采矿作业机械其零部件大部分以磨损为最终失效形式,特别是井下使用的矿料输送溜槽衬板属大面积强磨粒磨损范畴,磨损速度快,更换频繁(平均3次/a),检修作业时间长。一方面,工人检修劳动强度大,另一方面,严重影响生产效率。多年来,三山 岛金矿一直在努力寻找一种可行的途径解决这一难题,但效果均不太理想。2001年6月检修,采用北京固本科技有限公司生产的FB-03型大面积复 层耐磨钢板制作溜槽衬板,迄今已经连续使用12个月,本次例行检修,经认真观察,确信尚可继续使用12～18月,收到了良好的经济效益。
1 现场工作状况及分析
通过井下采掘获得矿石后,由铲运机送入溜井,溜井中的矿石由给矿机经溜槽供给破碎机,破碎后的矿石进入提升机提升到地面。给矿机两侧装有挡板构 成溜槽,所有矿料必须通过给矿机溜槽这一环节才能进入下道工序———破碎—提升。给矿机溜槽的工作现场在井下-280m,溜槽总面积15m2,每日出矿流 量607m3(折合1700t),矿石硬度f=6～8,最大矿石块度90mm。以往使用厚度为20mm的16Mn钢板制作溜槽衬板,一般一个使用周期约为 100d,出矿量为60700m3(折合17万t)。通过对溜槽的失效机理进行分析研究,我们认为该溜槽应属大面积强磨粒磨损范畴。所谓磨粒磨损,通常的 定义是:由于硬颗粒或硬突起物与材料表面有相对运动使材料表面产生物质迁移而造成的一种磨损1。经反复观察,溜槽表面的磨损机制确属磨粒磨损,但较之一般 的磨损场合,溜槽的磨损又有其特殊性,即受磨面积大,而且磨损十分强烈,因此,这里将其称为大面积强磨粒磨损。
2 大面积耐磨复合钢板
大面积耐磨复合钢板是北京固本科技有限公司用其专有技术由堆焊方法制成的耐磨板材产品,母材为普通A3钢板(特殊要求时亦可选用其他牌号的碳钢或合金钢板),堆焊层主要成分及性能见表1。
3 应用效果
在使用大面积复合耐磨钢板
制作衬板以前(称为更换备件方案),每年检修3次,每次更换衬板15m2,质量为2.4t,材料费用8400元,投入人力10人次,使用工时100h,人工工时费500元。
因使用大面积复层耐磨衬板(称为耐磨钢板方案),衬板的使用周期由4个月提高到2年以上,所以,经济效益以2年为周期进行计算。
(1)经济效益分析计算。更换备件方案:
以往2年需更换新备件费用5.04万元;
以往2年常备备件所需费用(以往因备件更换频繁必须常备一套衬板)0.84万元;
以往2年经常储存备件所需管理费用(备件管理费按备件成本的20%计算)0.336万元;
以往2年检修更换备件所需工时费用(每一人工工时按5元人民币计算,每次检修耗用100个工时,两年检修6次)0.3万元;
以往2年检修停工损失(每日产矿石1700t,按每吨含金量2g计算,2年停工检修6d)169.32万元。
耐磨钢板方案:
2年更换新备件所需费用4.14万元;
2年检修更换备件所需工时费用500元;
2年检修停工损失28.22万元。
年经济效益=更换备件方案所需费用-耐磨钢板方案所需费用
4 结 语
(1)大面积复层耐磨钢板在大面积强磨粒磨损工况下使用经济效益显著,应用前景广阔,应大力推广使用。
(2)-280m溜槽使用FB-03型大面积复层钢板制作衬板,提高溜槽使用寿命5倍以上。
(3)-280m溜槽使用FB-03型大面积复层钢板制作衬板,年节约资金1.163万元(直接经济效益)。
(4)-280m溜槽使用FB-03型大面积复层钢板制作衬板,年间接经济效益70.55万元。