钢铁厂混匀取料机和堆取料机料斗耐磨材料的选用

梁 睿

(莱芜钢铁集团设备检修中心，山东271104)

钢铁厂混匀取料机和堆取料机料斗耐磨材料的选用

梁 睿

(莱芜钢铁集团设备检修中心，山东271104)

针对烧结厂混匀取料机和堆取料机的不同特点，通过试验研究得出，在混匀取料机和堆取料机料斗上分别采用Fe-Cr-V耐磨堆焊合金和99812型陶瓷耐磨材料可以达到最佳效果。

料斗；耐磨材料；磨损

烧结厂使用的取料设备所取料种杂，包括粗粉、精粉、灰石、块矿、焦粉、原煤、混匀料及各种杂矿等，具有较强的腐蚀性和较高的硬度，取料过程中对设备产生冲击、腐蚀、磨损造成设备损坏，其中尤以取料机料斗为甚。在每天超过14 h取料作业的工况条件下，取料机料斗磨损极为严重，料斗、斗齿、斗唇的使用寿命随着取料量的日益增加而大大缩短。在增加维修成本和工人劳动强度的同时，影响了堆取料机与取料机的作业率，制约了烧结厂生产能力的进一步提高。

我厂过去也曾采取锰钢板代替普通钢板增加其耐磨性，但由于料斗与矿粉直接接触，存在腐蚀磨损，效果不是很理想。经过长期的市场调查和调研我们选定Fe-Cr-V耐磨堆焊合金堆焊料斗和耐磨陶瓷材料贴敷料斗两种耐磨工艺，对两种工艺进行对比分析，根据不同的工况条件选择性价比最优的耐磨材料。

1 Fe-Cr-V耐磨堆焊合金堆焊料斗实验

Fe-Cr-V堆焊合金化学成分如表1所示。基体组织由铁素体+马氏体组成，碳化物主要为(Cr，Fe)23C6。Fe-Cr-V堆焊合金的晶界碳化物(Cr，Fe)23C6呈条状或者断续网状分布，起到耐磨骨架、阻碍磨粒锲入和减少磨粒切削量等作用，同时避免连续网状碳化物形态的强烈脆性，这使堆焊合金具有良好的耐磨性。

表1 堆焊合金化学成分(质量分数，%)Table 1 Chemical composition of surfacing alloy (mass fraction,%)

根据堆焊合金的特性，我们在8025堆取料机的料斗采取堆焊Fe-Cr-V耐磨堆焊合金的方法。8025堆取料机主要堆取块矿，而基于块矿硬度大、颗粒大的体型，取料时冲击大的特性，使用堆焊合金可有效的减少磨损。堆焊步骤如下：

(a)对料斗、斗齿表面进行清洁清除铁锈及灰土等。

(b)针对斗齿、斗唇磨损严重，使用寿命短的情况，在斗齿、斗唇按“三”字型进行堆焊，焊高约6 mm，提高其耐磨性。堆焊工艺参数见表2。

(c)由于料斗主要磨损部位在两侧，根据斗型在料斗两侧用Fe-Cr-V堆焊合金按“井”字型堆焊，焊层高5 mm，从而提高其使用寿命。

(d)在堆焊时，采用低限电流及短弧焊接可获得较高耐磨性的焊层组织。

(e)由于料斗的堆焊面积较大，约0.5 m2，堆焊一个料斗需1～2天。

表2 堆焊操作工艺参数Table 2 The process parameters of surfacing welding

将焊好的4个料斗和3个没经过堆焊的料斗安装在烧结厂1#DQL8025堆取料机上，该堆取料机主要负责堆取块矿，块矿含铁量高，对料斗磨损大，易对比出堆焊料斗和无堆焊料斗的磨损情况。

使用一个月以后，在每天取料作业14 h，取料量平均每天11 000 t的工况条件下，使用堆焊Fe-Cr-V耐磨堆焊合金的料斗磨损较轻，斗唇、斗齿形状保持完好。没有使用堆焊材料的料斗斗唇、斗齿已磨损耗尽。图1为一个料斗上没有堆焊的斗牙和堆焊Fe-Cr-V耐磨堆焊合金的斗牙对比。

