鋼網骨架耐灼燒帶在燒結礦輸送中的應用

冶飛，臧疆文，王萬軍

（寶鋼集團八鋼公司煉鐵分公司）

1 前言

八鋼燒結廠成品礦輸送膠帶機一直使用聚酯帆布芯耐灼燒特種輸送帶，因其表面耐灼燒極限溫度低，縱向抗撕裂性能差，由于受燒結礦排礦塊度大，排礦溫度高等因素影響，如控制不好成品礦輸送膠帶易發生故障，近期燒結脫硫工序上線運行，受多方面影響，燒結終點后移，環冷機排礦溫度進一步升高，成品礦輸送膠帶機故障頻發。為解決這個問題，經分析比較選擇一種新型鋼網骨架耐灼燒輸送帶并投入應用。經生產實踐表明，成品膠帶機使用壽命大幅度提高。

2 燒結成品礦輸送膠帶使用要求

燒結礦是一種非均質性人造塊礦，燒結成品礦具有冷態強度高，表面不規則，內部結構、粒級分布以及排礦流量、溫度等的非均質性，皮帶料面紅外測溫點監測到的排礦溫度經常會超過200℃（如圖1）。

圖1 2013年2月24日中班冷－1皮帶料溫趨勢截圖

皮帶上燒結紅礦內部的實際溫度經常超過600℃，有時甚至更高。由于紅外測溫儀點測溫的局限性，以及皮帶速度因素（成品輸送皮帶帶速通常為1.25m/s），皮帶表面某些局部點受熱溫度在過紅礦時經常大大高于一般耐高溫帶所能承受的溫度值（180℃）。因此，在強調燒結過程控制穩定的同時，也要求成品礦輸送膠帶具有較高的抗拉伸、抗撕裂和耐灼燒的特性。

3 聚酯帆布芯耐灼種輸送帶性能分析

聚酯帆布芯耐灼燒特種輸送帶的縱向抗拉強度只有200N/mm，表面耐灼燒極限溫度小于180℃，能承受瞬時物料最高溫度小于600℃，實際使用過程中經常出現皮帶表面被灼傷或被硬物劃傷的現象，造成皮帶表面損傷，皮帶壽命縮短。

聚酯帆布芯耐灼燒特種輸送帶上層覆蓋膠厚度達9mm，基本材質是三元乙丙橡膠的配方，主要失效形式有兩種:一是較高的燒結礦溫度在短時間內導致上層覆蓋膠起泡或脫落，在以后的運行中燒結礦直接磨損帶面到芯層，導致強力層受損貫通或縱向斷裂；二是燒結礦間歇式的較高溫度使覆蓋膠加速老化，溫度直接傳導至芯層，導致芯層材料受熱變形，抗拉強度大幅下降，皮帶在接頭處斷裂。

從發生事故的頻次和時間統計表明，現場以第一種失效形式為主，主要原因是高溫燒結礦熱量在短時間內穿透覆蓋膠，覆蓋膠與芯膠及EP帆布層在高溫狀態下附著力下降，產生脫層起泡現象，進而發生起泡，被燒結礦磨破、帆布層磨透貫通。

在皮帶燙傷事故分析時，皮帶耐高溫試驗表明，將皮帶接頭用硫化板加熱到180℃條件下即停止加熱，松開硫化板，皮帶表面已出現大面積起泡現象。燒結礦在冷－1皮帶表面停留時間是36s，在冷－2皮帶約1.5min，實際生產中，這兩條皮帶經常出現過紅礦時表面起泡現象。

聚酯帆布芯耐灼燒特種輸送帶用于燒結成品礦運輸時的平均使用周期在半年，其中用于環冷機排礦后的冷－1皮帶只有不到3個月的使用周期，A冷－1皮帶從2013年2～5月因多次料溫高導致皮帶嚴重燙傷已更換了兩次皮帶。

