1. História das correntes de elos redondos para mineração
Com a crescente demanda por energia a carvão na economia mundial, as máquinas para mineração de carvão têm se desenvolvido rapidamente. Como principal equipamento da mineração mecanizada de carvão, o componente de transmissão do transportador de raspador também evoluiu rapidamente. Em certo sentido, o desenvolvimento do transportador de raspador depende do desenvolvimento decorrente de elos redondos de alta resistência para mineraçãoA corrente de elos redondos de alta resistência para mineração é a peça-chave do transportador raspador de corrente em minas de carvão. Sua qualidade e desempenho serãoafeta diretamente a eficiência operacional dos equipamentos e a produção de carvão da mina.
O desenvolvimento de correntes de elos redondos de alta resistência para mineração abrange principalmente os seguintes aspectos: o desenvolvimento de aço específico para correntes de elos redondos de mineração, o desenvolvimento de tecnologia de tratamento térmico para correntes, a otimização do tamanho e formato das correntes de aço com elos redondos, diferentes projetos de correntes e o desenvolvimento de tecnologia de fabricação de correntes. Graças a esses desenvolvimentos, as propriedades mecânicas e a confiabilidade das correntes melhoraram significativamente.corrente de elos redondos para mineraçãoHouve grandes melhorias. As especificações e propriedades mecânicas das correntes produzidas por algumas empresas avançadas de fabricação de correntes no mundo superaram em muito o padrão alemão DIN 22252, amplamente utilizado no mundo.
Os primeiros aços de baixa qualidade para correntes de elos redondos de mineração no exterior eram, em sua maioria, aços carbono-manganês, com baixo teor de carbono, baixo teor de elementos de liga, baixa temperabilidade e diâmetro da corrente < ø 19 mm. Na década de 1970, foram desenvolvidos aços de alta qualidade para correntes da série manganês-níquel-cromo-molibdênio. Aços típicos incluem o 23MnNiMoCr52, o 23MnNiMoCr64, etc. Esses aços possuem boa temperabilidade, soldabilidade, resistência e tenacidade, sendo adequados para a produção em larga escala de correntes de grau C. O aço 23MnNiMoCr54 foi desenvolvido no final da década de 1980. Com base no aço 23MnNiMoCr64, o teor de silício e manganês foi reduzido e o teor de cromo e molibdênio foi aumentado. Sua tenacidade era superior à do aço 23MnNiMoCr64. Nos últimos anos, devido à melhoria contínua dos requisitos de desempenho das correntes de aço de elos redondos e ao aumento constante das especificações das correntes em decorrência da mineração mecanizada de carvão, algumas empresas fabricantes de correntes desenvolveram novos tipos de aço especiais, cujas propriedades são superiores às do aço 23MnNiMoCr54. Por exemplo, o aço "HO", desenvolvido pela empresa alemã JDT, pode aumentar a resistência da corrente em 15% em comparação com o aço 23MnNiMoCr54.
2. Condições de serviço e análise de falhas da corrente de mineração
2.1 Condições de serviço da cadeia de mineração
As condições de serviço da corrente de elos redondos são: (1) força de tração; (2) Fadiga causada por carga pulsante; (3) Atrito e desgaste ocorrem entre os elos da corrente, elos da corrente e rodas dentadas da corrente, e elos da corrente e placas intermediárias e laterais da ranhura; (4) Corrosão é causada pela ação de carvão pulverizado, pó de rocha e ar úmido.
2.2 Análise de falhas em elos de corrente de mineração
As formas de ruptura dos elos de correntes de mineração podem ser divididas em: (1) a carga da corrente excede sua carga de ruptura estática, resultando em fratura prematura. Essa fratura ocorre principalmente nas partes defeituosas do ombro ou da área reta do elo da corrente, como trincas na zona afetada pelo calor da solda por resistência e trincas no material da barra individual; (2) após um período de operação, o elo da corrente de mineração não atinge a carga de ruptura, resultando em fratura por fadiga. Essa fratura ocorre principalmente na conexão entre o braço reto e a coroa do elo da corrente.
Requisitos para correntes de elos redondos para mineração: (1) ter alta capacidade de carga com o mesmo material e seção transversal; (2) ter alta carga de ruptura e melhor alongamento; (3) ter pequena deformação sob a ação da capacidade de carga máxima para garantir um bom engrenamento; (4) ter alta resistência à fadiga; (5) ter alta resistência ao desgaste; (6) ter alta tenacidade e melhor absorção de carga de impacto; (7) as dimensões geométricas atenderem ao desenho.
