1. Storia delle catene a maglie tonde per l'industria mineraria
Con la crescente domanda di energia derivante dal carbone nell’economia mondiale, i macchinari per l’estrazione del carbone si sono sviluppati rapidamente. Essendo l'attrezzatura principale dell'estrazione del carbone meccanizzata completa nelle miniere di carbone, anche il componente di trasmissione sul trasportatore raschiatore si è sviluppato rapidamente. In un certo senso, lo sviluppo del trasportatore a raschiatore dipende dallo sviluppo dicatena a maglie tonde ad alta resistenza da miniera. La catena a maglie tonde ad alta resistenza da miniera è la parte fondamentale del trasportatore a catena nella miniera di carbone. La sua qualità e le sue prestazioni lo farannoinfluenzano direttamente l'efficienza lavorativa delle attrezzature e la produzione di carbone della miniera di carbone.
Lo sviluppo di catene a maglie tonde ad alta resistenza per l'estrazione mineraria comprende principalmente i seguenti aspetti: lo sviluppo dell'acciaio per catene a maglie tonde per l'estrazione mineraria, lo sviluppo della tecnologia di trattamento termico della catena, l'ottimizzazione delle dimensioni e della forma della catena a maglie tonde in acciaio, il diverso design della catena e la sviluppo della tecnologia per la produzione di catene. A causa di questi sviluppi, le proprietà meccaniche e l'affidabilità delcatena a maglie tonde minerariesono stati notevolmente migliorati. Le specifiche e le proprietà meccaniche delle catene prodotte da alcune aziende produttrici di catene avanzate nel mondo hanno superato di gran lunga lo standard tedesco DIN 22252 ampiamente utilizzato nel mondo.
Il primo acciaio di bassa qualità per l'estrazione mineraria di catene a maglie tonde all'estero era principalmente acciaio al carbonio e manganese, con basso contenuto di carbonio, basso contenuto di elementi legati, bassa temprabilità e diametro della catena < ø 19 mm. Negli anni '70 furono sviluppati acciai per catene di alta qualità della serie manganese nichel cromo molibdeno. Gli acciai tipici includono 23MnNiMoCr52, 23MnNiMoCr64, ecc. Questi acciai hanno buona temprabilità, saldabilità, resistenza e tenacità e sono adatti per la produzione di catene di grado C su larga scala. L'acciaio 23MnNiMoCr54 è stato sviluppato alla fine degli anni '80. Basato sull'acciaio 23MnNiMoCr64, il contenuto di silicio e manganese è stato ridotto e il contenuto di cromo e molibdeno è stato aumentato. La sua tenacità era migliore di quella dell'acciaio 23MnNiMoCr64. Negli ultimi anni, a causa del continuo miglioramento dei requisiti prestazionali delle catene in acciaio a maglie tonde e del continuo aumento delle specifiche della catena dovuto all'estrazione meccanizzata del carbone nelle miniere di carbone, alcune società produttrici di catene hanno sviluppato alcuni nuovi tipi di acciaio speciali e alcune proprietà di questi i nuovi gradi di acciaio sono superiori all'acciaio 23MnNiMoCr54. Ad esempio, l'acciaio "HO" sviluppato dall'azienda tedesca JDT può aumentare la resistenza della catena del 15% rispetto all'acciaio 23MnNiMoCr54.
2. Condizioni di servizio della catena mineraria e analisi dei guasti
2.1 condizioni di servizio della catena mineraria
Le condizioni di servizio della catena a maglie tonde sono: (1) forza di tensione; (2) Fatica causata dal carico pulsante; (3) Attrito e usura si verificano tra le maglie della catena, le maglie della catena e i pignoni della catena, le maglie della catena, le piastre centrali e i lati della scanalatura; (4) La corrosione è causata dall'azione del carbone polverizzato, della polvere di roccia e dell'aria umida.
2.2 Analisi dei guasti delle maglie della catena mineraria
Le forme di rottura delle maglie della catena mineraria possono essere approssimativamente suddivise in: (1) il carico della catena supera il suo carico di rottura statico, provocando una frattura prematura. Questa frattura si verifica principalmente nelle parti difettose della spalla della maglia della catena o nell'area diritta, come la rottura della zona interessata dal calore della saldatura di testa a fiamma e la rottura del materiale della singola barra; (2) Dopo aver funzionato per un periodo di tempo, la maglia della catena mineraria non ha raggiunto il carico di rottura, provocando la frattura causata dalla fatica. Questa frattura si verifica principalmente nella connessione tra il braccio dritto e la corona della maglia della catena.
