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关于304不锈钢在定量装车系统中应用摘要： 304不锈钢板表面光洁，有较高的塑性、韧性和机械强度，耐酸、碱性气体、溶液和其他介质的腐蚀。为了保持304不锈钢板所固有的耐腐蚀性，304不锈钢必须保证16%以上的铬,8%以上的镍含量。煤炭加工公司定量装车站闸门与滑轮之间是滚动摩擦，在高频次的摩擦情况下，对于闸门的形状公差及材质就有较高的要求。即要求有较高的平面度，又要求有较好的耐磨性，以便于适应快速装车系统精准称重和无尘的需要。关键词：闸门；304不锈钢板1. 引言为了实现快速定量装车,在定量装车站定量仓入料口和卸料口下部，安装使用了卡那瓦公司研制的双开平板式滑动无尘闸门, 该闸门具有容易安装, 容易维修控制, 灵敏精确的特点。闸门由滚轮支撑, 可快速水平移动。滚轮有防尘密封设计, 防止灰尘的进入。闸门间相互交叉配合，配合间隙为1mm，具有防止溢料和降尘的功效，闸门与缓冲仓和定量仓的连接处，采用橡胶密封达到无尘效果。闸门在装车过程中平均每3秒往复运动一次，以实现控制料溜、定量称重和快速装车的目的；闸门口呈楔形, 关闸门时遇到物料卡住, 闸门可将物料剪切破碎。当闸门表面磨损达到2.5mm以上时，会造成液压缸频繁折断、滚轮经常损坏和冲料不准确的故障，故此闸门的材质对其他备件的使用寿命和定量精度至关重要。2013年8月煤炭加工公司维修一部，将其材质由20Mn钢板（绿色部分为冲料承载面）和50Mn钢板（红色部分为滚轮工作面）双层焊接板（图1），改换为304不锈钢板一种材质，目前设备运行十分稳定，达到了设计要求，使用效果良好。图12. 项目提出原因从2013年1月份开始，煤炭加工公司定量装车站由于闸门板磨损超限，引发入料、卸料液压缸频繁损坏、系统压力不稳定和装车喷料等故障，由于所使用的大部分备件需要从国外进口，且采购周期较长，加之拆卸下来的旧件修复后，强度及精度均达不到正常标准，造成故障重复发生，严重影响了外运装车任务，经过查找分析得出原闸门板设计存在两个缺点：(1) 原闸门是由20Mn（图1中绿色部分）和50Mn（图1中红色部分）焊接而成。由于20Mn的耐磨性较差，在使用过程中前端倒角部分磨损较为严重，与滚动滑轮接触部位磨出了3.5mm的沟槽，是造成冲料显示不准确的主要原因。(2) 上述两种材料在与滚轮摩擦过程中会产生磁性，摩擦产生的铁屑会吸附在滚轮上，使闸门运行中产生振动，从而造成系统压力不稳定，损坏液压缸和滚轮等故障。基于上述两方面原因，维修一部机修队技术组，通过对多种耐磨钢材进行性价比分析，最后选择了304不锈钢进行试验。3. 板材选择原因3.1 具有不导磁的特性普通钢材在磨损后产生铁削会带有磁性粘附在闸门表面，增大摩擦力，加剧零部件磨损。不锈钢和Mn13具有不导磁的特性，即便是磁铁也不能吸附在上面，从而减小了闸门的振动，保证了设备运行的平稳性，从这点上讲不锈钢符合选材要求。3.2 成本对比2系列不锈钢由于不适合做工业材料而排除，通过多种渠道对3系列不锈钢板和Mn13钢板价格进行对比和认证，304,316不锈钢价格在同种钢材之中价格较低，作为首选材料。表1 板材价格对照表板材Mn13钢板（无磁）301不锈钢302不锈钢304不锈钢316不锈钢321不锈钢单价（元/t）2200 15000350001400014000185003.3 耐磨性与抗高温能力缓冲仓落差为7.07 m，定量仓落差为4.45m，料流在冲料的瞬间产生很大的冲击力，因此材料必须具备较高的韧性和耐磨性。装车仓闸门板每小时至少开关360次，高频率的摩擦会使零件局部升温，使晶像组织发生改变，导致耐磨性降低，因此耐高温也是装车仓闸门必须具备的条件。从表中看出两种材料的硬度相同，耐高温能力相差不多。表2 材料性能对照表材料名称硬度耐高温304不锈钢90 HRC1200316不锈钢90 HRC13003.4 强度校核定量装车站闸门板受压力F2、支撑力F1、液压缸推力、摩擦力、重力mg五种力。首先进行材料屈服强度校核，受力分析如图1。加工公司定量装车站缓冲仓容量为300t，定量仓容量为40t，因此入料闸门板承受的压力最大，所以进行入料闸门板的屈服强度计算。定量仓有2个入料口，按满载时计算，每个料口承受150 t的力。图2s=62.03 MPa因此，选择材料的屈服强度s应大于62.03 MPa。表3 材料性能对照表材料名称抗拉强度屈服强度伸长率密度304不锈钢520 MPa205 MPa40%7.93 g/cm316不锈钢620 MPa310 MPa30%8.03 g/cm上述两种材料屈服条件都满足要求，但316不锈钢的密度要比304不锈钢的密度大得多，相同规格尺寸下要重一些，考虑到备件加工难易度和更换的便捷性，选择密度小一些的304不锈钢。