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      客戶案例

      瑞鋼悍達HARDOX 高強耐磨鋼板和耐磨管在采礦設備

      時間:2015-06-06 12:30來源:未知 作者:admin 點擊:
        

      摘要: 全球礦山資源都在不同程度上面臨著貧礦、復雜、和深井開采的問題。設備耐磨材料的性價比成為大型企業實現生產裝備大型化、自動化和輕量化的基本要素之一,而提供“高強高硬、高韌性和易加工的耐磨材料”可滿足現代大型礦山的需求。瑞典鋼鐵公司(SSAB)是生產先進高強耐磨鋼板和高強結構鋼的全球領先者。我們的產品在瑞典和美國生產, 并在中國設有鋼板產品加工廠和研發中心,以滿足全球不斷增長的市場需求。悍達耐磨鋼板HARDOX 是SSAB 獨家生產的全球著名品牌之一, 其競爭力表現在出色的綜合性能, 如高硬度、高強度、極佳的低溫沖擊韌性和加工性能。本文介紹了悍達耐磨鋼板和耐磨管的綜合性能和優點, 并闡述了在露天采礦、深井采礦和礦物處理方面的應用, 以及瑞鋼如何向客戶提供最優耐磨解決方案, 幫助客戶開發其設備應用并產生高附加值,進而提高總的經濟效益。

