等離子熔覆技術在礦山機械中的應用

                                              2017-11-15 10:00:06 admin 601

                                              發布日期:11-15                            來源:豆丁網

                                                

                                              等離子熔覆技術是靠等離子束產生的高溫,將工件表面快速熔化,形成熔池,同時將合金陶瓷粉末送入熔池中,在等離子束高溫的作用下,將合金陶瓷粉末加熱熔化,合金陶瓷粉末熔化后,與工件熔池中金屬混合,在等離子弧和保護氣體的作用下,熔池在金屬表面鋪展開,熔渣浮在上面;待等離子束移開之后,在氣體和基材本身的作用下,熔池迅速凝固,合金陶瓷粉末與基材充分結合,形成耐磨損、抗沖擊、耐腐蝕、耐高溫抗氧化等性能的表面復合層。與其他熔覆技術相比,等離子熔覆具有高效率、低成本、熔覆層質量優異等特點。

                                              普通金屬材料通過等離子束表面熔覆處理,可以得到具有特定性能的異質材料,對普通金屬材料進行表面強化,能夠擴大普通材料的使用范圍,所以,等離子熔覆技術在很多領域得到了廣泛的應用。

                                              一、提高刮板輸送機中部槽耐磨性

                                              目前我國煤礦生產中刮板機應用較多的中部槽型號有:SGZ-730/320、SGZ630/320X、SGB764/264、SGB-630/150C、SGD-630/220、SZZ630/90、40T型、40T改型、22型等,中部槽的中板材質大多是16Mn鋼板,這種鋼板最然具有較好的可焊性,但耐磨性和耐蝕性較差。因為中部槽是鏈條和,煤流的支撐體和運動軌道,由于不間斷工作,會造成中部槽的快速磨損,尤其是中板上支撐鏈條位置磨損最快,使中部槽很快報廢。為解決中部槽中板的磨損問題,可以在中板上支撐鏈條部分按照需求增加耐磨層,讓鏈條在耐磨層上滑動,不與中板直接接觸。

                                              如圖1所示為利用等離子熔覆技術在生產的耐磨中部槽,中部槽的中板由IGA-5型數控等離子耐磨熔覆機床制作而成,由此設備加工的耐磨層圖形規則、粗細均勻;中部槽的槽幫鋼上易磨損的地方用IGS600移動式氮離子耐磨熔覆設備加工處理。此設備操作簡單,可以將耐磨層熔覆在槽幫上的任意位置。這樣將每節中部槽所有容易磨損的地方全部進行處理,以最大限度延長其使用壽命。

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                                                             圖1 耐磨中部槽

                                                

                                              利用等離子熔覆技術加工的耐磨中部槽,其耐磨層的抗沖擊力高于16Mn鋼的中板,而且不易開裂,不易剝落;通過改變合金陶瓷粉末的成分,可以使加工出來的耐磨層平均硬度達到HRC60-70,是16Mn鋼中板硬度的3倍以上;合金陶瓷粉末耐磨層的摩擦因數是中板摩擦因數的一半,可以降低中板對鏈條和刮板的摩擦,延長鏈條和刮板的使用壽命;另外,合金陶瓷粉末耐磨層具有很高的抗酸、堿、鹽等耐磨蝕性,通過合理布局,合金陶瓷粉末耐磨層還可以降低運行阻力和噪音。

                                              經鄭煤集團白坪煤礦,國投新登煤礦,永煤集團車集礦、陳四樓礦、永華煤礦以及延安車村煤礦、四川廣安蔡山煤礦等20多家單位的實際使用證明,和普通型的中部槽相比,利用等離子熔覆技術在生產的耐磨中部槽使用壽命平均延長了2-3倍,大幅降低了返修工作量,顯著提高了煤礦經濟效益。

                                              二、提高截齒耐磨性

                                                采煤機、掘進機用的截齒是煤礦采掘設備的一個重要部件,由于截齒直接與煤層和巖石接觸,所以工作過程中,截齒受的磨損和沖擊力最大,壽命一般較短,需要經常更換,這樣不僅增加成本,而且影響采掘效率。通過研究發現,截齒的主要失效形式有以下四種:?正常磨損;?合金頭脫落;?崩裂;齒柄折斷。崩裂和齒柄折斷2種失效形式可在加工截齒過程中通過調整熱處理工藝解決,這里主要闡述利用等離子熔覆技術解決截齒的磨損和合金頭脫落問題。

                                                如圖2 所示為IGJR-1型等離子截齒熔覆專用設備采用等離子熔覆技術在截齒錐體的表面進行耐磨強化處理的耐磨截齒,經過強化處理后,截齒表面會得到組織結構合理、硬度高、韌性好、平滑而美觀的合金陶瓷粉末熔覆層。加工過程中,由于在合金陶瓷粉末中添加了AI2O3、陶瓷等防火花成分,具有切割半煤巖、純巖石,甚至和鋼鐵物體撞擊時消除火花的作用,所以這種截齒又被稱為“無火花耐磨截齒”。

                                                截齒表面的耐磨層不僅有效提高了截齒的耐磨性能,而且改善了截齒的抗沖擊性,保護合金頭不會因周圍齒體磨損過量造成脫落。在工作過程中,截齒的熔覆層和巖石撞擊不會產生火花,在礦井中使用更加安全;另外,由等離子熔覆技術加工的耐磨層不需要淬火,這樣就避免了硬質合金頭受淬火激冷開裂,既簡化了工藝,又提高了質量。

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                                                                 圖2   耐磨截齒

                                               

                                                

                                               三、應用范圍

                                                利用等離子熔覆技術加工的耐磨層具有成分均勻、致密、組織小小均勻、無顯微氣孔及裂紋、同工件形成良好冶金結合等優點,并且具有高的耐磨性、抗腐蝕、抗沖擊性;和堆焊、激光熔覆等技術相比,動力自熔覆技術還具有高效率、低成本、工藝穩定性好等特點。憑借以上優點,等離子熔覆技術在很多領域得到應用,如石油行業,在石油鉆桿表面熔覆螺旋形狀或直線形狀的耐磨層,不僅提高鉆桿的耐磨性能,而且還有利于排渣,防止抱死等現象??傊?,等離子熔覆技術在煤礦、冶金、電力、水泥、化工、石油、軍工等領域已得到越來越廣泛的應用。

                                               四、變頻器在重介工藝中的應用

                                                重介旋流器分選有壓重介旋流器分選與無壓重介旋流器分選,重介旋流器分選壓力控制是通過流量的變化來實現的。入料的固液比直接影響旋流器的處理量和分選效果,入料固液比增高時,旋流器按固液比計算的處理量增大,分選效率相對降低,隨著原煤可選性的降低,固液比隨之降低。因此,在重介旋流器分選工藝設計時要保持合介供料的穩定與連續,閉環設計時應實現變頻系統與分選壓力的閉環控制。重介旋流器分選壓力的穩定是保證分選精度的關鍵因素之一,它能夠保證流量的動態平衡,從而實現重介系統的高效節能運行。

                                               五、結語

                                              動力消耗在選煤廠成本管理中占有較重地位,節能降耗是選煤廠提高效益的途徑之一,要實現節能降耗,必須合理引進先進技術,通過技術進步促進選煤廠工藝發展。重介旋流器分選工藝是選煤技術的發展趨勢,如何合理降低重介系統的動力消耗,是每個全重介選煤廠值得思考的問題。

                                               

                                               

                                               

                                                


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