Requisiti per la catena a maglie tonde minerarie: (1) avere un'elevata capacità di carico con lo stesso materiale e sezione; (2) avere un carico di rottura più elevato e un migliore allungamento; (3) avere una piccola deformazione sotto l'azione della massima capacità di carico per garantire un buon ingranamento; (4) avere un'elevata resistenza alla fatica; (5) avere un'elevata resistenza all'usura; (6) avere elevata tenacità e migliore assorbimento del carico d'impatto; (7) le dimensioni geometriche per soddisfare il disegno.
3. Processo di produzione della catena mineraria
Processo produttivo della catena mineraria: taglio barre → piegatura e lavorazione a maglia → giunzione → saldatura → prova di prova primaria → trattamento termico → prova di prova secondaria → ispezione. La saldatura e il trattamento termico sono i processi chiave nella produzione di catene a maglie tonde minerarie, che influiscono direttamente sulla qualità del prodotto. I parametri scientifici di saldatura possono migliorare la resa e ridurre i costi di produzione; un appropriato processo di trattamento termico può sfruttare appieno le proprietà del materiale e migliorare la qualità del prodotto.
Al fine di garantire la qualità della saldatura della catena mineraria, sono state eliminate la saldatura ad arco manuale e la saldatura di testa a resistenza. La saldatura di testa a scintillio è ampiamente utilizzata per i suoi eccezionali vantaggi come l'elevato grado di automazione, la bassa intensità di manodopera e la qualità stabile del prodotto.
Allo stato attuale, il trattamento termico della catena a maglie tonde minerarie adotta generalmente il riscaldamento a induzione a media frequenza, l'estinzione e il rinvenimento continui. L'essenza del riscaldamento a induzione a media frequenza è che la struttura molecolare dell'oggetto viene agitata dal campo elettromagnetico, le molecole ottengono energia e si scontrano per produrre calore. Durante il trattamento termico a induzione a media frequenza, l'induttore è collegato a una corrente alternata a media frequenza di una certa frequenza e le maglie della catena si muovono a una velocità uniforme nell'induttore. In questo modo, nelle maglie della catena verrà generata una corrente indotta con la stessa frequenza e verso opposto a quella dell'induttore, in modo che l'energia elettrica possa essere trasformata in energia termica e le maglie della catena possano essere riscaldate alla temperatura necessaria per lo spegnimento. e temperare in breve tempo.
Il riscaldamento a induzione a media frequenza ha una velocità elevata e una minore ossidazione. Dopo la tempra, è possibile ottenere una struttura di tempra molto fine e una granulometria dell'austenite, che migliora la resistenza e la tenacità della maglia della catena. Allo stesso tempo, presenta anche i vantaggi di pulizia, igiene, facilità di regolazione ed elevata efficienza produttiva. Nella fase di rinvenimento, la zona di saldatura della maglia della catena passa attraverso una temperatura di rinvenimento più elevata ed elimina in breve tempo una grande quantità di stress interno di tempra, il che ha un effetto molto significativo sul miglioramento della plasticità e della tenacità della zona di saldatura e sul ritardo dell'inizio e sviluppo di crepe. La temperatura di rinvenimento nella parte superiore della spalla della maglia della catena è bassa e presenta una durezza maggiore dopo il rinvenimento, il che favorisce l'usura della maglia della catena durante il processo di lavorazione, ovvero l'usura tra le maglie della catena e l'ingranamento tra la catena maglie e il pignone della catena.
4. Conclusione
(1) L'acciaio per l'estrazione mineraria di catene a maglie tonde ad alta resistenza si sta sviluppando nella direzione di maggiore resistenza, maggiore temprabilità, maggiore tenacità plastica e resistenza alla corrosione rispetto all'acciaio 23MnNiMoCr54 comunemente usato nel mondo. Attualmente sono stati applicati tipi di acciaio nuovi e brevettati.
(2) Il miglioramento delle proprietà meccaniche della catena a maglie tonde ad alta resistenza mineraria promuove il miglioramento continuo e il perfezionamento del metodo di trattamento termico. L'applicazione ragionevole e il controllo accurato della tecnologia del trattamento termico sono fondamentali per migliorare le proprietà meccaniche della catena. La tecnologia del trattamento termico delle catene minerarie è diventata la tecnologia principale dei produttori di catene.
(3) Le dimensioni, la forma e la struttura della catena a maglie tonde ad alta resistenza da miniera sono state migliorate e ottimizzate. Questi miglioramenti e ottimizzazioni vengono apportati in base ai risultati dell'analisi delle sollecitazioni della catena e a condizione che la potenza delle attrezzature per l'estrazione del carbone debba essere aumentata e che lo spazio sotterraneo della miniera di carbone sia limitato.
(4) L'aumento delle specifiche delle catene a maglie tonde ad alta resistenza da miniera, il cambiamento della forma strutturale e il miglioramento delle proprietà meccaniche promuovono lo sviluppo altrettanto rapido delle attrezzature e della tecnologia per la produzione di catene a maglie tonde in acciaio.
Orario di pubblicazione: 22 dicembre 2021