鋼繩芯膠帶接頭熱硫化操作分析

許維維，李愛玲，張發(fā)貴，王為民，郭元猛，陳 林，陳麒任

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南文山 663701）

0 引言

近年來，隨著市場對(duì)能源的需求量的不斷上升，加速了企業(yè)對(duì)礦產(chǎn)資源的開采，帶式輸送機(jī)作為最常見的物料運(yùn)輸裝置，是礦山資源開采中不可或缺的設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，帶式輸送逐漸向智能化、大型化方向發(fā)展，它的改革創(chuàng)新技術(shù)逐步進(jìn)入了一個(gè)飛速發(fā)展的階段，帶式輸送機(jī)具有輸送種類廣泛，結(jié)構(gòu)簡單，適用性強(qiáng)，便于安裝與維護(hù)，可實(shí)現(xiàn)大傾角長距離運(yùn)輸，耗能較低，操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用于各大礦山企業(yè)、港口、制造業(yè)、鋼鐵企業(yè)、輕工業(yè)、冶煉企業(yè)等。鋼繩芯輸送帶作為帶式輸送機(jī)的核心部件，起到了動(dòng)力傳遞和物料承載的雙重作用，直接影響帶式輸送機(jī)的轉(zhuǎn)運(yùn)能力。在帶式輸送機(jī)上，輸送帶膠接頭作為整條輸送帶最薄弱位置，決定了輸送帶的使用壽命和運(yùn)行可靠性，因此合理的硫化方法和標(biāo)準(zhǔn)的操作，將成為硫化接頭質(zhì)量的決定性條件。

1 硫化前期準(zhǔn)備工作

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，鋼繩芯輸送帶常見的故障為硫化接頭處斷裂，從而導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)，影響正常生產(chǎn)的進(jìn)行，因此輸送帶接頭硫化必定是以輸送機(jī)停機(jī)維護(hù)為前提。皮帶接頭熱硫化過程中時(shí)間的長短將直接影響設(shè)備開機(jī)率和完好率及接頭硫化合格率，造成工藝流程停機(jī)過長進(jìn)而帶來巨大的間接經(jīng)濟(jì)損失。因此皮帶硫化前準(zhǔn)備工作開展是否全面，將極大程度影響硫化過程中時(shí)間的長短，進(jìn)而影響生產(chǎn)。經(jīng)過近年對(duì)鋼繩芯輸送帶硫化過程的研究與工作總結(jié)，硫化前期準(zhǔn)備工作基本可以概括為“人、機(jī)、料、法、環(huán)”全面質(zhì)量管理理論中的5 個(gè)影響因素。

（1）“人”指人員準(zhǔn)備。按照12 人/班（12 h），兩班輪換作業(yè)，額外現(xiàn)場配備現(xiàn)場安全監(jiān)督人員1 人、技術(shù)員1 人。

（2）“機(jī)”指硫化過程所采用的工器具。按照硫化過程，可將硫化設(shè)備分為硫化基礎(chǔ)性工器具、硫化過程輔助工器具和安全防護(hù)工器具：①硫化基礎(chǔ)性工器具，主要包括硫化平臺(tái)、硫化機(jī)、硬度計(jì)（TH200 邵氏）等，是硫化過程最核心且不可替代的硫化前提以及質(zhì)量檢測工具；②硫化過程輔助工器具，主要包括工刀及刀片、磨光機(jī)、鋼板尺、角度尺（22°樣尺）、胡桃鉗、鋼筋鉗、便攜式X 射線探傷儀、橡皮錘、排氣錐、毛刷、鋼盆、手拉葫蘆等；③安全防護(hù)工器具，包括刀片定點(diǎn)回收箱、滅火器、勞動(dòng)防護(hù)用具等。

（3）“料”指作業(yè)原材料的準(zhǔn)備。熱硫化接頭材料主要包括上蓋面膠、下蓋面膠、芯膠、膠漿、120#溶劑汽油等，膠漿可采用成品膠漿也可以用芯膠與120#容積汽油溶解自制，其中根據(jù)需求可調(diào)整芯膠和120#容積汽油的配比，已報(bào)根據(jù)濃度需求可按照1∶8～1∶3 進(jìn)行配比，通常情況下膠料及膠漿的保質(zhì)期約3 個(gè)月，需在恒溫冷藏柜內(nèi)定置儲(chǔ)藏。

（4）“法”指作業(yè)過程所需要的方法，包括鋼絲繩的整理工作、膠帶對(duì)中及固定、放置下蓋膠、搭接鋼絲繩、鋪上蓋膠、連接機(jī)架、硫化、溫度校驗(yàn)、接頭校驗(yàn)等。

（5）“環(huán)”指作業(yè)環(huán)境準(zhǔn)備：硫化作業(yè)需保持現(xiàn)場干燥、無塵、整潔、嚴(yán)禁煙火，條件允許時(shí)也可以采用簡易無塵室可移動(dòng)式潔凈房。

（6）“測”指硫化接頭最后的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

2 熱硫化接頭流程及技術(shù)要求

2.1 熱硫化接頭流程

皮帶接頭熱硫化大致可分硫化前準(zhǔn)備工作、確定接頭參數(shù)、皮帶接頭刨割、鋼絲繩打磨和清洗、放置下硫化板、膠帶對(duì)中及固定以及硫化質(zhì)量檢測等12 個(gè)大的工藝步驟（圖1）。

圖1 熱硫化接頭流程

2.2 硫化關(guān)鍵步驟技術(shù)要求

皮帶接頭按照鋼繩搭接方式不同可分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)3 種搭接形式；按照兩皮帶頭搭接線搭接形式通常又可分為直角搭接、斜角搭接及人形搭接[1]。具體形式要結(jié)合實(shí)際工況，針對(duì)ST3150-1000-12s+8 按規(guī)范需采用斜角三級(jí)接頭，其優(yōu)點(diǎn)是具有較好的接頭強(qiáng)度，同時(shí)極大程度降低清掃器對(duì)接頭的剮蹭撕裂[2]。

