李 丁

(汾西礦業(yè)有限責任公司 設(shè)備修造廠，山西 介休 032000)

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·專題綜述·

中錳耐磨鋼BTW1在汾西礦業(yè)集團的應(yīng)用研究

李 丁

(汾西礦業(yè)有限責任公司 設(shè)備修造廠，山西 介休 032000)

將BTW1耐磨鋼和NM360材質(zhì)的中部槽中板分別在汾西礦業(yè)集團的水峪煤礦、賀西煤礦、中興煤業(yè)使用，以實測數(shù)據(jù)對比分析，結(jié)果表明：BTW1耐磨鋼在水峪煤礦、賀西煤礦的使用壽命分別是NM360的4倍、5倍以上，在中興煤礦上的耐磨效果也十分顯著。在水峪煤業(yè)中板為BTW1的刮板輸送機大修一次，中板維修成本相對于NM360可節(jié)約172.72～259.08萬元，維修周期可節(jié)約100～180天?？梢姡捎肂TW1耐磨鋼降本增效的效果顯著，可以在汾西礦業(yè)集團推廣使用。

耐磨鋼；BTW1；NM360；刮板輸送機；中部槽；使用壽命；維修成本

作為長壁工作面的主要輸送設(shè)備—刮板輸送機，其使用壽命直接關(guān)系著煤炭產(chǎn)量、生產(chǎn)成本和效率。而刮板輸送機的中部槽是物料的承載部分，其質(zhì)量占總質(zhì)量的70%，在運行過程中需要承受煤、刮板、鏈條的劇烈摩擦，是磨損失效最常見、消耗量最大的部件：每年報廢50～60萬節(jié)，消耗鋼材百萬噸以上，價值數(shù)百億元[1]. 再加上因中部槽磨損造成的維修費用以及耽誤的生產(chǎn)等，經(jīng)濟損失更大。所以，提高刮板輸送機中部槽的耐磨性，延長其使用壽命，降低生產(chǎn)成本，一直是各煤炭生產(chǎn)企業(yè)亟需解決的問題。

汾西礦業(yè)集團是山西焦煤集團的五大子公司之一，2013年注冊資本達35.26億元，現(xiàn)有礦井10座，在建11座，產(chǎn)能達3 030萬t/年。該公司為“降本增效”鼓勵、支持新型耐磨材料在集團內(nèi)的使用和推廣。

BTW1是由天津威爾朗科技有限公司、中國礦業(yè)大學和寶鋼聯(lián)合研發(fā)、生產(chǎn)的新型耐磨熱軋鋼板。與常見的ZGMn13同屬錳鋼系列相比，具有相似的形變誘導強化的特性。但BTW1的Mn含量為8%，誘導強化所需的沖擊載荷或接觸應(yīng)力更小，更適用于沖擊載荷較小的煤礦用刮板輸送機。BTW1在內(nèi)蒙古伊泰集團酸刺溝礦的實際應(yīng)用表明：其耐磨性能是HARDOX450的1.88倍，性價比非常高，且已成為其煤礦開采三機的指定耐磨鋼板。目前，汾西礦業(yè)集團大部分刮板輸送機的中部槽中板和底板材質(zhì)為NM360，其耐磨性能與HARDOX450相比較差。因此，在公司內(nèi)選幾家煤礦單位進行BTW1耐磨鋼板的試用，并與NM360進行耐磨性能的實際應(yīng)用對比是十分有必要的。

1 BTW1的基本性能

1.1 BTW1和NM360的化學成分

BTW1屬于Mn8系列高碳中錳耐磨鋼。而NM360為國內(nèi)大部分企業(yè)使用的國產(chǎn)低合金耐磨鋼板，兩者的主要化學成分見表1.

