造粒機專用鋼帶和進口不銹鋼鋼帶的區別

楊海波

【摘 要】本文重點論述鋼帶式造粒機專用鋼帶與普通進口不銹鋼鋼帶在概念上以及性能上的差別，目的是為廣大鋼帶式造粒機用戶能夠正確選用造粒機專用鋼帶，減少造粒機故障提供理論依據，同時也為設計方能夠正確給業主推薦合適的造粒機用不銹鋼鋼帶提供參考。

【關鍵詞】造粒機;鋼帶;區別

中圖分類號： TQ050.7文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）14-0027-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.14.012

Difference Between Special Steel Strip for Granulator and Imported Stainless Steel Strip

YANG Hai-bo

（Shanghai Rebo Granulator Co.， Ltd. ?Shanghai 201614， China）

【Abstract】This paper focuses on the conceptual and performance differences between special steel strip for steel belt granulator and imported stainless steel strip. The purpose is to provide theoretical basis for users of steel belt granulator to correctly select special steel strip for granulator， reduce the failure of granulator， and provide reference for designers to correctly recommend suitable stainless steel strip for granulator.

【Key words】Granulator; Steel strip; Difference

0 引言

目前我國有上千臺鋼帶式滴落成型造粒機應用在各行各業，如液態硫磺的造粒成型、石油樹脂及酚醛樹脂的造粒成型、石蠟的造粒成型以及橡膠助劑的冷卻成型等都在使用旋轉式滴落成型造粒機，而這些造粒機一個核心部件就是環形回轉冷卻鋼帶。鋼帶材質為不銹鋼，壁厚約1.0毫米，寬度有1500毫米、1200毫米、1000毫米以及600毫米。這條鋼帶作用有二個，一是輸送物料產品，把滴落機噴灑在鋼帶上的液滴輸送到下料端;二是把液滴冷卻固化成固體顆粒，通過鋼帶背面噴灑的冷卻水取走鋼帶上表面液滴的熱量。鋼帶的損壞就會導致造粒機的癱瘓，無法運行。因此，對于造粒機配備一條合適的鋼帶顯得尤為重要，鋼帶選用的不合適，造粒機故障就會頻繁發生，影響正常生產，本文就是針對這一主題，詳細論述造粒機應該如何選用鋼帶。

1 鋼帶發展歷史

有記載最早的鋼帶（steel belt）是在1901年產生于瑞典.最初用于在木鋸廠，輸送木片，帶寬250毫米，厚度0.8毫米，長度70米。鋼帶（steel belt）實際就是硬化后高等級的冷軋帶（strip steel），早期冷軋帶（strip steel）用在制造木鋸，但隨著寬度的增加，后來不僅用來做木鋸，也開始逐漸用于做輸送帶。。鋼帶用作輸送帶有下列優點：（1）較好的耐磨性，（2）無延伸，（3）抗溫度變化，（4）耐濕度，（5）較好的橫向剛性，（6）單位面積重量輕，（7）價格低。

由于上述優點，到1910年就有了鋼帶輸送機，到1921年鋼帶寬度就達到了400毫米。到1925年達到600毫米，1931年達到800毫米。四磙碾壓機的問世，也使得冷軋帶進一步碾壓，轉變為鋼帶的品質大幅提高，鋼帶更具備輸送帶的特性。

同時隨著鋼帶寬度的增加，鋼帶應用領域也不斷擴大，從常溫輸送到高溫（300度）的烘烤輸送，鋼帶越來越顯得重要。1931年發明了不銹鋼鋼帶，使得鋼帶應用領域更加拓寬，從食品到乳制品、化工及其他抗腐蝕清洗行業。到了40年代隨著技術的發展，鋼帶的等級也不斷提高，由原始冷軋帶（strip steel），再進一步由冷磙平整機的平整，冷軋帶就提升為具有輸送性能的鋼帶了。

鋼帶是由冷軋帶或帶鋼的整平、拉伸矯直，以及后來的鋼帶表面硬化處理等轉變而來，采用這些先進的技術機器的加工，使得鋼帶已經從冷軋帶完全區分開來，與冷軋帶已經有很大的本質區別。50年代后期，鋼帶表面拋光技術的應用，使得鋼帶等級更加提高。

