1. Historia de las cadenas de eslabones redondos para la minería
Con la creciente demanda de energía de carbón en la economía mundial, la maquinaria de minería de carbón se ha desarrollado rápidamente. Como equipo principal de la minería de carbón mecanizada integral en la mina de carbón, el componente de transmisión en el transportador de raspadores también se ha desarrollado rápidamente. En cierto sentido, el desarrollo del transportador de raspadores depende del desarrollo decadena de eslabones redondos de alta resistencia para mineríaLa cadena de eslabones redondos de alta resistencia para minería es la parte clave del transportador de raspador de cadena en la mina de carbón. Su calidad y rendimiento seránAfectan directamente a la eficiencia operativa de los equipos y a la producción de carbón de la mina.
El desarrollo de la cadena de eslabones redondos de alta resistencia para minería incluye principalmente los siguientes aspectos: el desarrollo del acero para la cadena de eslabones redondos para minería, el desarrollo de la tecnología de tratamiento térmico de la cadena, la optimización del tamaño y la forma de la cadena de eslabones de acero redondos, diferentes diseños de cadena y el desarrollo de la tecnología de fabricación de cadenas. Debido a estos desarrollos, las propiedades mecánicas y la confiabilidad decadena de enlace redonda mineraSe han mejorado notablemente. Las especificaciones y propiedades mecánicas de las cadenas fabricadas por algunas de las empresas más avanzadas del mundo superan con creces la norma alemana DIN 22252, ampliamente utilizada a nivel mundial.
El acero de baja calidad utilizado inicialmente para cadenas de eslabones redondos en minería en el extranjero era principalmente acero al manganeso con carbono, con bajo contenido de carbono, bajo contenido de elementos de aleación, baja templabilidad y un diámetro de cadena < ø 19 mm. En la década de 1970, se desarrollaron aceros de alta calidad para cadenas de la serie manganeso-níquel-cromo-molibdeno. Algunos ejemplos típicos son el 23MnNiMoCr52 y el 23MnNiMoCr64, que poseen buena templabilidad, soldabilidad, resistencia y tenacidad, y son adecuados para la producción de cadenas de grado C a gran escala. El acero 23MnNiMoCr54 se desarrolló a finales de la década de 1980. A partir del acero 23MnNiMoCr64, se redujo el contenido de silicio y manganeso y se aumentó el de cromo y molibdeno. Su tenacidad fue superior a la del acero 23MnNiMoCr64. En los últimos años, debido a la mejora continua de los requisitos de rendimiento de las cadenas de acero de eslabones redondos y al aumento constante de las especificaciones de las cadenas a causa de la mecanización de la minería del carbón, algunas empresas fabricantes de cadenas han desarrollado nuevos grados de acero especiales, cuyas propiedades superan en algunos aspectos al acero 23MnNiMoCr54. Por ejemplo, el acero "HO" desarrollado por la empresa alemana JDT puede aumentar la resistencia de la cadena en un 15 % en comparación con el acero 23MnNiMoCr54.
2. Condiciones de servicio de la cadena minera y análisis de fallas
2.1 Condiciones del servicio de la cadena de minería
Las condiciones de servicio de la cadena de eslabones redondos son: (1) fuerza de tensión; (2) fatiga causada por carga pulsante; (3) fricción y desgaste que se producen entre los eslabones de la cadena, los eslabones de la cadena y las ruedas dentadas de la cadena, y los eslabones de la cadena y las placas centrales y los lados de la ranura; (4) corrosión causada por la acción del carbón pulverizado, el polvo de roca y el aire húmedo.
2.2 Análisis de fallos en los eslabones de la cadena minera
Las formas de rotura de los eslabones de las cadenas mineras se pueden dividir a grandes rasgos en: (1) la carga de la cadena excede su carga de rotura estática, lo que provoca una fractura prematura. Esta fractura se produce principalmente en las partes defectuosas del hombro o la zona recta del eslabón, como grietas en la zona afectada por el calor de la soldadura por resistencia a tope y grietas en el material de las barras individuales; (2) después de funcionar durante un tiempo, el eslabón de la cadena minera no ha alcanzado la carga de rotura, lo que provoca una fractura por fatiga. Esta fractura se produce principalmente en la conexión entre el brazo recto y la corona del eslabón.
Requisitos para la cadena de eslabones redondos para minería: (1) tener una alta capacidad de carga bajo el mismo material y sección; (2) tener una carga de rotura más alta y mejor elongación; (3) tener una pequeña deformación bajo la acción de la capacidad de carga máxima para asegurar un buen engranaje; (4) tener una alta resistencia a la fatiga; (5) tener una alta resistencia al desgaste; (6) tener una alta tenacidad y mejor absorción de la carga de impacto; (7) las dimensiones geométricas deben cumplir con el dibujo.
