硫化輸送帶表面起泡，切除多余邊膠，將膠接部位相互夾緊。硫化加熱溫度應(yīng)設(shè)定在合理的范圍內(nèi)，并控制好水壓，逐步增大水壓。當(dāng)溫度升高到145 ℃時，硫化壓力可以進(jìn)一步增至2.0 MPa。上述操作完成后，進(jìn)行保壓降溫，拆卸設(shè)備，完成鋼絲繩芯輸送帶的硫化過程。鋼絲繩芯輸送帶硫化操作過程技術(shù)參數(shù)見表2。

2.2 存在問題

目前，鋼絲繩芯輸送帶接頭在使用過程中存在接頭翻口、鼓泡、甚至撕裂等問題，分析其原因主要有以下幾個方面：

1）翻口。①硫化接頭刷膠方法不對，對輸送帶邊縫處打磨不徹底或刷膠不均勻。②接頭黏合時由于操作或環(huán)境因素，導(dǎo)致膠面落塵被污染，失去黏合活性，造成接頭黏接強度不夠。③接頭黏合后對邊縫處理不徹底，未錘打排氣或加壓時間不夠。

2）鼓泡。①接頭上下黏合時未對位，黏接面中空氣排出不徹底。②接頭刷膠厚薄不均勻，膠層上熔劑未揮發(fā)完全，沒有充分形成初黏強度，造成虛黏。③黏合后排出空氣時錘打不均勻。

翻口、鼓泡若發(fā)現(xiàn)不及時或處理不及時，導(dǎo)致接頭損傷程度擴大，甚至造成輸送帶接頭脫膠。在輸送帶運行中，如果鋼絲繩出現(xiàn)受力不均勻的情況時，則會對鋼絲繩的強度造成影響，使得鋼絲繩的壽命降低，出現(xiàn)撕裂。

3 接頭硫化工藝技術(shù)改進(jìn)

3.1 技術(shù)改進(jìn)

對于輸送帶接頭硫化工藝的改進(jìn)，具體涉及鋼絲繩芯輸送帶接頭的制作方法。在輸送帶接頭上膠料過程中，具體的操作步驟為：

1）將鋼絲繩設(shè)置在未硫化的、帶有承載面的、橡膠膠料制成的輸送帶中制成帶坯。

2）使帶坯的輸送帶受熱形成熔融狀態(tài)的橡膠膠料。

3）擠壓熔融狀態(tài)的橡膠膠料。

4）將帶坯硫化。

采用這種方法避免了鋼絲繩芯輸送帶接頭制作過程中，因表面易受污染而導(dǎo)致的承載面之間出現(xiàn)的接頭脫膠現(xiàn)象。

此外，在輸送帶接頭的制作過程中，在硫化膠料中加入炭黑使得膠料的元素含量增大，繼而提高輸送帶膠料的生熱、阻尼性。膠料的生熱和阻尼性能夠減少振動、降低噪聲，這種作用正是減振型橡膠鋼絲帶制品所必需的。而且這種作用可以增加接頭的韌性，提高抵抗外力破壞的能力，增加環(huán)形輸送帶對輸送機托輥組的抓著力，防止輸送帶接頭打滑跑偏。炭黑的使用能夠提高輸送帶表面橡膠的硫化效果，并延長輸送帶的使用壽命，降低輸送帶運輸過程中出現(xiàn)事故的概率。

3.2 應(yīng)用及效果

未進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)前，輸送帶硫化時間長，需要24 h，輸送帶接頭邊縫合膠不充分、有虛孔，輸送帶運行2個多月就出現(xiàn)鼓泡、翻口現(xiàn)象。

通過對鋼絲繩芯輸送帶接頭硫化工藝進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，輸送帶接頭硫化只需16 h，節(jié)省了硫化時間。2018年硫化的4個輸送帶接頭至今未出現(xiàn)鼓泡、翻口現(xiàn)象，在實際生產(chǎn)運行中取得了較好的應(yīng)用效果，提高了輸送帶硫化質(zhì)量，節(jié)省了輸送帶硫化時間，延長了輸送帶的使用壽命，降低了隱患風(fēng)險，在降本增效方面取得顯著成效。

4 結(jié) 語

鋼絲繩芯輸送帶由于抗拉強度高，成槽性好，伸長率低，運行平穩(wěn)等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。對鋼絲繩芯輸送帶接頭進(jìn)行硫化工藝處理，對于保證礦山企業(yè)的安全生產(chǎn)具有重要的意義。本文系統(tǒng)分析了鋼絲繩芯輸送帶進(jìn)行硫化工藝處理的具體流程和方法，并詳細(xì)介紹了太平礦業(yè)公司鋼絲繩芯輸送帶接頭硫化工藝技術(shù)及其改進(jìn)措施，對于提高礦山企業(yè)的安全運行具有一定的價值。鋼絲繩芯輸送帶在硫化過程中，需要按照相應(yīng)的規(guī)范進(jìn)行施工，以確保輸送帶運行質(zhì)量和使用壽命。目前，對于鋼絲繩芯輸送帶相關(guān)技術(shù)的研究還具有較大的進(jìn)步空間，需要加大對鋼絲繩芯輸送帶的技術(shù)研究，以提高礦山企業(yè)在生產(chǎn)過程中的安全生產(chǎn)水平，保證鋼絲繩芯輸送帶運輸系統(tǒng)的運行安全。

[參 考 文 獻(xiàn)]

[1] 長春黃金設(shè)計院.內(nèi)蒙古太平礦業(yè)有限公司二期擴建工程初步設(shè)計[R].長春：長春黃金設(shè)計院，2012.

[2] 李光輝.鋼絲繩芯帶式輸送機硫化工藝研究[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2015（3）：194-197.

[3] 北京礦冶研究總院.內(nèi)蒙古烏拉特中旗浩堯爾忽洞金礦初步設(shè)計[R].北京：北京礦冶研究總院，2006.

Abstract：Steel rope core conveyor belt is one of the main infrastructure in the mineral transportation process in mining engineering.The quality of the steel rope core conveyor belt contact vulcanization directly influences the operation and service life of the belt.The paper in detail introduces the operation status of steel rope core conveyor belt in the crushing system of the second phase project in Pacific Mining Co.，Ltd.，analyzes the steel rope core conveyor belt contact vulcanization technology and the problems faced，carries out technical modifications on the contact vulcanization technology，optimizes the preparation method of the contact by adding carbon black in the vulcanized rubber materi-als and improving the heat generation and damping capacity of the belt.The field application effect is good，shortening the vulcanization time，prolonging the service life，mitigating risks and reaching the goal to be cost-effective.

Keywords：mineral transportation;steel rope core;conveyor belt;vulcanization technology;conveyor belt contact