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北京瑞丰人造石加工厂

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大型金刚石圆锯片在石材开采中的应用

    一、前言

    众所周知,我国的石材资源雄居全球。近年来,随着建筑行业的高速发展和人们生活水平的提高,石材以其独特的天然属性越来越受到人们的青睐,市场的需求量日益增加。同前我国的石材加工技术已经接近世界先进水平,但石材的开采技术还远远落后于发达国家。

    目前我国的矿山开采主要有如下几种方式:爆破作业、火焰切割法、膨胀剂法等。其开采方法普通存在着劳动生产率低,成材率低,资源浪费严重,安全性差等缺点。近年来,部分企业采用金刚石串珠绳锯,金刚石链锯等进行矿山开采,虽然取得了良好的效果,但设备投入大,开采成本高等,目前尚无法大规模使用。如何提高石材的开采质量及效率,尽量减少对环境的破坏,降低工人的劳动强度等,成为我国石材荒料开采迫切需要解决问题。

    二、切割原理

    针对以上情况,我国科技人员将板材切割机理巧妙应用于矿山开采中,取得了良好效果。其基本原理为:在矿山表而铺设轨道,通过主机带动超大型金刚石圆锯片(Ф20003500mm)高速旋转,实现在轨切割。由于该方式投入少、效率高、安全、环保、节能及开采成本低等优点,广泛受到矿山开采企业的青睐。

    三、技术要求

    此开采方法除要求锯机要有良好的精度外,超大型金刚石圆锯片的规格、质量等是此项技术的关键。众所周知,决定开采荒料的大小是由网锯片规格决定的。目前,市场上要求板材的幅宽达到了1.5m左右。因此,与之相配套的金刚石圆锯片的规格必须达到Ф3500以上,同时,野外作业环境如矿山作业而平整度,冷却排屑等相对板材切割,条件更加恶劣。因此,对锯片基体的制造提出了更加严格的要求。   

    1.产品的热处理方法:如此大规格锯片基体的热处理,目前国内尚无专用的设备,我们采用独特的热处理工艺,很好地解决了大规格、薄厚度基体的热处理难题,硬度能较好的控制在HRC38±3的范围,提高了锯片基体的刚性,增加了产品的使用寿命。

    2.加工方式:锯片基体端面的磨削也是产品加工的难点。我们白己开发了平面磨床和车床,很巧妙地解决了这一难题,产品的厚度公差均能达到国家标准的要求,大大提高了产品静平衡指标,同时由于去除了材料表面的氧化层与脱碳层,产品的疲劳寿命大为提高。

    3.针对矿山锯片在切割过程中排屑困难的实际,公司在基体的外形上亦作了大胆探索:我们采用在锯片基体适当部位加工数量不等的掏空孔,在不影响锯片整体强度的前提下,提高了冷却和排屑效率,延长了刀头的使用寿命,降低了能源,并且缩短了荒料开采时间。

    四、与传统开采方式经济技术指标的对比

    新开采方式的应用,提高了资源利用率和开采速度,由于开采质量的提高,相应增加了产品的附加值。降低了生产成本,同时克服了传统的开采方式存在的安全性能差,对环境破坏严重等缺点,具有极大的经济效益和社会效益。

    1.安装前的准备

    1)锯机轨道的铺设要求枕木牢固平整,以免锯机在切割过程中的晃动,锯机轨道平行度公差要≤5mm,水平度公差≤2mm

    2)为保证锯片在切割过程中的平整度和强度,装夹锯片用法兰盘直径>i280ram,法兰盘的不平度直接影响锯片的端跳。因此,用户在使用前要检查法兰盘的精度,一般Ф280mm的法兰盘其不平度<0.05mm,并保证法兰盘的清洁,不得残留石屑和污物。

    3)经常检验锯机轴的精度,保证其主轴的径向跳动≤0.03mm,以避免锯片在切割过程中产生抖动,影响锯片的使用寿命和材料的切割质量。

    4)冷却水的大小直接影响锯片的冷却效果,排屑能力和刀头的切割寿命。因此建议Ф2000(或Ф2200)冷却水量≥1001/minФ2800(或Ф3000)冷却水量≥1601/rnin,并充分注入到锯片切割缝内。

    2.使用的规范性

    由于超大型金刚石网锯片价格昂贵,因此规范化使用能大大增加产品的使用寿命,降低生产成本,所以在产品的使用过程中要强调规范操作。

    1)新基体在首次使用前应空转30min以上,使以锯片基体在首次使用中通过离心力的作用,应力分布更加均匀化。

    2)有条件企业在新锯片使用前先开刃,否则新刀头开始使用时,要求下刀量≤l5mm/次,行走速度≤l000mmmin,待刀头中金刚石完全出刃后,方可增大进刀量。

    3)正常切割时,根据切割对象硬度的大小合理确定一次进刀量,(b2000(或Ф2200)规格锯片控制在3050mm/次内,Ф2800(或Ф3000)锯片控制在2030mm/次内,为不影响切割效率,尽量做到浅进刀、快走刀的切割工艺,减少锯片基体由于法向力的过大而引起的变形。

    4)在矿山的切割中,由于在两端处下刀时,锯片参与切割的齿数大大增加,因而阻力亦相应增大。因此,下刀时应采用点动往复的切割方式,每次点动下刀量不能超过2mm/次。

    5)锯片在使用过程中,应严格监控切割时的状态和切割对象硬度的变化,遇到作业面凸出太多时,应及时调整切割深度和行走速度。

    六、结论

    用超大型金刚石圆锯片开采荒料能降低开采成本20%以上,荒料成材率可达到90%以上。开采方法简单,占地面积小,对环境破坏少,开采荒料规整。因此,具有极大的推广价值。