鋼鐵廠混勻取料機和堆取料機料斗耐磨材料的選用

梁 睿

(萊蕪鋼鐵集團設(shè)備檢修中心，山東271104)

鋼鐵廠混勻取料機和堆取料機料斗耐磨材料的選用

梁 睿

(萊蕪鋼鐵集團設(shè)備檢修中心，山東271104)

針對燒結(jié)廠混勻取料機和堆取料機的不同特點，通過試驗研究得出，在混勻取料機和堆取料機料斗上分別采用Fe-Cr-V耐磨堆焊合金和99812型陶瓷耐磨材料可以達到最佳效果。

料斗；耐磨材料；磨損

燒結(jié)廠使用的取料設(shè)備所取料種雜，包括粗粉、精粉、灰石、塊礦、焦粉、原煤、混勻料及各種雜礦等，具有較強的腐蝕性和較高的硬度，取料過程中對設(shè)備產(chǎn)生沖擊、腐蝕、磨損造成設(shè)備損壞，其中尤以取料機料斗為甚。在每天超過14 h取料作業(yè)的工況條件下，取料機料斗磨損極為嚴(yán)重，料斗、斗齒、斗唇的使用壽命隨著取料量的日益增加而大大縮短。在增加維修成本和工人勞動強度的同時，影響了堆取料機與取料機的作業(yè)率，制約了燒結(jié)廠生產(chǎn)能力的進一步提高。

我廠過去也曾采取錳鋼板代替普通鋼板增加其耐磨性，但由于料斗與礦粉直接接觸，存在腐蝕磨損，效果不是很理想。經(jīng)過長期的市場調(diào)查和調(diào)研我們選定Fe-Cr-V耐磨堆焊合金堆焊料斗和耐磨陶瓷材料貼敷料斗兩種耐磨工藝，對兩種工藝進行對比分析，根據(jù)不同的工況條件選擇性價比最優(yōu)的耐磨材料。

1 Fe-Cr-V耐磨堆焊合金堆焊料斗實驗

Fe-Cr-V堆焊合金化學(xué)成分如表1所示?；w組織由鐵素體+馬氏體組成，碳化物主要為(Cr，F(xiàn)e)23C6。Fe-Cr-V堆焊合金的晶界碳化物(Cr，F(xiàn)e)23C6呈條狀或者斷續(xù)網(wǎng)狀分布，起到耐磨骨架、阻礙磨粒鍥入和減少磨粒切削量等作用，同時避免連續(xù)網(wǎng)狀碳化物形態(tài)的強烈脆性，這使堆焊合金具有良好的耐磨性。

表1 堆焊合金化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 1 Chemical composition of surfacing alloy (mass fraction,%)

根據(jù)堆焊合金的特性，我們在8025堆取料機的料斗采取堆焊Fe-Cr-V耐磨堆焊合金的方法。8025堆取料機主要堆取塊礦，而基于塊礦硬度大、顆粒大的體型，取料時沖擊大的特性，使用堆焊合金可有效的減少磨損。堆焊步驟如下：

(a)對料斗、斗齒表面進行清潔清除鐵銹及灰土等。

(b)針對斗齒、斗唇磨損嚴(yán)重，使用壽命短的情況，在斗齒、斗唇按“三”字型進行堆焊，焊高約6 mm，提高其耐磨性。堆焊工藝參數(shù)見表2。

(c)由于料斗主要磨損部位在兩側(cè)，根據(jù)斗型在料斗兩側(cè)用Fe-Cr-V堆焊合金按“井”字型堆焊，焊層高5 mm，從而提高其使用壽命。

(d)在堆焊時，采用低限電流及短弧焊接可獲得較高耐磨性的焊層組織。

(e)由于料斗的堆焊面積較大，約0.5 m2，堆焊一個料斗需1～2天。

表2 堆焊操作工藝參數(shù)Table 2 The process parameters of surfacing welding

將焊好的4個料斗和3個沒經(jīng)過堆焊的料斗安裝在燒結(jié)廠1#DQL8025堆取料機上，該堆取料機主要負(fù)責(zé)堆取塊礦，塊礦含鐵量高，對料斗磨損大，易對比出堆焊料斗和無堆焊料斗的磨損情況。

使用一個月以后，在每天取料作業(yè)14 h，取料量平均每天11 000 t的工況條件下，使用堆焊Fe-Cr-V耐磨堆焊合金的料斗磨損較輕，斗唇、斗齒形狀保持完好。沒有使用堆焊材料的料斗斗唇、斗齒已磨損耗盡。圖1為一個料斗上沒有堆焊的斗牙和堆焊Fe-Cr-V耐磨堆焊合金的斗牙對比。

