1. Storia delle catene a maglie tonde per l'estrazione mineraria
Con la crescente domanda di energia da 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 nella miniera di carbone, anche il componente di trasmissione sul trasportatore a raschietto si è sviluppato rapidamente.In un certo senso, lo sviluppo del trasportatore a raschietto dipende dallo sviluppo dicatena a maglie rotonde ad alta resistenza mineraria.La catena a maglie rotonde ad alta resistenza mineraria è la parte fondamentale del trasportatore raschiatore a catena nella miniera di carbone.La sua qualità e le sue prestazioni lo farannoinfluenzare direttamente l'efficienza lavorativa delle attrezzature e la produzione di carbone della miniera di carbone.
Lo sviluppo della catena a maglie tonde ad alta resistenza mineraria comprende principalmente i seguenti aspetti: lo sviluppo dell'acciaio per la catena a maglie tonde minerarie, 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 il sviluppo della tecnologia di fabbricazione della catena.A causa di questi sviluppi, le proprietà meccaniche e l'affidabilità dicatena a maglie tonde minerariesono stati notevolmente migliorati.Le specifiche e le proprietà meccaniche della catena prodotta da alcune aziende manifatturiere 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 di catene a maglie tonde all'estero era principalmente acciaio al manganese al carbonio, con basso contenuto di carbonio, basso contenuto di elementi in lega, bassa temprabilità e diametro della catena <ø 19 mm.Negli anni '70 sono stati sviluppati acciai per catene di alta qualità della serie manganese nichel cromo molibdeno.Gli acciai tipici includono 23MnNiMoCr52, 23MnNiMoCr64, ecc. Questi acciai hanno una 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 ed è stato aumentato il contenuto di cromo e molibdeno.La sua tenacità era migliore di quella dell'acciaio 23MnNiMoCr64.Negli ultimi anni, a causa del continuo miglioramento dei requisiti prestazionali della catena in acciaio a maglie tonde e del continuo aumento delle specifiche della catena dovuto all'estrazione meccanizzata del carbone nelle miniere di carbone, alcune aziende produttrici di catene hanno sviluppato alcuni nuovi gradi di acciaio speciali e alcune proprietà di questi i nuovi gradi di acciaio sono superiori all'acciaio 23MnNiMoCr54.Ad esempio, l'acciaio "HO" sviluppato dalla società 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 da carico pulsante;(3) L'attrito e l'usura si verificano tra le maglie della catena, le maglie della catena e le ruote dentate della catena, le maglie della catena, le piastre intermedie e i lati della scanalatura;(4) La corrosione è causata dall'azione di carbone polverizzato, polvere di roccia e aria umida.
2.2 analisi dei guasti dei collegamenti della catena mineraria
Le forme di rottura delle maglie della catena mineraria possono essere suddivise approssimativamente in: (1) il carico della catena supera il suo carico di rottura statico, con conseguente frattura prematura.Questa frattura si verifica principalmente nelle parti difettose della spalla della maglia della catena o dell'area diritta, come la crepa dalla zona interessata dal calore della saldatura testa a scintillio e la crepa del materiale della singola barra;(2) Dopo aver funzionato per un periodo di tempo, il collegamento della catena mineraria non ha raggiunto il carico di rottura, provocando la frattura causata dalla fatica.Questa frattura si verifica principalmente alla connessione tra il braccio dritto e la corona della maglia della catena.
Requisiti per l'estrazione di catene a maglie tonde: (1) avere un'elevata capacità di carico con lo stesso materiale e la stessa sezione;(2) avere un carico di rottura maggiore 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 un'elevata tenacità e un migliore assorbimento del carico d'urto;(7) le dimensioni geometriche per soddisfare il disegno.
3. Processo di produzione della catena mineraria
Processo di produzione della catena mineraria: taglio barra → 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 di saldatura scientifici possono migliorare la resa e ridurre i costi di produzione;un adeguato processo di trattamento termico può dare pieno gioco alle proprietà del materiale e migliorare la qualità del prodotto.
Al fine di garantire la qualità della saldatura della catena mineraria, la saldatura ad arco manuale e la saldatura di testa a resistenza sono state eliminate.La saldatura flash testa a testa 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, la tempra continua e il rinvenimento.L'essenza del riscaldamento a induzione a media frequenza è che la struttura molecolare dell'oggetto viene agitata sotto il 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 con CA a media frequenza di una certa frequenza e le maglie della catena si muovono a una velocità uniforme nell'induttore.In questo modo si genererà nelle maglie della catena 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 rinvenimento 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 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 e alta efficienza produttiva.Nella fase di rinvenimento, la zona di saldatura della maglia della catena passa attraverso una temperatura di rinvenimento più elevata ed elimina una grande quantità di stress interno di tempra in breve tempo, il che ha un effetto molto significativo sul miglioramento della plasticità e tenacità della zona di saldatura e ritarda l'inizio e lo sviluppo di crepe.La temperatura di rinvenimento nella parte superiore della spalla della maglia della catena è bassa e presenta una maggiore durezza dopo la tempra, 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 la ruota dentata della catena.
4. Conclusione
(1) L'acciaio per l'estrazione 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 state applicate qualità di acciaio nuove e brevettate.
(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 di trattamento termico sono fondamentali per migliorare le proprietà meccaniche della catena.La tecnologia di trattamento termico della catena mineraria è diventata la tecnologia di base dei produttori di catene.
(3) Le dimensioni, la forma e la struttura della catena della catena a maglie tonde ad alta resistenza mineraria sono state migliorate e ottimizzate.Questi miglioramenti e ottimizzazioni vengono effettuati in base ai risultati dell'analisi dello stress della catena ea condizione che la potenza delle attrezzature per l'estrazione del carbone debba essere aumentata e lo spazio sotterraneo della miniera di carbone sia limitato.
(4) L'aumento delle specifiche della catena a maglie tonde ad alta resistenza mineraria, il cambiamento della forma strutturale e il miglioramento delle proprietà meccaniche promuovono lo sviluppo corrispondentemente rapido di attrezzature e tecnologie per la produzione di catene a maglie tonde in acciaio.
Tempo di pubblicazione: 22 dicembre 2021