      HARDOX

      上圖是HARDOX500耐磨鋼板
          目前,全球的礦山總數是巨大的,大型礦山的準確數量在很大程度上依據對礦山規模的定義而定。總體而言,中小型礦山占大多數,中國和印度的鐵煤礦情形尤為如此。據報道,目前全球大約有2500 座大型金屬礦山。在美國約有100 余座金屬礦山,900 余座生產工業礦物的礦山,3320 座生產碎石的礦山。若依此類推,全球應該約有25000 座生產工業礦物的礦山,100 萬座生產碎石的礦山。中國已建成8300 余座鐵礦(不包括近年來關閉的一些小鐵礦),建成的鐵礦石年生產能力100 萬t 以上的礦山有48 座,中型礦山約60 座,剩余的8200 座鐵礦年生產能力平均只有1.5 萬t。隨著西部地質勘探工作的發展,中國金屬和煤炭礦山資源的分布現狀將會發生變化。
          就全球金屬礦山而言, 露天開采約占52%,井下作業占43%,砂或尾礦占4%~5%。露天開采(包括砂礦) 約占處理總噸位的85%, 而井下作業占15%。目前,中國露天礦開采的現實情形是大部分露天礦山已進入凹陷或深凹開采,礦山規模和采裝設備與世界大型露天礦山比較均偏小。因此,一方面仍需要加快老礦山的擴建和技術改造,另一方面將隨著國家經濟的快速發展及投資的增加,新建礦山(尤其在西部)規模會迅速擴大,采礦技術已得到快速發展,裝備水平正在逐步提高。
          國內外礦山資源都在不同程度上面臨著貧礦、復雜和深井開采的問題。露天采礦技術發展總的趨勢是,開采規模大型化、生產過程連續化、裝備大型化、液壓化和自動化。此外,安全和環保仍將是礦山業主在技術和裝備方面面臨的兩個重要問題。建設大型礦山并采用大型設備,可以明顯提高勞動生產率,降低礦石開采成本。中國水泥礦山礦石年產量約500 萬t 級的超大型礦山已開始顯現。德興銅礦是亞洲最大的銅礦公司,年采剝量近6000萬t,這意味著需要更大的鏟斗(35~55m3),自卸礦車(200~300t)和破碎設備等。采礦連續化和自動化的研發, 一直由歐美一些高勞動力成本的公司引領,例如瑞典的LKAB 和加拿大的Inco and Falconbridge。瑞典Kiruna 鐵礦的深井技術和井采遠程控制技術近年來取得了穩步的發展和實際應用。這些技術裝備的發展,需要具有相當的連續礦體,同時要求設備可靠、耐磨并滿足輕量化設計。
          在當今資源開發日趨重視節能減排的情況下,設備耐磨材料的性價比成為大型企業實現生產裝備大型化、自動化和輕量化的基本要素之一。而凝練出“高強高硬、高韌性和易加工的耐磨材料”,是人們一直追求的理想目標。顯然, 瑞鋼HARDOX 悍達耐磨鋼板是滿足這些需求的理想選材。本文介紹了瑞鋼悍達耐磨鋼板和耐磨管的綜合性能和主要等級, 闡述了該耐磨鋼板及耐磨管在露天采礦、深
      井采礦和礦物處理方面的應用, 并且介紹了瑞鋼如何向客戶提供最優耐磨應用解決方案, 幫助客戶開發其鋼材產品應用并產生高附加值, 提高總的經濟效
      益。
      1 瑞典鋼鐵公司SSAB 及其悍達耐磨鋼板和耐磨管1.1 瑞典鋼鐵公司(SSAB)SSAB 是生產先進高強鋼(QT 薄板和中厚板)的世界領先企業之一, 也是北歐地區最大的鋼鐵公司。2011 年粗鋼年產量約600 萬t, 銷售額超過400億瑞典克朗(1 克朗約為1 人民幣)。SSAB 鋼鐵業務由三部分組成: 歐非部EMEA、美洲部
      AMERICAS、亞太部APAC。其鋼鐵生產和研發基地位于瑞典和美國,并在中國設有鋼板產品加工中心和研發中心。目前,擁有雇員總數約8500 人,分布于全球45 個國家。