(a)未進行堆焊處理

(b)進行堆焊處理圖1 堆取料機料斗Figure 1 The stacker reclaimer hopper

2 貼敷99812陶瓷耐磨材料實驗

對于早期涂層的研究，由于一般的耐腐蝕涂料所形成的涂層沒有足夠的機械強度與耐磨性，在受到長時間沖擊與機械作業(yè)后會很快磨損，乃至剝落失去對料斗的保護作用，從而只能應(yīng)用于靜態(tài)工件上。使用的99812陶瓷耐磨材料，以環(huán)氧樹脂為基材，通過聚合物體系的優(yōu)化。添加亞微米級氧化鋁(平均粒徑0.58 mm)陶瓷顆粒，含有剛性顆粒增強高分子聚合物耐磨涂層，除此之外，還添加了鐵粉、氧化銅粉等金屬助劑以及亞微米級的石英粉、氧化硅以及碳化硅等無機粉料。顆粒增強高分子聚合物耐磨涂層具有良好的耐腐蝕性能和一定的抗沖蝕磨損性能，可以成功應(yīng)用于復(fù)雜的動態(tài)環(huán)境中，有效提高設(shè)備和部件的使用壽命。

取料機料斗主要負(fù)責(zé)混勻料場的取料工作，混勻料場的物料經(jīng)過多重的振篩和顎式破碎機的過濾、破碎，物料多呈細末狀，取料機取料過程主要是磨料磨損，很少出現(xiàn)沖蝕磨損等情況，根據(jù)此特性我們應(yīng)用陶瓷顆粒在取料料斗上正發(fā)揮了其抗磨料磨損的特性。具體方案如下：

(a)首先將料斗需貼敷表面用角磨機機械磨平，去除表面污物、氧化物、銹斑、灰塵等，用丙酮擦洗脫脂后備用。

(b)按照配方稱量藥品，將配料按一定的順序加入，調(diào)和時應(yīng)注意先將環(huán)氧樹脂、填料、助劑等調(diào)勻后，再與固化劑充分調(diào)和均勻。應(yīng)朝著同一方向攪拌，禁止來回旋轉(zhuǎn)，以免產(chǎn)生氣泡。按照工藝要求，調(diào)到一定時間后，應(yīng)該靜置一段時間，以使氣泡上浮直至完全消失。

(c)在料斗須貼敷處焊上鋼板網(wǎng)，以增加耐磨材料黏附力。

(d)用潔凈的刮片將料均勻涂敷在試樣表面，為防止涂層中產(chǎn)生氣泡及氣孔，刮片應(yīng)該與試樣表面呈一定的銳角，朝同一個方向緩慢刮涂，且力度不宜太大，防止涂層過薄或產(chǎn)生氣泡。需反復(fù)刮涂幾次，使涂層達到一定的厚度，保持均勻平整。

(e)自然晾干。

利用配料線檢修的機會將貼敷99812型陶瓷耐磨材料的料斗安裝在混勻取料機上?；靹蛄蠄龊途哿蠄龅奈锪项w粒小、硬度小，料斗使用99812型陶瓷耐磨材料后沖擊脫落現(xiàn)象較輕，一個月后混勻取料機料斗出現(xiàn)陶瓷顆粒輕微脫落，磨損厚度約0.5 mm左右，4個月后混勻取料機料斗陶瓷顆粒磨損耗盡。

3 對比

堆焊法耐磨性能較好，料斗使用壽命約為3個月，但缺點為消耗工時較長，堆焊一個料斗需1～2天。

99812型陶瓷耐磨材料，貼敷工期短，貼敷7個料斗約需3～4天，使用壽命約為4個月，工藝簡單，勞動強度小，缺點為其耐沖擊性能差，當(dāng)料斗取塊礦、雜礦等物料時磨損、脫落情況嚴(yán)重。

表3 Fe-Cr-V堆焊合金與99812型陶瓷耐磨材料對比表Table 3 Comparison of Fe-Cr-V surfacing material and 99812 type ceramic wear resistant material

Fe-Cr-V堆焊合金與99812型陶瓷耐磨材料對比見表3。

4 結(jié)論

結(jié)合兩種材料的使用情況和物理特性，揚長避短結(jié)合兩種材料應(yīng)用在不同位置和料場上。Fe-Cr-V耐磨堆焊合金堆焊法應(yīng)用在堆取料機料斗，可以提高取大塊物料時的耐磨性能，減少磨損、脫落情況。99812型陶瓷耐磨材料應(yīng)用在混勻取料機料斗，因混勻料場的物料經(jīng)過兩次振動篩的篩分和顎式破碎機的破碎，物料顆粒直徑控制在5 mm以內(nèi)，較細的顆粒物料對料斗的沖擊較小，使用陶瓷耐磨材料更具性價比。

[1] 機械設(shè)計手冊編委會.機械設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

[2] 齊紀(jì)渝.國內(nèi)外耐磨材料的研究與應(yīng)用[J].電力科學(xué)與工程，1996(3):29-31.

[3] 師昌緒.新型材料與材料科學(xué)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2002.

編輯 杜青泉

Selection of Wear Resistant Material Used for Blending Reclaimer and Stacker Reclaimer Hopper of Steelworks

Liang Rui

In accordance with different characteristics of blending reclaimer and stacker reclaimer,by performing the test and research,Fe-Cr-V wear resistant surfacing alloy and 99812 type ceramic wear resistant material have been respectively used for the blending reclaimer hopper and the stacker reclaimer hopper,so as to achieve the desired effect.

hopper; wear resistant material; wear

2016—09—02

TB39

B