4 鋼網骨架耐灼燒帶的應用

4.1 鋼網骨耐灼燒帶的結構特點

針對八鋼燒結生產和設備維護的特點，選用了一種新型特種單層鋼網結構抗撕裂輸送帶（見圖2）。一般鋼絲繩芯輸送帶其骨架層是由縱向排列的鍍鋅鋼絲繩結構構成，其緯向強度受結構影響沒有形成高強度系列，鋼絲繩芯輸送帶緯向強度幾乎為零，而選用的最新專利產品單層鋼結構抗撕裂輸送帶克服了傳統結構輸送帶緯向強度不高的缺陷，有效地杜絕了傳統輸送帶在使用過程中經常發生的縱向撕裂事故。

圖2 單層鋼網結構抗撕裂輸送帶的結構圖[1]

抗撕裂鋼網結構輸送帶由鋼網骨架體、上履蓋膠層、下履蓋膠層組成，其中鋼網骨架體又包括若干根徑向粗骨架鋼繩組成、在徑向粗骨架鋼繩之間采用緯向分布方式鋪設的若干根緯向鋼絲繩，用于纏繞固定所述徑向粗骨架鋼繩和緯向鋼絲繩的若干根經緯固定繩、徑向粗骨架鋼繩和緯向鋼絲繩之間填充粘接芯膠，徑向粗骨架鋼繩又是由多股細鋼絲繩組成。

單層鋼骨架耐灼燒輸送帶與帆布芯、傳統鋼絲芯輸送帶相比有以下優點。

（1）鋼網結構輸送帶具備鋼絲繩帶的高強度、低伸長、成槽性好的特點。

（2）鋼網骨架按一定規則的直徑、直緯結構排列，當受到外力沖擊時能夠分散應力，減輕對帶體的局部損傷。抗沖擊性能得到很大提高。

（3）緯向強度高。緯向排列的合股鋼絲繩其強度高于傳統帆布結構的近10倍。與緯向無強力骨架的傳統鋼絲芯輸送帶相比更是具有極佳的抗撕裂性能。

（4）接頭方式靈活，既可采取鋼絲繩芯輸送帶的硫化插接，又可采取在帶的端頭加大緯向密度，進行卡扣鏈接的方式，方面快捷。

（5）結構部件間的粘合強度高。骨架鋼絲采用表面鍍銅的方式，與橡膠的粘合強度高于傳統的表面鍍鋅的鋼絲繩芯輸送帶；鋼網結構輸送帶的上、下蓋膠層的膠滲透到鋼網骨架體的空隙間，形成立體網架結構，使帶體的部件間既有橡膠與鍍銅鋼絲間的化學粘合，又有相互穿透形成的立體物理粘合。因此該結構的輸送帶不會與芯層間產生剝離，帶體使用壽命長。

（6）任意配伍蓋膠性能。既可生產普通用途的，又可生產耐高低溫性能的系列。耐熱系列鋼網骨架輸送帶根據使用環境有抗灼燒、耐高溫兩個系列。

4.2 具有耐灼燒的性能優勢

在覆蓋膠結構上，依次由耐高溫灼燒層、過渡層和有機隔熱層構成，即使瞬間高溫熱量穿透上層覆蓋膠，也會被隔熱層抵消，不會對芯膠構成破壞。使用無機材料的鋼網骨架，具有傳統棉帆布、尼龍帆布、聚酯帆布芯等材料不能比擬的特性，不會因高溫而損壞或變形。

獨特的貼膠配方設計，保證了膠料與骨架材料間的粘合強度大大高于普通耐灼燒帶，避免了使用過程中由于高溫產生脫層起泡現象，且高溫狀態層間粘合強度≥3N/mm，承受物料溫度200～600℃，瞬時800℃。因此，金屬網芯材料的鋼網骨架耐灼燒輸送帶較以往在鋼廠燒結礦等溫度特別高的現場使用的棉帆布、尼龍帆布、聚酯帆布芯耐灼燒帶具有良好的性能。