          SSAB 生產的淬火和回火中厚鋼板居全球領先水平。主要生產著名的HARDOX 悍達耐磨鋼板、WELDOX 威達超高強度鋼板、ARMOX 鎧達防護鋼板和TOOLOX 拓達工具鋼板。HARDOX 悍達耐磨鋼板是目前在世界范圍內受到廣泛認可的知名耐磨鋼板品牌,它的競爭力表現在其出色的綜合性能,例如耐磨、抗裂和防變形、易于焊接、切割和折彎操作。純度極高的原材料,獨特的淬火工藝以及合理調配的低合金化學成分, 成就了HARDOX 悍達鋼的優異質量,從而可延長設備產品磨損壽命、防止凹陷與裂紋。
       1.2 HARDOX 悍達耐磨鋼板綜合性能和規格悍達耐磨鋼板HARDOX 的綜合性能, 主要包括力學性能(硬度、強度、低溫沖擊韌性)、加工性能(切割、彎曲、焊接、鉆孔)、表面性能以及厚度公差。HARDOX 悍達耐磨鋼板的詳細技術參數,可參見產品信息手冊,其基本性能列于表1。
          目前可供七種硬度規格的悍達鋼板,最低布氏硬度為350,最高布氏硬度可達700。最低抗拉強度為940 MPa,最高抗拉強度超過2000 MPa。與其它相同硬度等級的耐磨鋼板相比, HARDOX 悍達鋼具有極佳的沖擊韌性。一般情況下,鋼板厚度范圍為3~130mm,寬度為3350mm, 長度為14.5m。
          鋼材的碳當量(CEV 和CET)是表征材料焊接容易程度的一個參數。普通鋼板的碳當量CEV 值一般小于或等于0.40。由表1 可見,悍達耐磨鋼的CEV值也比較低, 意味著像普通鋼板一樣比較容易焊接,但焊接時需對其進行低溫預熱。由于鋼板的平整度高且厚度公差小, 所以易于自動焊接, 并可縮短焊接準備時間和點焊時間。此外, 由于鋼板韌性高且鋼雜質含量低,可確保產品獲得良好的熱影響區(HAZ)性能。簡言之,悍達耐磨鋼可以用已知的所有普通焊接方式焊接,并可與所有的普通和高強度鋼板焊接。
          悍達耐磨鋼板的冷切割包括水射流切割、剪切、鋸切或磨料切割。熱切割包括氧氣燃料火焰切割、等離子切割和激光切割。悍達耐磨鋼板的氧氣燃料火焰切割與普通低碳鋼的切割一樣簡單。需要注意的是,隨著鋼板硬度和厚度的增大,出現切邊裂紋的風險也增大,而消除切邊裂紋的最佳方法是在切割之前進行預熱和保持低速切割,預熱溫度取決于鋼板的等級和厚度。相對而言,水下等離子切割具有綜合優點,值得推薦。
          由于悍達鋼的高質量以及良好的表面平整度,在彎曲鋼板時, 尤其是彎曲薄板時可確保小的彎曲半徑。鋼板品質的均勻一致性與較小的厚度公差可確保高精度的彎曲效果。悍達鋼板也可用高速鋼(HSS)或陶瓷硬質合金刀具進行機加工,但要注意參照瑞鋼提供的有關切削數據和刀具選擇的技術建議。
      1.3 悍達耐磨鋼管的性能和規格
          Hardox 悍達500 耐磨管是SSAB 最近幾年開發利用的新產品。耐磨管材料硬度約為500HB, 碳當量不超過0.55。該管采用SSAB 制作的板材,經過滾壓成形和等離子焊接,淬火處理后獲得其屬性。管壁厚度為3~6 mm, 外徑(OD) 一般為101.6mm、108mm、114mm 等。目前,正投資OD133mm 管,以便滿足中國地區臂架泵車發展的需要。也可提供比上述更小的尺寸。更大的尺寸以及長度可商議。交
      貨條件為淬火管,淬火前等離子焊接。公差范圍根據歐州標準EN10219-2:2006。Hardox 悍達500 管應用范圍: 半流體輸送、混凝土泵送系統、污泥垃圾運輸、采選尾礦運輸和處理等。
      2 HARDOX 悍達耐磨鋼板在露天礦山設備的應用HARDOX 悍達耐磨鋼板在歐美,澳洲的大型露天采礦的應用已有近40 年的歷史,如圖1 所示。它可應用于許多作業中,例如:鏟車、礦車、挖掘機、卸料倉、給料機、輸送機、溜槽、破碎機、篩分機、裝載機和自卸車等等。事實證明,HARDOX 悍達高硬度耐磨鋼板在這些設備的運行中, 都能發揮非常出色的作用。目前,該鋼板在中國礦山設備企業的應用也顯示出優勢。它能夠最大限度地提高設備使用壽命,降低故障風險, 縮短維修時間, 從而提高整體經濟效益。

