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    大型金剛石切割片在礦場石材開采中的應用

    更新時間:2016-07-28 14:56:46點擊次數:675次 字號:T|T

    大型金剛石切割片


    一、前言
    眾所周知,我國的石材資源雄居全球。近年來,隨著建筑行業的高速發展和人們生活水平的提高,石材以其獨特的天然屬性越來越受到人們的青睞,市場的需求量日益增加。同前我國的石材加工技術已經接近世界先進水平,但石材的開采技術還遠遠落后于發達國家。
    以前我國的礦山開采主要有如下幾種方式:爆破作業、火焰切割法、膨脹劑法等。其開采方法普通存在著勞動生產率低,成材率低,資源浪費嚴重,安全性差等缺點。近年來,部分企業采用金剛石串珠繩鋸,金剛石鏈鋸等進行礦山開采,雖然取得了良好的效果,但設備投入大,開采成本高等,目前尚無法大規模使用。如何提高石材的開采質量及效率,盡量減少對環境的破壞,降低工人的勞動強度等,成為我國石材荒料開采迫切需要解決問題。

     

    二、切割原理
    針對以上情況,我國科技人員將板材切割機理巧妙應用于礦山開采中,取得了良好效果。其基本原理為:在礦山表而鋪設軌道,通過主機帶動超大型金剛石切割片(Ф2000~4200mm)高速旋轉,實現在軌切割。由于該方式投入少、效率高、安全、環保、節能及開采成本低等優點,廣泛受到礦山開采企業的青睞。

     

    三、技術要求
    此開采方法除要求鋸機要有良好的精度外,超大型金剛石切割片的規格、質量等是此項技術的關鍵。眾所周知,決定開采荒料的大小是由網鋸片規格決定的。目前,市場上要求板材的幅寬達到了1.5m左右。因此,與之相配套的金剛石切割片的規格必須達到Ф3500以上,同時,野外作業環境如礦山作業而平整度,冷卻排屑等相對板材切割,條件更加惡劣。因此,對鋸片基體的制造提出了更加嚴格的要求。
    據市場的需求,從2003年開始開發了Ф2300mm以上礦山鋸片基體,經過幾年的探索,現已能生產Ф4200mm規格大型切割片基體。
    針對礦山切割的特點,主要有三方面技術突破:
    1.產品的熱處理方法:如此大規格鋸片基體的熱處理,目前國內尚無專用的設備,我們采用獨特的熱處理工藝,很好地解決了大規格、薄厚度基體的熱處理難題,硬度能較好的控制在HRC38±3的范圍,提高了鋸片基體的剛性,增加了產品的使用壽命。
    2.加工方式:鋸片基體端面的磨削也是產品加工的難點。廠家開發了平面磨床和車床,很巧妙地解決了這一難題,產品的厚度公差均能達到國家標準的要求,大大提高了產品靜平衡指標,同時由于去除了材料表面的氧化層與脫碳層,產品的疲勞壽命大為提高。
    3.針對礦山鋸片在切割過程中排屑困難的實際,廠家在基體的外形上亦作了大膽探索:采用在鋸片基體適當部位加工數量不等的掏空孔,在不影響鋸片整體強度的前提下,提高了冷卻和排屑效率,延長了刀頭的使用壽命,降低了能源,并且縮短了荒料開采時間。

     

    四、與傳統開采方式經濟技術指標的對比
    新開采方式的應用,提高了資源利用率和開采速度,由于開采質量的提高,相應增加了產品的附加值。降低了生產成本,同時克服了傳統的開采方式存在的安全性能差,對環境破壞嚴重等缺點,具有極大的經濟效益和社會效益。

     

    五、使用要求
    1.安裝前的準備
    (1)鋸機軌道的鋪設要求枕木牢固平整,以免鋸機在切割過程中的晃動,鋸機軌道平行度公差要≤5mm,水平度公差≤2mm。
    (2)為保證鋸片在切割過程中的平整度和強度,裝夾鋸片用法蘭盤直徑>i280ram,法蘭盤的不平度直接影響鋸片的端跳。因此,用戶在使用前要檢查法蘭盤的精度,一般Ф280mm的法蘭盤其不平度<0.05mm,并保證法蘭盤的清潔,不得殘留石屑和污物。
    (3)經常檢驗鋸機軸的精度,保證其主軸的徑向跳動≤0.03mm,以避免鋸片在切割過程中產生抖動,影響鋸片的使用壽命和材料的切割質量。
    (4)冷卻水的大小直接影響鋸片的冷卻效果,排屑能力和刀頭的切割壽命。因此建議Ф2000(或Ф2200)冷卻水量≥1001/min,Ф2800(或Ф3000)冷卻水量≥1601/rnin,并充分注入到鋸片切割縫內。
    2.使用的規范性
    由于超大型金剛石網鋸片價格昂貴,因此規范化使用能大大增加產品的使用壽命,降低生產成本,所以在產品的使用過程中要強調規范操作。
    (1)新基體在首次使用前應空轉30min以上,使以鋸片基體在首次使用中通過離心力的作用,應力分布更加均勻化。
    (2)有條件企業在新鋸片使用前先開刃,否則新刀頭開始使用時,要求下刀量≤l5mm/次,行走速度≤l000mm/min,待刀頭中金剛石完全出刃后,方可增大進刀量。
    (3)正常切割時,根據切割對象硬度的大小合理確定一次進刀量,(b2000(或Ф2200)規格鋸片控制在30~50mm/次內,Ф2800(或Ф3000)鋸片控制在20~30mm/次內,為不影響切割效率,盡量做到淺進刀、快走刀的切割工藝,減少鋸片基體由于法向力的過大而引起的變形。
    (4)在礦山的切割中,由于在兩端處下刀時,鋸片參與切割的齒數大大增加,因而阻力亦相應增大。因此,下刀時應采用點動往復的切割方式,每次點動下刀量不能超過2mm/次。
    (5)鋸片在使用過程中,應嚴格監控切割時的狀態和切割對象硬度的變化,遇到作業面凸出太多時,應及時調整切割深度和行走速度。

     

    六、結論
    用超大型金剛石切割片開采荒料能降低開采成本20%以上,荒料成材率可達到90%以上。開采方法簡單,占地面積小,對環境破壞少,開采荒料規整。因此,具有極大的推廣價值。

    石材研習社 (編輯:深圳市宏強鉆石工具有限公司)
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