2 造粒機專用鋼帶與普通不銹鋼鋼帶概念區別

我們現在所說的造粒機專用鋼帶，實際在國外就稱其為鋼帶，英文名字就是steel belt，它實際就是用不銹鋼材料制造的輸送帶。國內人們通常所說的鋼帶實際是不銹鋼冷軋帶，國外稱其為帶鋼，英文名字是strip steel，它通常是由鋼鐵公司熱軋后再經過冷軋，表面拋光處理后加工而成，因其樣子和鋼帶一樣，所以國內把帶鋼與鋼帶統稱為鋼帶，混淆了它們的實際性能及用途。實際它們有著本質區別，鋼帶是由帶鋼經過深加工處理后，具備了輸送帶性能后而稱其為鋼帶，它具有輸送物質的性能，它的用途就是作為輸送帶，如瑞典山特維克（Sandvik）公司制造的1200SA不銹鋼鋼帶以及奧地利百德福（Berndorf）公司制造的Nicro12.1不銹鋼鋼帶都屬于鋼帶，是專門用在造粒機及輸送機上使用的，用途明確。而帶鋼或冷軋帶可以作為多種原材料應用在各行各業，如可以做地鐵閘機殼體、燈箱、電梯轎廂、裝飾等，一般鋼鐵公司不確定其使用用途，客戶也是按照不銹鋼薄板或薄帶成卷購入，如日本新日鐵公司制造的SUS301不銹鋼鋼帶、德國克虜伯公司制造的不銹鋼鋼帶以及奧托昆普公司制造的不銹鋼鋼帶等都不是明確專門為造粒機或輸送機使用的，屬于不銹鋼冷軋帶或帶鋼。而鋼帶是客戶按照其輸送帶性能采購的，用途明確就是用于輸送物質。

3 專用鋼帶與普通不銹鋼鋼帶的性能指標

要充分了解造粒機專用鋼帶與普通不銹鋼鋼帶的性能區別，首先我們要知道這兩種產品的制造工藝過程。

3.1 專用鋼帶的制造過程

鋼水澆鑄成型（Casting）→熱軋帶板（Hot Rolled to Band）→冷軋帶鋼（Cold Rolled to Strip Steel） AISI301#（化學成分1Cr17Ni7）→硬化處理（Hardening）→整平（Flattening）→拉伸（Stretching）→切邊（Trimming）→打磨（Grinding）→拋光（Polishing 2B）→硫化V條（Bonding V Rope）→氬弧焊接（Argon Welding）→環狀帶（Endless Belt）

3.2 普通不銹鋼鋼帶或稱帶鋼或冷軋帶的制造過程

（1）鋼水澆鑄成型（Casting）→熱軋帶板（Hot Rolled to Band）→冷軋帶鋼（Cold Rolled to Strip Steel） AISI301#（化學成分1Cr17Ni7）→拋光（Polishing 2B）→粘接V條（Gluing V Rope）→氬弧焊接（Argon Welding）

（2）鋼水澆鑄成型（Casting）→熱軋帶板（Hot Rolled to Band）→冷軋帶鋼（Cold Rolled to Strip Steel） AISI304#（化學成分0Cr19Ni9）→拋光（Polishing 2B）→粘接V條（Gluing V Rope）→氬弧焊接（Argon Welding）

3.3 專用鋼帶深加工工藝過程

（1）造粒機或輸送機的專用鋼帶是由普通不銹鋼鋼帶或稱冷軋帶或帶鋼經過下列工藝的處理，使其具有輸送帶性能而轉變而來的，早期是兩磙碾壓以提高其硬度和降低延伸率，后來四磙碾壓機的問世，使其性能大幅提高，初具鋼帶特性。隨著技術的發展，后來又發明了多磙碾壓機，經過碾壓柔和，鋼帶在韌性、強度、硬度等性能指標提升，但鋼帶表面形狀較差

（2）為了獲得鋼帶表面的平整，采用整形機對鋼帶表面凸凹不平區域進行整形，達到鋼帶表面的平整。

很多大型冷軋機成卷扎制的鋼帶，長度方向偏差較大，為了保證鋼帶的直線度及平度，使鋼帶在運行中不偏離驅動轉鼓，需要鋼帶很直，最大可能矯直鋼帶的直線度與平度，采用大型拉伸整平機進行校正。

（3）為了更好地矯直平整鋼帶，最后采用小直徑多磙磙壓方法進一步平整矯直鋼帶，釋放鋼帶內部應力，達到鋼帶在自由狀態不受任何外力作用下平坦，有較高的直線度和平整度。

（4）經過前面處理工藝后，鋼帶的最大寬度一般為1522毫米，為了給造粒機配套使用，要求寬度1500毫米，鋼帶還要切邊，達到要求的直線度標準。為了鋼帶保持長時間運行，其邊緣不易產生裂紋，對鋼帶的邊緣還要進行圓角處理。