表1 BTW1和NM360的主要化學成分表 %

1.2 BTW1和NM360的硬度及沖擊韌性

硬度表征的是物體抵抗硬物壓入其表面的能力，行業(yè)內(nèi)基本上將此指標作為鋼板耐磨性的評價標準。NM360組織為馬氏體，但限于國內(nèi)技術(shù)水平的限制，材料心部的馬氏體含量較少，硬度也較低。BTW1采用先進的生產(chǎn)工藝得到的集基體組織為亞穩(wěn)態(tài)奧氏體，其硬度較低，但在一定的沖擊載荷下，材料表面的奧氏體會立刻向馬氏體發(fā)生轉(zhuǎn)變，形成硬化層，硬度可達HB500以上。其心部仍為奧氏體組織，具有較高的沖擊韌性[2]. 兩者的硬度見表2.

表2 BTW1和NM360的硬度和沖擊韌性表

2 BTW1與NM360的實際應(yīng)用對比

該公司在水峪、賀西、中興3個煤礦的刮板輸送機或轉(zhuǎn)載機的中板上試用了BTW1，具體情況如下：

2.1 BTW1在水峪煤礦的應(yīng)用

2014年10月28日，水峪煤礦將SGZ764/630型不封底前部刮板輸送機應(yīng)用在6115工作面上。其中有50節(jié)中部槽的中板材質(zhì)為NM360，且鏈道部分焊有耐磨網(wǎng)格，另有50節(jié)中部槽及過渡槽的中板材質(zhì)為BTW1. 該礦6115工作面總長度為1 130 m，采高為2.9 m，切眼長度為160 m. 截止到2015年10月12日，工作面開采長度達920 m，前部刮板輸送機出煤量約54萬t，且有少量夾矸。對兩種材質(zhì)的中板進行抽樣測量，厚度見表3.

從表3可以看出，材質(zhì)為BTW1的中部槽中板磨損量最大為0.9 mm，而NM360的中板平均磨損量為7.44 mm. 將上述結(jié)果結(jié)合這一年的過煤量，換算成中部槽萬噸過煤量見圖1.

從圖1可以看出，BTW1的優(yōu)越性十分明顯。即使在磨損嚴重的過渡槽，BTW1的磨損量也僅為3.46 mm，還不到NM360中部槽的一半。預計該板材可以使刮板機中板使用壽命提升4倍以上。

2.2 BTW1在賀西煤礦的應(yīng)用

2014年9月初，賀西煤礦在3407綜采工作面的轉(zhuǎn)載機SGZ764/160(含破碎機)中板上試用了BTW1. 運行一年后，轉(zhuǎn)載機的原煤運量已達62.5萬t. 該礦于2015年10月9日對該轉(zhuǎn)載機中板的厚度進行現(xiàn)場測量，并與用在矸石轉(zhuǎn)運巷道內(nèi)中板材質(zhì)為NM360的SGZ764/200型轉(zhuǎn)載機對比，測量結(jié)果見表4.

表3 BTW1與NM360的厚度測量數(shù)據(jù) mm

圖1 兩種材質(zhì)單位磨損量對比圖

表4 BTW1與NM360的厚度測量數(shù)據(jù)表 mm

從表4可以看出，NM360材質(zhì)的SGZ764/200轉(zhuǎn)載機中板的磨損量已達20 mm左右，必須對槽體進行大修。而BTW1材質(zhì)的SGZ764/160轉(zhuǎn)載機中板的磨損量最大為3.6 mm，即中板使用壽命相對NM360提高5倍以上。

2.3 BTW1在中興煤業(yè)的應(yīng)用

中興煤業(yè)在1207工作面試用了3節(jié)中板為BTW1的中部槽，與中板材質(zhì)為NM360且已堆焊的中部槽作對比。2014年3月上旬，對已經(jīng)運行4個多月的中部槽的磨損情況進行跟蹤調(diào)查，發(fā)現(xiàn)NM360的中板上的耐磨層全部磨損掉，且鏈道處已有明顯磨損；BTW1的中板表面光滑，僅鏈道處有寬約1 mm的劃痕?？梢?，BTW1的耐磨性能十分突出。