采用鋼網骨架作為耐灼燒輸送帶骨架材料，解決了以往使用的棉帆布高溫碳化、尼龍、聚酯帆布高溫收縮變形的問題，具有高溫下強度損失小，不收縮變形的特性。

4.3 鋼網骨架耐灼燒輸送帶的實際應用

選用的鋼網骨架耐灼燒輸送帶，其徑向強度≥800N/mm，緯向平均強度≥130N/mm。單根鋼絲強度為1818N/mm，為同一縱向強度系列的帆布芯輸送帶緯向強度的7倍。覆蓋膠采用抗灼燒設計，現場使用極限物料溫度達800℃。

鋼網骨架輸送帶應用于燒結領域，需要解決鋼絲繩芯膠帶普遍存在的無緯向強度易縱向撕裂以及檢修施工時間不能過長這兩個不利因素。首先，通過膠帶選型等前期準備工作，前一個因素已沒有問題，目前需要解決的是檢修施工過程中膠帶接頭粘結施工的問題。

燒結檢修每次停機時間為12～20h，一般鋼絲繩芯膠帶單個接頭硫化用時在14h以上，而鋼網骨架耐灼燒輸送帶由于鋼網骨架結構的特殊性，單個接頭硫化時間為24h（不包括上皮帶、工器具準備和搭建平臺的時間），包括扒頭、打磨、對中、抹膠、壓硫化機、加壓、加熱、保溫、降溫、拆硫化機等工序。因此，為了能在1次普通定修中實施膠帶的更換，必須對上皮帶以及硫化粘結工序各項工作進行優化，減少皮帶更換的硫化時間。

選擇環冷機排礦點下方皮帶長度較短的冷－1皮帶（長度96m）進行單接頭硫化施工，提前做好鋼網格骨架耐灼燒膠帶的定尺及接頭鋼絲芯的抽剝等準備工作，對舊EP膠帶抽離和新膠帶的上到位工作進行了優化，整個膠帶上到位的過程控制在2h以內，鋼網格骨架耐灼燒帶的接頭硫化粘結時間控制在20h以內，由此，施工時間控制在了檢修節點以內，并對硫化溫度和壓力控制過程實施了工程師定點監控措施，保證了此次鋼網格骨架耐灼燒帶安裝更換的成功。

5 應用效果分析

2013年6月A燒結機冷－1膠帶機利用檢修時更換安裝了鋼網骨架耐灼燒輸送帶，截至目前已使用10個月，其表面完好，尚具備使用10～12個月的能力。由于該帶優異的抗撕裂強度，在2013年9月一次過紅礦事故中，雖然表面被燙傷一個洞，但經停機修補后一直用到現在未再出現任何問題，沒有出現表面起泡或芯層損壞的現象，并于2014年3月12日成功避免了一起縱向開裂事故。在被直徑為500 mm的物料卡住時，輸送機仍然高速運轉的，高強度的緯向鋼絲，抵御了縱向強烈沖擊，沒有造成帶體報廢、停產等經濟損失。2013年11月又成功完成了對B燒結機冷－1膠帶機進行了鋼網格骨架耐灼燒帶的安裝更換，至今穩定運行沒有出現任何表面灼傷和劃傷事故。

6 結語

通過在A燒結機冷－1膠帶機上應用鋼網格骨架耐灼燒輸送帶，膠帶壽命提高到帆布芯耐熱帶的4～5倍，降低膠帶采購費用14.4萬元/年。鋼網格骨架耐灼燒輸送帶在燒結成品礦輸送應用的成功，對于燒結提產降耗，提高余熱回收效率和燒結作業率具有重要意義。

[1]張占奇，王萬軍，張洪水等.單層鋼網骨架耐高溫耐灼燒輸送帶，中國，ZL203392333[P].