眾所周知,我國石材資源雄居全球。近年來,隨著建筑行業高速發展人們生活水平提高,石材以其獨特天然屬性越來越受到人們青睞,市場需求量日益增加。同前我國石材加工技術已經接近世界先進水平,但石材開采技術還遠遠落后于發達國家。
目前我國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。如何提高石材開采質量及效率,盡量減少對環境破壞,降低工人勞動強度等,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,取得了良好效果。其基本原理為:礦山表而鋪設軌道,通過主機帶動超大型金剛石圓鋸片(Ф2000~3500mm)高速旋轉,實現軌切割。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青睞。
三、技術要求
此開采方法除要求鋸機要有良好精度外,超大型金剛石圓鋸片規格、質量等此項技術關鍵。眾所周知,決定開采荒料大小由網鋸片規格決定。目前,市場上要求板材幅寬達到了1.5m左右。因此,與之相配套金剛石圓鋸片規格必須達到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,對鋸片基體制造提出了更加嚴格要求。
宜昌黑旋風鋸業有限責任公司根據市場需求,從2003年開始開發了Ф2300mm以上礦山鋸片基體,經過幾年探索,現已能生產Ф3500mm規格大型圓鋸片基體。
針對礦山切割特點,黑旋風鋸業有限責任公司主要有三方面技術突破:
1.產品熱處理方法:如此大規格鋸片基體熱處理,目前國內尚無專用設備,我們采用獨特熱處理工藝,很好地解決了大規格、薄厚度基體熱處理難題,硬度能較好控制HRC38±3范圍,提高了鋸片基體剛性,增加了產品使用壽命。
2.加工方式:鋸片基體端面磨削也產品加工難點。我們白己開發了平面磨床車床,很巧妙地解決了這一難題,產品厚度公差均能達到國家標準要求,大大提高了產品靜平衡指標,同時由于去除了材料表面氧化層與脫碳層,產品疲勞壽命大為提高。
3.針對礦山鋸片切割過程排屑困難實際,公司基體外形上亦作了大膽探索:我們采用鋸片基體適當部位加工數量不等掏空孔,不影響鋸片整體強度前提下,提高了冷卻排屑效率,延長了刀頭使用壽命,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對比
新開采方式應用,提高了資源利用率開采速度,由于開采質量提高,相應增加了產品附加值。降低了生產成本,同時克服了傳統開采方式存安全性能差,對環境破壞嚴重等缺點,具有極大經濟效益社會效益。 五、使用要求
1.安裝前準備
(1)鋸機軌道鋪設要求枕木牢固平整,以免鋸機切割過程晃動,鋸機軌道平行度公差要≤5mm,水平度公差≤2mm。
(2)為保證鋸片切割過程平整度強度,裝夾鋸片用法蘭盤直徑>i280ram,法蘭盤不平度直接影響鋸片端跳。因此,用戶使用前要檢查法蘭盤精度,一般Ф280mm法蘭盤其不平度<0.05mm,并保證法蘭盤清潔,不得殘留石屑污物。
(3)經常檢驗鋸機軸精度,保證其主軸徑向跳動≤0.03mm,以避免鋸片切割過程產生抖動,影響鋸片使用壽命材料切割質量。
(4)冷卻水大小直接影響鋸片冷卻效果,排屑能力刀頭切割壽命。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使用壽命,降低生產成本,所以產品使用過程要強調規范操作。
(1)新基體首次使用前應空轉30min以上,使以鋸片基體首次使用通過離心力作用,應力分布更加均勻化。
(2)有條件企業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,根據切割對象硬度大小合理確定一次進刀量,(b2000(或Ф2200)規格鋸片控制30~50mm/次內,Ф2800(或Ф3000)鋸片控制20~30mm/次內,為不影響切割效率,盡量做到淺進刀、快走刀切割工藝,減少鋸片基體由于法向力過大而引起變形。
(4)礦山切割,由于兩端處下刀時,鋸片參與切割齒數大大增加,因而阻力亦相應增大。因此,下刀時應采用點動往復切割方式,每次點動下刀量不能超過2mm/次。
(5)鋸片使用過程,應嚴格監控切割時狀態切割對象硬度變化,遇到作業面凸出太多時,應及時調整切割深度行走速度。
六、結論
用超大型金剛石圓鋸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,具有極大推廣價值。
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