双金属复层耐磨钢板在重介浅槽分选机的应用

霍永军

摘 要：双金属复层耐磨衬板应用于重介浅槽分选机，解决了普通衬板磨损速度过快的问题，浅槽衬板使用寿命提高了3至5倍，延长了浅槽衬板的维护保养周期，对设备使用产生了深远的影响。

关键词：双金属复层；耐磨板；重介浅槽；底衬板

选煤厂重介浅槽分选工艺简单，自动化程度高，分选效率高，处理能力大，精煤回收率高，易于操作和维修。由于介质的冲刷、部件之间及部件与物料间的摩擦，使一些磨损消耗件的使用寿命降低，需要用户在使用过程中逐步发现、优化，如浅槽滑道、底衬板等。磨损件的更换大大增加了检修工作量，还影响生产进度。所以好的耐磨材料的选择直接影响设备的使用寿命和维护周期。

一、重介浅槽分选机简介

（一） 重介浅槽的结构特点

重介分选机的槽体是一个槽式金属结构件。槽体长边两侧分别设有入料箱和溢流堰。入料箱底部设有水平流介质管，为浅槽分选机提供水平介质流。上升介质流通过槽体底部的上升介质流斗进入槽体。槽体底部铺有一层带孔的耐磨衬板，槽体长边两侧下部各有一条刮板链滑道，刮板沿滑道移动，将矸石从槽体头排出。

（二） 重介浅槽的工作原理

重介质浅槽分选机依据密度不同对煤炭进行分选，低于介质密度的轻产物会漂浮在上方，并在水平流的作用下流过溢流堰，成为精煤产品；高于工作介质密度的物料即为矸石，会沉到槽体底部，由低速运转的链刮板刮出浅槽分选机。

二、双金属复层耐磨钢板概述

双金属复层耐磨钢板是专供大面积磨损工况使用的板材产品，是在韧性、塑性很好的普通低碳钢或者低合金钢表面通过堆焊方法复合一定厚度的硬度较高、耐磨性优良的耐磨层而制成的板材产品。耐磨层一般占总厚度的1/3–1/2。工作时由基体提供抵抗外力的强度、韧性和塑性等综合性能，由耐磨层提供满足指定工况需求的耐磨性能。

耐磨层主要以铬合金为主，同时还添加锰、钼、铌、镍等其它合金成份。利用电弧的方式将高达20–30%的碳化铬合金结合到合适的钢铁基板上构成的复合耐磨层板。该层板堆焊层材质均匀，外观规则，耐磨层金相组织中的碳化物呈纤维状分布，且与表面垂直，表面硬度可达到HRc58–62。合金碳化物在高温下有很强的稳定性，保持较高的硬度，同时还具有很好的抗氧化性能，在500℃以内完全正常使用。

三、双金属复层耐磨钢板的性能描述

（一）优秀的耐磨性

由于碳化物层与磨损方向相垂直分布，即使与同成分和硬度的铸造合金相比较，耐磨性能提高一倍以上。与几种典型的材料耐磨性对比如下：

1.与低碳钢；20～25：1

2.与铸态高铬铸铁；1.5～2.5：1

（二）良好的耐冲击性

耐磨复合钢板的基板为低碳钢或低合金不锈钢等韧性材料，耐磨层和基材之间是冶金结合，结合强度高，可在受冲击的过程中吸收能量，耐磨层不会脱落，体现双金属的优越性，耐磨层抵抗介质的磨损，基板承受介质的载荷，因此有良好的耐冲击性。可以应用到振动、冲击较强的工况条件下，这一点是铸造耐磨材料和陶瓷材料所不及的；

（三）良好的耐腐蚀性

耐磨复合钢板的合金层中含有高百分比的金属铬，故具有一定防锈和耐腐蚀能力。用于落煤筒和漏斗等场合可以做到防止粘煤。

（四）品种规格齐全

耐磨钢板规格全，品种多，已成商品系列化。耐磨合金层的厚度在3～20mm。复合钢板的厚度最薄为6mm，厚度不限。目前，标准耐磨钢板可提供1200或1450×2000mm，也可根据用户需求，按尺寸定做加工。

（五）高性能价格比

使用耐磨复合钢板制造机件的造价较普通材料有所提高，但机件的使用寿命增长，综合考虑维修费用、备件费用和停机损失，其性能价格比比普通材料高2–3倍。

（六）耐磨复合钢板的表面裂纹

耐磨复合钢板的耐磨层表面通过形成细小均匀的裂缝释放能力，保持整幅板面平整无扭曲变形，限制产生应力集中，裂缝仅局限于硬层内，使用过程也不会向韧性很好的基板中扩展。

四、应用范围

双金属复层耐磨钢板已广泛应用于冶金、煤炭、水泥、电力、玻璃、矿山、建材、砖瓦等行业，与其他材料相比，有很高的性价比，已经受到越来越多行业和厂家的青睐。为我国工业设备、工件的磨损失效提供了重要的耐磨保护措施，极大地提高了设备、工件的使用寿命，为企业提高生产效率、降低生产成本做出了重要贡献。

五、双金属复层耐磨钢板在重介浅槽分选机底衬板上的应用

哈尔乌素露天矿选煤厂使用的重介浅槽分选机，首次使用时采用普通360耐磨鋼板作为浅槽衬板材料。由于浅槽底衬板通过的物料都是经过重介洗选后的高密度煤矸石，硬度高，浅槽刮板通过链条带动将底衬板上的矸石物料移动摩擦带出，再加上介质的冲刷，因此对浅槽衬板材料的耐磨性能要求很高。实践表明，360耐磨衬板材料使用寿命很短（6～10个月），尤其是弯曲段衬板和上弯道衬板磨损速度快，更换频繁，严重制约生产效率，增加了生产成本。为延长衬板使用寿命，通过调查研究，采用双金属复层耐磨钢板作为浅槽底衬板，试用结果表明，双金属复层耐磨衬板的使用寿命得到了极大的提高（寿命可达2.5～3年），延长了浅槽维护周期。

六、双金属复层耐磨衬板的加工工艺

双金属复层耐磨衬板采用12mm厚、Q235板材作为母板，熔敷4mm耐磨合金层制成。

（一）将12mm厚的Q235板按照尺寸要求进行火焰切割。

（二）按照尺寸要求加工安装孔（装M16沉头螺栓用孔）。

（三）加工滤水孔，孔径φ14，数量：每块机尾衬板616个孔。

（四）加工机头弧形衬板44°弧。

（五）在衬板上堆焊4mm厚耐磨合金层，堆焊时要绕开安装孔。

（六）由于焊接变形，待堆焊结束冷却后，采用滚压工艺校正耐磨衬板的变形，保证衬板的平面度要求。

（七）表面喷砂处理，消除锈迹、氧化皮。

（八）打印记编号，保证现场安装的正确性。

七、结论

双金属复层耐磨衬板的应用，解决了普通衬板磨损速度过快的问题，浅槽衬板使用寿命提高了3至5倍，延长了浅槽衬板的维护保养周期，对设备使用产生了深远的影响，同时效益显著，值得推广。

参考文献：

[1]贺民强.重介浅槽分选机的原理及应用分析.来源：能源与节能官网，2014（07）.

[2]严仁昌.双金属复层耐磨钢板.国内外水泥粉磨新技术交流大会暨展览会，2010.

[3]严仁昌，武洪明.双金属复层耐磨钢板的组成与特点.水泥工业抗磨技术汇编，2013.