4. 304不锈钢闸门在定量装车系统应用4.1 304不锈钢闸门磨损量统计闸门板安装在两组滚轮中间，下面滚轮起支撑和平行滚动的作用，上面滚轮起到定位作用，通过液压缸活塞杆的往复运动完成装车作业。作业过程中主要的磨损部位是前端倒角部位（图3中蓝线部位）及与滚轮接触部位（图3中红线位置）。当闸门板前端倒角部位磨损超限后，会影响装车系统精准称重和无尘的效果，称重时会出现大数和欠量现象，同时闸门间达不到正常的密封效果，产生喷料，按照设计要求的无尘工况大大降低；闸门板底部在作业过程中磨损量最大，当底面红线位置磨损量超过2.5mm时，液压缸活塞杆同心度超出公差范围，致使液压缸活塞杆接头部位折断。图3加工公司地面装车系统闸门于2013年8月 5日更换完毕，至今已经运行5个月时间，通过对这段时间的外运装车量和闸门磨损情况进行统计（测量时通过游标卡尺主要测量红线和蓝线位置），绘制成表格。表4 304不锈钢外运量与磨损量对照表项目8月份9月份10月份11月份12月份运载量（万吨）144.44132.53130.37139.79133.97磨损量（mm）0.040.030.030.020.02图4从表中可以看出随着运行时间和外运装车量的增加闸门经历了急剧磨损阶段和正常磨损阶段，在前3个月闸门磨损量比较大，零件属于磨合期，表面粗糙的位置在经过磨合后平面度提高，磨损量减小，设备运行平稳，符合浴盆曲线的走势。设备运行5个月磨损量为0.14mm，当磨损量超过2.5mm闸门失效，由此可以推断出此闸门至少可以使用8年。4.2 304不锈钢板与50Mn低合金结构钢钢板磨损速度对照表5 材料磨损量对照表材料名称成规格尺寸过煤量（万吨）安装时间 磨损量（mm）备注304不锈钢板1515*890*38.168002013.08.070.14煤料粒度50mm50Mn钢板1515*890*38.134002002.09.10.2煤料粒度50mm4.3 304不锈钢效益统计4.3.1 节约通用材料成本表6 材料成本对照表材料名称成单价过煤量（万吨）吨磨损费用备注304不锈钢板14000元/t136001.03元/万吨煤料粒度小于50mm20Mn钢板3740元/t34001.1元/万吨煤料粒度小于50mm50Mn钢板4220元/t34001.24元/万吨煤料粒度小于50mm从以上数据可以看出，如果采用304不锈钢，使用价格是20Mn钢板的3.7倍， 50Mn钢板的3.3倍，使用寿命是二者的4倍。通过304不锈钢板的应用，每经过一万吨煤的费用比50Mn节约0.21元，比使用20Mn的费用节约0.07元（可以忽略不计）。2013年煤炭加工公司煤炭外运量为1700万吨，那么使用304不锈钢的费用将比使用50Mn钢板的费用节约357元/年，在304不锈钢闸门8年使用期内共节约2856元。4.3.2 节约备件成本根据现场故障统计，2013年上半年出现液压缸故障5次，其中2次更换入料液压缸，3次更换卸料液压缸。卸料液压缸的损坏全部是由于卸料闸门磨损超限造成。2013年8月份更换完毕后没有出现类似故障。按照每3个月可以节省1台卸料液压缸和每6个月节省一台入料液压缸计算，每台卸料液压缸10485.17 元，每台入料缸9911.48元，在304不锈钢闸门8年的使用期内可节省49.4万元。综合上述两方面内容，在304不锈钢闸门8年使用期内共节约49.6万多元。这还没有计算频繁更换闸门板（装车仓共计12块闸门，更换1块闸门用时4.5小时）所导致检修量的增加及影响生产的损失。5. 304不锈钢板应用前景因为304冷轧不锈钢钢板具有良好的耐磨性、耐冲击性及可在常温下进行焊接、加工制作的特性优点，用作输煤、输岩系统中的溜槽、仓壁衬板同样值得推广；在地面生产系统中的破碎机、定量装车站、缓冲仓等维修困难，且流程重要部位的仓体衬板和滑道等，均可使用304冷轧不锈钢钢板代替低合金结构钢钢板。除了具有良好的经济效益外，还可以有效减少检修次数，同时增加了设备持动率，可谓一举多得。根据304冷轧不锈钢钢板特性优点，同样适用于各系统的分料器、堆取料机取料斗、轮挖机取料斗、露天运输车辆斗体、挖掘机铲斗等均可采用此种材料和工艺，性价比非常高，可极大提高设备的使用寿命，在降低检修量的同时降低检修安全风险。6. 结论根据304不锈钢钢板具有的高耐磨性能、较强的耐冲击性，良好的加工的特性，在实际应用中可采取焊接、塞焊、螺栓连接等方式与其它结构进行连接，在维修现场过程中具有省时、方便等特点，与其它材料相比，有很高的性价比。通过304不锈钢钢板在