3. Processo de produção em cadeia de mineração
Processo de produção da cadeia de mineraçãoCorte da barra → dobra e trançado → junção → soldagem → teste de prova primário → tratamento térmico → teste de prova secundário → inspeção. A soldagem e o tratamento térmico são processos-chave na produção de correntes de elos redondos para mineração, que afetam diretamente a qualidade do produto. Parâmetros de soldagem precisos podem melhorar o rendimento e reduzir o custo de produção; um processo de tratamento térmico adequado pode explorar ao máximo as propriedades do material e melhorar a qualidade do produto.
Para garantir a qualidade da soldagem de correntes para mineração, a soldagem manual a arco e a soldagem por resistência de topo foram eliminadas. A soldagem por resistência de topo é amplamente utilizada devido às suas vantagens notáveis, como alto grau de automação, baixa intensidade de trabalho e qualidade estável do produto.
Atualmente, o tratamento térmico de correntes circulares para mineração geralmente adota o aquecimento por indução de média frequência, seguido de têmpera e revenido contínuos. A essência do aquecimento por indução de média frequência reside na agitação da estrutura molecular do material sob a ação de um campo eletromagnético, onde as moléculas absorvem energia e colidem para gerar calor. Durante o tratamento térmico por indução de média frequência, um indutor é conectado a uma corrente alternada de média frequência, e os elos da corrente se movem a uma velocidade uniforme dentro do indutor. Dessa forma, uma corrente induzida com a mesma frequência e sentido oposto ao do indutor é gerada nos elos da corrente, permitindo que a energia elétrica seja convertida em energia térmica. Assim, os elos da corrente podem ser aquecidos à temperatura necessária para a têmpera e o revenido em um curto período de tempo.
O aquecimento por indução de média frequência apresenta alta velocidade e menor oxidação. Após a têmpera, obtém-se uma estrutura de têmpera muito fina e um tamanho de grão austenítico reduzido, o que melhora a resistência e a tenacidade do elo da corrente. Ao mesmo tempo, apresenta as vantagens de limpeza, higiene, facilidade de ajuste e alta eficiência de produção. Na etapa de revenido, a zona de soldagem do elo da corrente passa por uma temperatura de revenido mais alta, eliminando uma grande quantidade de tensões internas de têmpera em um curto período de tempo, o que tem um efeito muito significativo na melhoria da plasticidade e tenacidade da zona de soldagem e no retardo do início e desenvolvimento de trincas. A temperatura de revenido no topo do ombro do elo da corrente é baixa, resultando em maior dureza após o revenido, o que é favorável ao desgaste do elo da corrente durante o processo de trabalho, ou seja, ao desgaste entre os elos da corrente e ao engrenamento entre os elos da corrente e a roda dentada da corrente.
4. Conclusão
(1) O aço para correntes de elos redondos de alta resistência para mineração está se desenvolvendo na direção de maior resistência, maior temperabilidade, maior tenacidade plástica e maior resistência à corrosão do que o aço 23MnNiMoCr54 comumente usado no mundo. Atualmente, novas classes de aço patenteadas estão sendo aplicadas.
(2) A melhoria das propriedades mecânicas da corrente de elos redondos de alta resistência para mineração promove o aprimoramento contínuo e o aperfeiçoamento do método de tratamento térmico. A aplicação racional e o controle preciso da tecnologia de tratamento térmico são fundamentais para melhorar as propriedades mecânicas da corrente. A tecnologia de tratamento térmico para correntes de mineração tornou-se a tecnologia central dos fabricantes de correntes.
(3) O tamanho, a forma e a estrutura da corrente de elos redondos de alta resistência para mineração foram melhorados e otimizados. Essas melhorias e otimizações foram feitas de acordo com os resultados da análise de tensão da corrente e sob a condição de que a potência do equipamento de mineração de carvão precisa ser aumentada e o espaço subterrâneo da mina de carvão é limitado.
(4) O aumento da especificação da corrente de elos redondos de alta resistência para mineração, a mudança na forma estrutural e a melhoria das propriedades mecânicas promovem o desenvolvimento correspondente e rápido dos equipamentos e da tecnologia de fabricação de correntes de elos redondos de aço.
Data da publicação: 22 de dezembro de 2021
