橡胶衬板在矿山破碎系统中的应用

韩　勇　刘占波　裴正宇　韩国强

(河北钢铁集团矿业有限公司机电检修分公司)

早在20世纪50年代，瑞典司克嘉(SKEGA)公司就和波立登矿业公司合作，开始了对橡胶衬板制作工艺的研究。20世纪60年代初，司克嘉公司制作的橡胶衬板在波立登矿业试用成功，从此橡胶衬板开始广泛的应用到水泥、建筑、陶瓷、化工和铁矿选矿系统之中[1]。而破碎系统因矿石粒度较大、冲击性强，多采用锰钢衬板。随着科学技术的飞速发展，制作工艺日趋成熟的橡胶衬板凭借自身优异性能，已成为替代锰钢衬板的新选择，开始应用到矿山破碎系统中。

1　锰钢衬板和橡胶衬板的性能对比

研山铁矿是河北钢铁集团矿业有限公司下属子公司，所属破碎系统共有104条皮带机，各条皮带机之间全部以给矿漏斗互连。在设计阶段，综合考虑铁矿石硬度、破碎粒度和矿石运输量等因素，皮带机漏斗均设计安装衬板来增强漏斗使用寿命。自2011年投产以来，研山铁矿一直在皮带机漏斗内部安装使用锰钢衬板。2017年河北钢铁集团矿业有限公司机电检修分公司结合研山铁矿破碎系统实际，研究制作出新型耐磨橡胶衬板。经过在研山破碎系统现场试用，效果良好，下面从以下四个方面将锰钢衬板和橡胶衬板的性能进行对比。

1.1　使用寿命

作为生产单位，衬板的使用寿命是优先考虑的选择因素。经过现场使用对比，同一规格的橡胶衬板在同一位置使用时，尤其是在中破碎之后的细料部分使用，寿命远远超过普通锰钢衬板。

以研山铁矿破碎系统SF1-2皮带机为例，该皮带机所属漏矿车布料口使用的衬板规格为600 mm×150 mm×40 mm，对比试验中，该位置锰钢衬板使用寿命为8 d(约130 h)；河北钢铁集团矿业有限公司机电检修分公司制作的橡胶衬板使用寿命为18 d(约300 h)。

1.2　噪　音

随着国家对环保工作的重视，改善非煤矿山作业环境也成为了国内铁矿管理的重点工作。锰钢衬板属于合金衬板，在使用过程中会因为物料撞击和摩擦产生噪音。橡胶衬板是一种高弹性材料，在使用过程中能够有效吸收和缓解物料撞击和摩擦产生的噪音，隔断噪声源的扩散，从而有效的减少噪声危害，对改善破碎系统作业环境、保护岗位工人身心健康有着明显效果[2]。

以研山铁矿破碎系统ZY2皮带机为例，该皮带机机头漏斗使用的衬板规格为1 030 mm×300 mm×40 mm。在该皮带机使用锰钢衬板时，现场噪音检测值为93 dB，而使用橡胶衬板后，噪音检测值为82 dB，实际减少噪音11 dB，橡胶衬板的隔音降噪效果明显。

1.3　更换工作量

目前，研山铁矿皮带机漏斗衬板全部由岗位工人更换，必要时由维修工人进行协助。以600 mm×150 mm×40 mm规格的衬板为例，锰钢衬板的重量约为28 kg，岗位工人更换该规格的锰钢衬板时，需要2人以上进行配合，更换一块衬板需要30 min左右；而同样规格的橡胶衬板重量只有8 kg左右，只需要一名岗位工人即可完成更换，更换时间不超过20 min。

1.4　使用安全性

在使用过程中，漏斗内部衬板受到铁矿石冲击，存在掉落的可能性。锰钢衬板属于合金衬板，掉落后极易划伤运输带，造成巨大经济损失。

以研山铁矿破碎系统排岩ZY4皮带机为例，该皮带在2017年初曾因皮带机漏斗锰钢衬板掉落划伤运输带670 m，造成直接经济损失70万元以上，因设备停车更换皮带造成间接经济损失100万元以上。

橡胶衬板与运输带同属于橡胶材质，即使掉落也不会划伤运输带，从而避免了因衬板掉落造成经济损失的可能性，使用安全性较高。

2　橡胶衬板在研山铁矿破碎系统使用中的效益

2.1　锰钢衬板的使用情况

研山铁矿破碎系统皮带机漏斗在生产初期全部安装锰钢衬板来提高漏斗的使用寿命，其中以600 mm×150 mm×40 mm型号的锰钢衬板最为常见，该型号锰钢衬板2015—2017年消耗情况见表1。

表1　600 mm×150 mm×40 mm型橡胶衬板使用情况

由表1可知，研山铁矿破碎系统600 mm×150 mm×40 mm型号的锰钢衬板消平均每年使用4 500块，平均每年成本消耗约90.1万元。

2.2　橡胶衬板与锰钢衬板质量对比

研山铁矿破碎系统自2017年四季度开始使用橡胶衬板替代锰钢衬板，以SF1-2皮带机处衬板进行对比，对比结果见表2。

表2　SF1-2处皮带机衬板对比结果

由表2可知，橡胶衬板价格比锰钢衬板低10%，橡胶衬板寿命是锰钢衬板的2倍以上，橡胶衬板质量不到锰钢衬板的1/3，使用橡胶衬板后噪声值能够下降10%以上。

2.3　使用橡胶衬板的效益测算

目前，研山铁矿破碎系统综合作业率约为70%，以SF1-2皮带机处衬板使用寿命做参考值，依据表1和表2中相关数据计算使用橡胶衬板后的成本结果见表3。

表3　衬板成本对比结果

由表3可知，如果研山铁矿破碎系统600 mm×150 mm×40 mm型漏斗衬板全部采用橡胶衬板，每年可节省成本54.9万元，经济效益显著。

3　结　语

随着矿山处理能力的增加，破碎系统会使用更多的橡胶衬板，河北钢铁集团矿业有限公司机电检修分公司将根据市场需求，继续研发适合矿山破碎系统使用的橡胶衬板。新型耐磨橡胶衬板已经完全能够满足破碎系统使用，特别是中破工艺之后的细料部分，橡胶衬板的性能已远远超过锰钢衬板，在保证现场使用要求的基础上，进一步降低了使用单位采购成本，具备了在矿山破碎系统全面应用的条件。

[1]张志强，陈守明，刘兴衡.耐磨橡胶衬板的研制[J].橡胶工业，1994，41(10)：611-616.

[2]李书文.锰钢衬板、橡胶衬板、金属磁性衬板的选用[J].矿山机械，2003(4)：28-29.