（5）鋼帶表面最后還要進行研磨或拋光。

3.4 專用鋼帶性能指標：

（1）化學成分%（Chemical Composition）：

（2）機械性能（Physical Measurement）：

抗拉強度 ?屈服強度 ?延伸率 ?硬度 ? ? ?疲勞極限

（3）平整度：H/L=1：125

（4）直線度：4/10000

（5）厚度公差±10%

（6）寬度公差±1mm

3.5 鋼帶的失效形式

鋼帶是一種輸送帶，安裝在造粒機或輸送機上要做回轉運動，鋼帶在機器上的回轉運動每運行一圈，鋼帶就要彎直2次，鋼帶所受的應力是拉應力和彎曲應力的合應力，這個合應力是鋼帶產生裂紋失效的根本原因。

為了測試鋼帶的使用壽命，對鋼帶抽樣分析，取出30個鋼帶樣本，在試驗機上運行。根據試驗結果，統計出如下數據：

下圖顯示，對30條鋼帶試驗時，因應力大于鋼帶疲勞極限值，有15條鋼帶運行7.1萬圈或39萬圈時，就出現裂紋而失效，見方框。反之，可以運行很久，見圓圈。

如果鋼帶應力不大于鋼帶疲勞極限值，鋼帶就會運行1百萬圈以上，超過2百萬圈，甚至更久遠。

鋼帶的疲勞極限是指鋼帶在此應力下，鋼帶運行一百萬圈以上。鋼帶所受應力超過疲勞極限，鋼帶就很快出現失效。當然鋼帶邊角的局部應力集中，以及鋼帶表面的變形，會導致鋼帶邊緣很快出現裂紋，鋼帶表面的變形也會很快導致鋼帶產生裂紋。

3.6 鋼帶裂紋的快速處理方法：

鋼帶產生裂紋后，除正常焊接修補外，下面幾種方法是快速處理裂紋的有效方式：

（1）鋼帶邊緣產生很小的裂紋，這時可以用剪刀剪掉裂紋，防止進一步擴散。

（2）鋼帶邊緣產生的裂紋較長，這時可以在裂紋的另一端鉆孔，防止進一步擴散。

（3）鋼帶中部區域產生裂紋，這時可以在裂紋的每端鉆孔，防止進一步擴散。

4 專用鋼帶與普通鋼帶的實際應用差別

（1）用途不同：鋼帶是專為輸送機使用而設計生產的，稱為鋼質輸送帶，國外稱為A Steel Conveyor Belt，有瑞典山特維克公司（Sandvik）生產的和奧地利百德福公司（Berndorf）生產的;而帶鋼是由鋼鐵公司成卷生產的帶狀冷軋帶，用于各行各業，切割成塊，作為裝飾用的板材、機罩、殼體等，稱為帶鋼，國外稱為A Strip Steel;有日本新日鐵生產的SUS301和奧托昆普生產不銹鋼鋼帶等;

（2）性能指標不同：鋼帶是專為輸送機使用而設計生產的，其化學成分和物理特性及制作工藝都與帶鋼不同，其機械性能也比帶鋼高出很多，如抗拉強度、屈服強度、延伸率及硬度要比帶鋼高一倍多，抗彎曲強度是帶鋼兩倍多;平整度和直線度更是帶鋼無法達到的性能指標，因此帶鋼用在高速機器上無法提速。

（3）使用壽命不同：鋼帶的通常使用壽命在六年以上，有的使用可長達十四年;而帶鋼用在輸送機器上使用壽命很短，特別是每天24小時連續不停運轉的大產量高速機器上，帶鋼的壽命只有幾個月，最長不過一年就得頻繁維修或更換;

（4）價格差異懸殊：鋼帶的價格是按長度每米來計算的，寬度1.5米的鋼帶，每米長價格約為人民幣15000元;而帶鋼是按原材料噸位來計算的，一卷5噸，每米長價格約3000元。

（5）市場使用情況：進口造粒機和國內生產的高品質的造粒機都使用鋼帶，而不使用帶鋼，鋼帶能夠保證造粒機無故障長周期運行，是造粒機的核心部件;而一旦使用帶鋼就會造成機器故障頻繁發生，嚴重影響生產，維修頻繁。

5 結論

綜上所述，建議造粒機或輸送機用戶應該選用瑞典山特維克（Sandvik）公司制造的1200SA不銹鋼鋼帶或奧地利百德福（Berndorf）公司制造的Nicro12.1不銹鋼鋼帶。

【參考文獻】

[1]Ek，o.，”Steel Belt”，Sandvik AB，Sandviken， Sweden，（1973）.

[2]Sandvik AB，“Steel Belt Conveyors”，Sandviken，Sweden，（1910）.

[3]Sandvik AB，“Transformation”，Sandviken，Sweden（1987）.

[4]Roberts，G.A.，Hamaker，J.C.，and Johnson，A.R.”Tool Steels”ASM，Metals Park，Ohio，1961.

[5]“The Steel Belt Book”A complete guide to the technology and use in conveying and sorting application.Edited by Heinz D.Helber.