(a)未进行堆焊处理

(b)进行堆焊处理图1 堆取料机料斗Figure 1 The stacker reclaimer hopper

2 贴敷99812陶瓷耐磨材料实验

对于早期涂层的研究，由于一般的耐腐蚀涂料所形成的涂层没有足够的机械强度与耐磨性，在受到长时间冲击与机械作业后会很快磨损，乃至剥落失去对料斗的保护作用，从而只能应用于静态工件上。使用的99812陶瓷耐磨材料，以环氧树脂为基材，通过聚合物体系的优化。添加亚微米级氧化铝(平均粒径0.58 mm)陶瓷颗粒，含有刚性颗粒增强高分子聚合物耐磨涂层，除此之外，还添加了铁粉、氧化铜粉等金属助剂以及亚微米级的石英粉、氧化硅以及碳化硅等无机粉料。颗粒增强高分子聚合物耐磨涂层具有良好的耐腐蚀性能和一定的抗冲蚀磨损性能，可以成功应用于复杂的动态环境中，有效提高设备和部件的使用寿命。

取料机料斗主要负责混匀料场的取料工作，混匀料场的物料经过多重的振筛和颚式破碎机的过滤、破碎，物料多呈细末状，取料机取料过程主要是磨料磨损，很少出现冲蚀磨损等情况，根据此特性我们应用陶瓷颗粒在取料料斗上正发挥了其抗磨料磨损的特性。具体方案如下：

(a)首先将料斗需贴敷表面用角磨机机械磨平，去除表面污物、氧化物、锈斑、灰尘等，用丙酮擦洗脱脂后备用。

(b)按照配方称量药品，将配料按一定的顺序加入，调和时应注意先将环氧树脂、填料、助剂等调匀后，再与固化剂充分调和均匀。应朝着同一方向搅拌，禁止来回旋转，以免产生气泡。按照工艺要求，调到一定时间后，应该静置一段时间，以使气泡上浮直至完全消失。

(c)在料斗须贴敷处焊上钢板网，以增加耐磨材料黏附力。

(d)用洁净的刮片将料均匀涂敷在试样表面，为防止涂层中产生气泡及气孔，刮片应该与试样表面呈一定的锐角，朝同一个方向缓慢刮涂，且力度不宜太大，防止涂层过薄或产生气泡。需反复刮涂几次，使涂层达到一定的厚度，保持均匀平整。

(e)自然晾干。

利用配料线检修的机会将贴敷99812型陶瓷耐磨材料的料斗安装在混匀取料机上。混匀料场和精粉料场的物料颗粒小、硬度小，料斗使用99812型陶瓷耐磨材料后冲击脱落现象较轻，一个月后混匀取料机料斗出现陶瓷颗粒轻微脱落，磨损厚度约0.5 mm左右，4个月后混匀取料机料斗陶瓷颗粒磨损耗尽。

3 对比

堆焊法耐磨性能较好，料斗使用寿命约为3个月，但缺点为消耗工时较长，堆焊一个料斗需1～2天。

99812型陶瓷耐磨材料，贴敷工期短，贴敷7个料斗约需3～4天，使用寿命约为4个月，工艺简单，劳动强度小，缺点为其耐冲击性能差，当料斗取块矿、杂矿等物料时磨损、脱落情况严重。

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

Fe-Cr-V堆焊合金与99812型陶瓷耐磨材料对比见表3。

4 结论

结合两种材料的使用情况和物理特性，扬长避短结合两种材料应用在不同位置和料场上。Fe-Cr-V耐磨堆焊合金堆焊法应用在堆取料机料斗，可以提高取大块物料时的耐磨性能，减少磨损、脱落情况。99812型陶瓷耐磨材料应用在混匀取料机料斗，因混匀料场的物料经过两次振动筛的筛分和颚式破碎机的破碎，物料颗粒直径控制在5 mm以内，较细的颗粒物料对料斗的冲击较小，使用陶瓷耐磨材料更具性价比。

[1] 机械设计手册编委会.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2] 齐纪渝.国内外耐磨材料的研究与应用[J].电力科学与工程，1996(3):29-31.

[3] 师昌绪.新型材料与材料科学[M].北京：冶金工业出版社，2002.

编辑 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