3 經(jīng)濟效益分析

以水峪煤業(yè)200 m的SGZ764/630前部不封底刮板機為研究對象，對比分析BTW1耐磨鋼板和NM360鋼板的制造成本，以及兩者的應(yīng)用所帶來的維護成本和經(jīng)濟效益。

200 m的SGZ764/630刮板輸送機共有127節(jié)中部槽，中板以40 mm厚為例，每節(jié)重約280 kg. BTW1和NM360單價分別為12 000元和5 960元，故BTW1鋼板的采購價比NM360約高出23.1萬元。另外，由于BTW1具有特殊的形變誘導強化的特性，所以其加工費用相對NM360又高出約22.9萬元。因此，BTW1板的刮板機比NM360的采購成本總計增加46萬元。

另外，以水峪煤業(yè)的工況條件，按經(jīng)驗，當出煤量為150萬t左右時， NM360材質(zhì)的中板磨損已經(jīng)非常嚴重，刮板機需要出井大修一次。其中，維修一次的接口板修復費約76 200元，中板、接口板涂覆耐磨層費用約254 000元，中板更換費用約533 400元，費用共計86.36萬元。而且，通常200 m該型號刮板機的維修周期約50～60天，這就意味著50～60天的生產(chǎn)損失。但據(jù)實測數(shù)據(jù)可知，BTW1的耐磨損性能是NM360的4倍以上，則出井大修的次數(shù)可少2～3次，僅中板維修費用一項，就可節(jié)約172.72～259.08萬元，而且可以節(jié)約維修周期100～180天，“降本增效”效果顯著。

4 結(jié) 論

本文將新型中錳耐磨鋼BTW1應(yīng)用在刮板輸送機的中部槽中板上，并在水峪、賀西、中興煤礦分別與原有NM360的中部槽中板試用對比。發(fā)現(xiàn)BTW1的耐磨性能優(yōu)異，在水峪煤礦是NM360的4倍以上，在賀西煤礦是NM360的5倍以上，在中興煤礦的對比效果也十分明顯。而且，BTW1材質(zhì)的中板在水峪煤礦200 m的SGZ764/630刮板輸送機上應(yīng)用并大修一次后，預計可比NM360節(jié)約維修費用172.72～259.08萬元，節(jié)約維修周期100～180天?！敖当驹鲂А钡男Ч黠@。因此，建議BTW1耐磨鋼板在汾西礦業(yè)集團大規(guī)模推廣使用。

[1] 賈會會.刮板輸送機的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].礦山機械，2010，5(38)：14-16.

[2] 岳宏霖,王軍祥,高繼萍.中錳鋼BTW1的摩擦磨損性能研究[J].礦山機械，2015，43(3)：119-122.

Application and Research on Medium-manganese Wear-resistant Steel BTW1 in Fenxi Mining Group

LI Ding

The middle trough of BTW1 wear-resistant steel and NM360 material are used in Shuiyu coal mine, Hexi coal mine and Zhongxing coal mine of Fenxi mining group respectively. The results are compared with the measured data. The results show that the service life of BTW1 wear-resistant steel is four times higher than that of NM360, and its performance in Zhongxing coal mine is also remarkable. The scraper conveyor with BTW1 used in Shuiyu coal mine once taken a heavy maintenance, compared with the costs for NM360, it saved 1.7～2.6 million RMB for BTW1, and the days shortened by 100～180 days. Practical application shows that the effect of BTW1 wear-resistant steel is remarkable in cost reduction, can be popularized in Fenxi mining group.

Wear-resistant steel; BTW1; NM360; Scraper conveyor; Middle trough; Service life; Maintenance cost

2017-02-10

馬 健(1982—)，男，河北阜城人，2007年畢業(yè)于山西農(nóng)業(yè)大學，助理工程師，主要從事煤礦機電方面的技術(shù)工作

(E-mail)592652621@qq.com

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