      圖(1) HARDOX 悍達耐磨鋼板的基本性能表


      圖(2) HARDOX悍達耐磨鋼板可應用于大型露天采礦許多作業中

      2.1 電鏟和礦車
          單斗-礦車作業是露天采礦過程常用的方法,如圖3、圖4 所示。電鏟斗體外護板一般采用悍達500,而內襯板可采用悍達500 和悍達550。與普通鋼板相比,HARDOX 悍達耐磨鋼板可使鏟斗的使用壽命延長至兩到三倍。就礦車而言,用HARDOX 悍達耐磨鋼板可制成自重更輕, 更耐磨的礦車車廂,與普通耐磨鋼相比,一般減重50%。它也是車廂襯板的理想材料,車廂的兩側、底板和卸載端可使用HARDOX 悍達400/450/500 對其進行保護。

      圖(3)電鏟斗體外護板和內襯板一般采用高硬度耐磨鋼板HARDOX500/550


      圖(4)礦車車廂的倆側,底板和卸載端可使用高強度耐磨鋼板HARDOX400/450/500 對其進行保護
      2.2 輪斗挖掘機
          輪斗挖掘機屬于一種專用的露天采礦設備,隨著中國大型露天煤礦的開發和建設,使用輪斗挖掘機的露天煤礦會愈來愈多。輪斗挖掘機的臺年生產能力都在幾千萬m3。要使輪斗挖掘機的生產能力及性能達到最優狀態,采用高耐磨和高強度的輪斗材料顯得尤為重要(圖5,圖6)。輪斗斗體可采用悍達400/450, 斗邊和刀刃采用悍達500/550, 而WELDOX 威達700 是輪盤骨架的理想選擇材料。

      圖(5)輪斗挖掘機,作業量大,磨損量也大,世界上最大的輪斗挖掘機重達4.5萬噸,也是耐磨鋼板用量比較大的設備

      圖(6) 輪斗斗體HARDOX 和輪盤骨架WELDOX,磨損處都是內襯的高硬度耐磨鋼板

      2.3 自卸車
          自卸車是礦區常用的運輸工具。自卸車的傳統設計采用低強度鋼以及大量加強筋, 如圖7 所示,這使得車廂自重過重即自卸車的有效載荷下降, 而燃油和輪胎費用以及稅額卻上升。使用HARDOX悍達耐磨鋼板450 可減輕車廂的自重。如圖8 所示,這種U-型設計的車箱既耐磨又抗撞擊,車身在制造時可采用更少的部件,鋼板在重要點處采用折彎的方式而非焊接,可確保車廂更牢固、更經濟。

      圖(7)傳統車廂設計采用大量加強,且內襯高強鋼板

      圖(8)U-型車箱用HARDOX450既耐磨又抗沖擊

      2.4 給料機和破碎設備
          料斗、給料機、破碎和篩分設備是采選過程常用的作業裝置,可分為固定式或可移動式。移動式破碎篩分成套設備主要由各級破碎機和振動篩、給料機、輸送機和貯存設施等單元有機組成,還包括各類輔助設備,如除塵、清洗設備等。由于礦山分布具有區域性,形成了作業現場的多樣性。移動式的破碎篩分設備正是適合了該特點,機動性強,可根據現場作業條件需要轉場作業,極大地提高了工作效率,如圖9,圖10 所示。HARDOX 悍達500/550/600

      圖(9)悍達高硬度鋼板550/600 用于料斗和給料機

      圖(10)悍達500/600 用于條篩及破碎機襯板


      是制造料斗和給料機的合適選擇。各種HARDOX悍達鋼板硬度等級,均可用于制造破碎機及篩分設備,具體取材取決于這些設備的類型以及受不同物料的磨損程度。
      2.5 Hardox 悍達耐磨鋼管在礦區有潛在的用途Hardox 悍達500 耐磨管是SSAB 最近幾年開發利用的新產品。初期目標應用于半流體輸送和混凝土泵送系統。目前正在瑞典擴大生產規模,增加產品種類,以適應采選尾礦運輸,污泥垃圾運輸和處理等需求(圖11,圖12)。


      圖(11)選礦過程用不同性能的耐磨管

      圖(12) 悍達耐磨管可用于采選尾礦運輸

      3 HARDOX 悍達耐磨鋼板在井下設備的應用
          HARDOX 悍達耐磨鋼板在井下設備的應用如圖13所示。主要設備包括井下鏟運車、井下礦車、緩沖斗、軌道礦車、卸料斗、溜槽、破碎機、等等。目前該鋼板在中國許多礦山設備企業的應用已顯示出優勢。它能夠最大限度地提高設備使用壽命, 降低故障風險, 縮短維修時間,從而提高整體經濟效益。


      圖(13) HARDOX 悍達耐磨鋼板在井下設備的應用

       井下緩沖斗側壁(圖14)需要高等級的耐磨板,而且維修工作環境較差, 因此HARDOX500/550 是理想的選擇材料。實踐表明, 與普通錳鋼耐磨板相比, 它可大大延長側壁的使用壽命和維修周期, 取得可觀的經濟效益。HARDOX450 可滿足井下提升斗在可靠、耐磨和輕量化設計上的要求。