3. Proceso de producción de la cadena minera
Proceso de producción de la cadena mineraCorte de barras → doblado y trenzado → unión → soldadura → prueba de resistencia primaria → tratamiento térmico → prueba de resistencia secundaria → inspección. La soldadura y el tratamiento térmico son procesos clave en la producción de cadenas de eslabones redondos para minería, que afectan directamente la calidad del producto. Los parámetros de soldadura científicos pueden mejorar el rendimiento y reducir el costo de producción; un proceso de tratamiento térmico adecuado puede aprovechar al máximo las propiedades del material y mejorar la calidad del producto.
Para garantizar la calidad de la soldadura en las cadenas mineras, se han eliminado la soldadura por arco manual y la soldadura a tope por resistencia. La soldadura a tope por chispa se utiliza ampliamente debido a sus notables ventajas, como un alto grado de automatización, baja intensidad de mano de obra y calidad de producto estable.
Actualmente, el tratamiento térmico de las cadenas de eslabones redondos para minería generalmente emplea calentamiento por inducción de media frecuencia, seguido de un enfriamiento y revenido continuos. La esencia del calentamiento por inducción de media frecuencia radica en que la estructura molecular del objeto se agita bajo un campo electromagnético, lo que permite que las moléculas obtengan energía y colisionen para producir calor. Durante este tratamiento, el inductor se conecta a una corriente alterna de media frecuencia, y los eslabones de la cadena se mueven a velocidad uniforme dentro del inductor. De esta manera, se genera una corriente inducida con la misma frecuencia y dirección opuesta a la del inductor, transformando la energía eléctrica en energía térmica y calentando los eslabones a la temperatura requerida para el enfriamiento y revenido en un corto período de tiempo.
El calentamiento por inducción de frecuencia media tiene una velocidad rápida y menor oxidación. Después del temple, se puede obtener una estructura de temple muy fina y un tamaño de grano de austenita, lo que mejora la resistencia y la tenacidad del eslabón de la cadena. Al mismo tiempo, también tiene las ventajas de limpieza, higiene, fácil ajuste y alta eficiencia de producción. En la etapa de revenido, la zona de soldadura del eslabón de la cadena pasa por una temperatura de revenido más alta y elimina una gran cantidad de tensión interna de temple en un corto tiempo, lo que tiene un efecto muy significativo en la mejora de la plasticidad y la tenacidad de la zona de soldadura y retrasa el inicio y desarrollo de grietas. La temperatura de revenido en la parte superior del hombro del eslabón de la cadena es baja, y tiene una mayor dureza después del revenido, lo que favorece el desgaste del eslabón de la cadena durante el proceso de trabajo, es decir, el desgaste entre los eslabones de la cadena y el engranaje entre los eslabones de la cadena y la rueda dentada de la cadena.
4. Conclusión
(1) El acero para cadenas de eslabones redondos de alta resistencia para minería está evolucionando hacia una mayor resistencia, mayor templabilidad, mayor tenacidad plástica y resistencia a la corrosión que el acero 23MnNiMoCr54 comúnmente utilizado en el mundo. Actualmente, se han aplicado grados de acero nuevos y patentados.
(2) La mejora de las propiedades mecánicas de las cadenas de eslabones redondos de alta resistencia para minería impulsa la mejora continua y el perfeccionamiento del método de tratamiento térmico. La aplicación racional y el control preciso de la tecnología de tratamiento térmico son clave para mejorar las propiedades mecánicas de la cadena. La tecnología de tratamiento térmico de cadenas para minería se ha convertido en la tecnología central de los fabricantes de cadenas.
(3) Se han mejorado y optimizado el tamaño, la forma y la estructura de la cadena de eslabones redondos de alta resistencia para minería. Estas mejoras y optimizaciones se realizan de acuerdo con los resultados del análisis de tensión de la cadena y bajo la condición de que se necesita aumentar la potencia del equipo de minería de carbón y el espacio subterráneo de la mina de carbón es limitado.
(4) El aumento de las especificaciones de la cadena de eslabones redondos de alta resistencia para minería, el cambio de la forma estructural y la mejora de las propiedades mecánicas promueven el rápido desarrollo correspondiente de los equipos y la tecnología para la fabricación de cadenas de eslabones de acero redondos.
Fecha de publicación: 22 de diciembre de 2021