（1）上、下蓋面膠材料的準(zhǔn)備。針對(duì)ST3150 鋼繩芯皮帶硫化接頭的尺寸一般為2480 mm，為提高接頭強(qiáng)度在硫化機(jī)尺寸滿足的前提下可適當(dāng)延長接頭長度（圖2）：①已A1點(diǎn)做皮帶垂直線畫出A2；②按照硫化機(jī)角度（22°）計(jì)算出A1B1距離（400 mm），在皮帶接頭端內(nèi)側(cè)按照預(yù)留2480 mm 接頭尺寸找到B1點(diǎn)，同時(shí)計(jì)算出皮帶總端頭A1C1長度2880 mm，并標(biāo)定C1點(diǎn)；③連接A2B1即為接頭刨割斜線；④C1D1和C2D2為皮帶接頭封口膠寬度（30～50 mm）。D1D2在刨割過程要保證成45°斜口，提高接頭封口膠在皮帶深度方向的接觸面積。

圖2 鋼繩芯皮帶硫化接頭示意

（2）鋼繩剪切與打磨：鋼繩按照尺寸進(jìn)行剝離后，需使用美工刀和砂紙?jiān)诓粋︿摾K的前提下，盡可能的將鋼絲繩表面打磨干凈或圓潤成粗糙狀。為了不傷害鋼絲繩，可以在其表面上留有0.5 mm 左右厚的無棱角橡膠層，在保護(hù)鋼繩受到損傷的作用下同時(shí)增加鋼絲繩與接頭膠料的粘合效果，基準(zhǔn)線坡面及過渡斜面均需打磨粗糙，并清洗干凈。

（3）膠帶對(duì)中：膠帶對(duì)中時(shí)每端膠帶做3 個(gè)寬度方向中心點(diǎn)，每點(diǎn)間隔大于等于3 m，保證去除接頭后中心線長度大于等于5 m。

（4）涂抹膠漿：先使用干凈的毛刷（不掉毛）蘸120#汽油進(jìn)行清洗，待溶劑完全揮發(fā)后再對(duì)其上涂刷膠漿，涂刷2～3 遍。在涂刷漿時(shí)，一定要按照涂膠順序，在第一遍膠漿基本干燥（不沾指甲），再涂第二遍膠漿。

（5）均布鋼絲繩及膠條：擺放鋼繩時(shí)注意鋼繩的直線度以及鋼繩間的間距（鋼繩之間平行、間距一致，用膠條填充，膠條長度按照填充長度1/2～2/3，汽油清洗后可拉長）。

（6）硫化溫度：145±5 ℃。根據(jù)皮帶厚度決定，一般皮帶厚度在8～12 mm 可按照145 ℃進(jìn)行設(shè)定，皮帶厚溫度適當(dāng)提高，皮帶薄適當(dāng)降低，硫化過程開始后嚴(yán)禁斷電。

（7）硫化壓力：硫化接頭時(shí)硫化壓力一般取1.5～1.8 MPa。膠帶較薄，應(yīng)選用下限，膠帶較厚應(yīng)選用上限。在開始硫化溫度到100 ℃時(shí)壓力可提升至1.0～1.2 MPa，當(dāng)溫度達(dá)到硫化溫度壓力需保證達(dá)到設(shè)定硫化壓力，硫化全過程取專人看管硫化壓力值，保證壓力基本沒有波動(dòng)[3]。

（8）硫化時(shí)間：硫化時(shí)間是以硫化板實(shí)際溫度從常溫加熱到硫化溫度后（145±5 ℃），時(shí)開始統(tǒng)計(jì)時(shí)間。硫化時(shí)間的選擇主要受被硫化膠帶種類、帶面厚度、外界氣溫等因素的不同而存在一定差異，通常在帶面越后可適當(dāng)增加硫化溫度，鋼絲帶一般為45 min。當(dāng)硫化結(jié)束后，需使硫化皮帶自然冷卻至80 ℃以下，可以采取水冷方式。

3 硫化結(jié)果檢測及原因分析

（1）硬度檢測。皮帶接頭硫化后需采用邵氏硬度計(jì)對(duì)接頭硬度進(jìn)行測量，硬度值一般在65±5 H 為合格值[4]。硬度值大于70 H皮帶接頭抗折彎能力差，接頭易開裂；硬度值小于60 H，皮帶接頭強(qiáng)度和耐磨性差，長時(shí)間使用斷帶風(fēng)險(xiǎn)大（圖3）。

圖3 邵氏硬度計(jì)

（2）表面質(zhì)量檢查。檢查表面是否存在鼓包、缺料、凸臺(tái)、褶皺等非正常現(xiàn)象，如果存在需增加硬度檢測點(diǎn)的密度，結(jié)合硬度值進(jìn)行確認(rèn)。經(jīng)過長期實(shí)踐，一般在硬度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，局部小缺陷臨時(shí)處理后基本不影響接頭使用（圖4）。

圖4 硫化后皮帶接頭

4 總結(jié)

（1）充分的前期準(zhǔn)備工作可以極大程度提高皮帶接頭熱硫化的操作周期。

（2）嚴(yán)格管控美工刀、硫化機(jī)、無塵室可移動(dòng)式潔凈房等工器具，對(duì)操作安全、提高接頭制作成功率有直接影響。

（3）嚴(yán)格管控硫化工藝過程，強(qiáng)化硫化工藝步驟的逐步檢驗(yàn)、驗(yàn)收，提高硫化質(zhì)量，提升接頭硫化成功率。