      圖(14)井下緩沖斗側壁需要高級耐磨板HX500/550

      井下鏟運車( 圖15) 是常用的裝載工具。HARDOX 悍達耐磨鋼板400/450 可用作鏟斗的結構板和耐磨板。鏟斗的耐磨件可采用悍達耐磨鋼板500/550。

      圖(15)井下鏟運車斗用HX450/500/550

       井下礦車是常用的運輸工具。使用HARDOX悍達耐磨鋼板450 可設計出自重更輕的車廂,而且車箱既耐磨又抗撞擊。在某些情況下, 悍達耐磨鋼板450/500 可用于卸料端。
      4 SSAB 向客戶提供最優耐磨應用解決方案
          對于設備制造廠家來說, 鋼板的硬度變化范圍(+/- 25 HB), 平整度和厚度公差顯得非常重要, 而對于設備用戶而言, 設備使用壽命、負載、抗裂性、抗凹性, 則顯得更為重要。SSAB 通過不斷的產品研發和推出一系列增值服務確保了HARDOX 悍達耐磨鋼板的領導者地位, 通過為全球一萬多家客戶提供技術支持和技術培訓, 積累了最佳耐磨解決方案的經驗。概括起來, 包括以下三個方面: ①通過自己的銷售團隊, 在全球直銷悍達耐磨鋼板HARDOX,以保證品牌的真實性; ②建立了有100 多家用戶參加的國際耐磨配件會員網(Hardox Wearpart Network), 以保證對終端用戶的增值服務,而且用戶可以直接從瑞典總廠或者從當地倉庫加工中心洽談定購;③根據用戶需求,免費提供具體的技術支持、培訓和用戶專題研究及設計項目。
          瑞鋼從2010 年1 月開始擴大在亞太區, 特別是在中國區的業務,如圖(16) 所示。通過與用戶更為緊密的聯系與合作, 提供保質的HARDOX 耐磨鋼板和耐磨配件,為用戶提供完整的最佳耐磨解決方案,以達到雙贏的結果。
          例如,通過對某鐵礦石的物料化學成分分析和物料粒度組成分析, 使用專用軟件WearCalc 進行磨損問題分析, 然后結合對鐵礦石現場的調研,進行產品性價比的分析,進而完成選材,并作出耐磨與使用壽命預測。采用SSAB 研究的軟件PE 來評價傳統設計和新的U 型車斗設計在減重、材料強度、切割、焊接、折彎等方面的差別, 可以得出不同設計方案的相對成本核算結果。
        

      圖(16) 瑞鋼在中國區如何為用戶提供完整的最佳耐磨解決方案
      5 結語
          現代大型礦山對于設備耐磨鋼板材料的基本要求是高強、高硬、高韌性和易加工。
          HARDOX 悍達耐磨鋼板的競爭力,表現在其出色的綜合性能, 主要包括五個方面: 硬度和強度、低溫沖擊韌性、加工性能(切割、彎曲、焊接、鉆孔)、表
      面性能以及厚度公差。
          SSAB 可供七種硬度等級的悍達鋼板, 最低布氏硬度為350,最高布氏硬度可達700。最低抗拉強度為940MPa,最高抗拉強度超過2000MPa。
          HARDOX 悍達鋼板在許多工業領域的應用事實證明, 與普通耐磨鋼板相比, 它能夠減輕設備重量, 提高設備使用壽命, 降低故障風險, 縮短維修時間, 從而提高設備的整體經濟效益。目前HARDOX悍達鋼板在中國許多礦山設備企業應用已顯示出優勢。
          SSAB 可為用戶提供WearCalc 耐磨分析軟件,并可幫助用戶進行產品的耐磨分析以及對相對使用壽命的分析和預測。通過用PE 軟件性價比分析、合理選材、耐磨與使用壽命預測等,可為用戶提供最優的耐磨解決方案。


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