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煤礦機械的磨損及耐磨鋼的應用
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作者:pmof93969
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發布時間: 2042天前
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煤炭是中國的第一能源，我國煤炭90%以上的生產作業是在地下進行。因此，煤礦機械的腐蝕、磨損等失效現象極其嚴重，由此而引發的設備故障和安全事故時有發生，造成的經濟損失不可估量。有關統計資料表明，在生產過程中，綜采設備（采煤機、輸送機和液壓支架）的事故率高達30%。究其原因，除少部分為地質條件及人為因素引發外，屬于機件失效而引起的事故高達事故總數的90%，其中80%是因磨損所致。而機件由于磨損所引起的失效中，又有85%是由于液壓系統和潤滑系統中的油液遭受嚴重污染所造成的。以采煤機為例：采煤機事故占綜采機械事故的35%，而采煤機液壓系統的事故占了采煤機總事故的70%。再以液壓支架為例:液壓支架的故障除少量是因為設備本身的設計、制造、質量低劣等缺陷而引起的失效外，其大量故障主要是由于乳化液的污染而造成的。另外，綜采設備由于受工作條件影響，經常出現齒輪和滾動軸承等受沖擊、磨損失效，因而造成傳動系統故障。隨著我國煤礦機械化程度的日益提高，機械設備的摩擦學問題也越來越突出，研究、解決煤礦生產中的摩擦學問題對煤礦高產、高效和安全生產具有十分重要的意義，也是一項迫切的任務。
如以高產高效綜合機械化采煤重要的運輸設備刮板輸送機為例，它與液壓支架、轉載機及采煤機等配套使用，完成采煤工作面全部生產過程的落、裝、運、支護等工序的機械化生產。它一般由機頭部、機尾部、鏈條及中部槽等組成，中部槽是輸送機的主體部分，是刮板鏈條及煤流的運動軌道，中部槽占整個刮板輸送機的70%-80%，是刮板輸送機的關鍵部件之一。目前國內所使用的輸送機中部槽在結構上普遍采用整體鑄造鏟板槽幫、擋板槽幫與高強度耐磨合金中板及底板組焊而成，具有高強度、高壽命、高可靠性的優點，過煤量普遍超過百萬噸。但隨著現代化大型礦井的建設，已經出現年產量超過1000萬噸的高產高效工作面，刮板輸送機的槽寬擴大到1200以上的重載系列，裝機功率從90KW發展到3x1600KW，運輸能力從400t/h發展到4500t/h不等。因此，如何進一步提高刮板輸送機中部槽材料壽命已迫在眉睫。
在刮板機中部槽及刮板材料應用方面，我國與美國、歐洲等發達國家裝備還有一定差距。國外生產的大功率刮板輸送機中部槽一般過煤保證值為600萬噸，而國內同等中部槽過煤量只有400-500萬噸。目前中部槽中板還是以360，400系列的產品為主，而大型煤機裝備公司多選用進口產品。由于現有的耐磨板都屬于低合金調質鋼系列材料，往往都無法完成兩個綜采工作面或以上的過煤量，煤礦終端用戶對提高耐磨板使用壽命的需求越來越迫切。雖然可以選擇耐磨性能更優異的450以上的耐磨板，但其應用拓展受到焊接性能、加工性能、價格等因素的制約，同時中低合金耐磨鋼一般均需淬回火處理，材料的耐磨性能，尤其是厚板的耐磨性能隨著淬硬層深度發生衰減，這是馬貝型耐磨鋼的通病。實際生產中也發現，中低合金馬貝型耐磨鋼在沖擊載荷的工作環境小，其使用效果并不理想。由于中部槽現采用槽幫和中板焊接而成，槽幫多采用30SiMn, 24Mn2K和27Mn2K鋼材軋制而成，焊接是屬于異種鋼的焊接，在焊接過程中容易出現焊接缺陷，例如焊接變形、氣孔、裂紋等，進一步降低了中部槽的使用壽命。
如以高產高效綜合機械化采煤重要的運輸設備刮板輸送機為例，它與液壓支架、轉載機及采煤機等配套使用，完成采煤工作面全部生產過程的落、裝、運、支護等工序的機械化生產。它一般由機頭部、機尾部、鏈條及中部槽等組成，中部槽是輸送機的主體部分，是刮板鏈條及煤流的運動軌道，中部槽占整個刮板輸送機的70%-80%，是刮板輸送機的關鍵部件之一。目前國內所使用的輸送機中部槽在結構上普遍采用整體鑄造鏟板槽幫、擋板槽幫與高強度耐磨合金中板及底板組焊而成，具有高強度、高壽命、高可靠性的優點，過煤量普遍超過百萬噸。但隨著現代化大型礦井的建設，已經出現年產量超過1000萬噸的高產高效工作面，刮板輸送機的槽寬擴大到1200以上的重載系列，裝機功率從90KW發展到3x1600KW，運輸能力從400t/h發展到4500t/h不等。因此，如何進一步提高刮板輸送機中部槽材料壽命已迫在眉睫。
在刮板機中部槽及刮板材料應用方面，我國與美國、歐洲等發達國家裝備還有一定差距。國外生產的大功率刮板輸送機中部槽一般過煤保證值為600萬噸，而國內同等中部槽過煤量只有400-500萬噸。目前中部槽中板還是以360，400系列的產品為主，而大型煤機裝備公司多選用進口產品。由于現有的耐磨板都屬于低合金調質鋼系列材料，往往都無法完成兩個綜采工作面或以上的過煤量，煤礦終端用戶對提高耐磨板使用壽命的需求越來越迫切。雖然可以選擇耐磨性能更優異的450以上的耐磨板，但其應用拓展受到焊接性能、加工性能、價格等因素的制約，同時中低合金耐磨鋼一般均需淬回火處理，材料的耐磨性能，尤其是厚板的耐磨性能隨著淬硬層深度發生衰減，這是馬貝型耐磨鋼的通病。實際生產中也發現，中低合金馬貝型耐磨鋼在沖擊載荷的工作環境小，其使用效果并不理想。由于中部槽現采用槽幫和中板焊接而成，槽幫多采用30SiMn, 24Mn2K和27Mn2K鋼材軋制而成，焊接是屬于異種鋼的焊接，在焊接過程中容易出現焊接缺陷，例如焊接變形、氣孔、裂紋等，進一步降低了中部槽的使用壽命。
