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耐灼烧输送带
- 2020-11-27 14:10-

  耐灼烧输送带_材料科学_工程科技_专业资料。耐灼烧输送带的研制 常用 的结炭剂有季戊四醇、PNC-6、IFR 等,PNC 和 IFR 属于 耐灼烧输送带的研制 王 博 (沈阳泰丰胶带制造有限公司) 耐热输送带 广泛应 用于 冶金 、 化工和

  耐灼烧输送带的研制 常用 的结炭剂有季戊四醇、PNC-6、IFR 等,PNC 和 IFR 属于 耐灼烧输送带的研制 王 博 (沈阳泰丰胶带制造有限公司) 耐热输送带 广泛应 用于 冶金 、 化工和 建材等 行 业 , 主 要 用 于 输 送 高 温 固 体 物 料 , 如 烧 结 矿 石 、水 泥 熟 料 、 石灰和 焦炭等 。 国家 标准 GB/T 20021-2005 将耐 热 带分 为 T1、 T2、 T3、 T4 等 4 个 等 级 , 其 试 验 温 度 分 别 为 100℃、 125℃、 150℃、 175℃, 允 许 使 用 温 度 在 175℃以 下 , 而 实 际 上 我 国 冶 金 行 业 物 料 温 度 常 在 400℃~600℃,有 时 甚 至在 800℃以 上,物 料 带 红 火 ,加 之 不 同 的 使 用 环 境 , 致 使 一般 耐热输送带 的覆盖胶及 骨架材料 难以承受较 长 时间的高温 ,出现输 送带 表面烫坏 、燃 烧、大量脱 落 、起 泡、骨架材 料烧糊 、烫 坏,影响 胶带 的使用寿命 。在这种 情况下 ,传统 输耐热送带 使用寿命很 短 ,因此 研 制 使 用 温 度 在 400℃以 上 的 耐 热 输 送 带 成 为 输 送 带 用 户 的 迫 切需 求 ,这时输送 带已经不 是传统的耐 热输送带 ,为 了 便于 区分 ,定 义为耐灼烧 输送带 。 笔者所在公 司自 2005 年开始 着手研制耐 灼 烧 输 送 带 ,现已批量生 产 ,主要结 构由耐高温 灼烧层 、过渡 层 、 强力层组成 , 在此对研制 情况进行简 要介绍 。良好的耐热 性 ; 4.在 带 芯 与 覆 盖 胶 之 间 增 加 过 渡 层 ,提 高 输 送 带 常 温和高温粘 合强 度 。 二、耐灼烧试验方法 为考察覆盖 胶的耐灼烧 性能 , 参照国 内 外 的 一 些 资料, 采用钢 球灼烧的 方式来进行 模拟试验 , 方 法 如 下 : 将 直 径 40mm 的 钢 球 加 热 到 800℃,取 出 放 在 试 样 覆 盖 胶 表 面 ,持 续 5 分 钟 后 取 走 钢 球 ,测 量 覆 盖 层 灼 烧 深 度。 三、耐灼烧输 送带设计 1.骨架材料选 择 耐 灼 烧 输 送 带 要 求 骨 架 材 料 在 高 温 下 收 缩 率 小 、 高温降 解 率 低 。 因 为 棉 纤 维 耐 热 性 能 不 佳 , 120℃使 用 30 分 钟 强 度 下 降 35%, 使 用 5 小 时 后 发 黄 , 温 度 高 于 150℃会分 解 ,因 此 棉 纤 维 做 骨 架 材 料 的 输 送 带 的 使 用 温 度必须 在 120℃以 下 。 与 棉 纤 维 相 比 ,聚 酯 纤 维 的 强 度 和 耐 高 温 性 均 较 好 , 特 别 是 高 模 量 低 收 缩 (HMLS) EP 帆 布 强 度 高 ,耐 热 性 能 佳 ,干 热 收 缩 率 低 , 尺 寸 稳 定 性好 ,密 度小 ,价格 适中 ,适合制 作耐高温 输送带 。自 20 一、耐灼烧输送带的使 用要求及设计思路 耐热输送带 破坏的主要 原因是高温 对橡胶 和 骨 架 材 料的老 化破坏 、 被 腐蚀性物料 磨损和被炽 热 物 料 灼 烧 、烫坏。因此 耐 灼烧输送 带必须具有 耐热 、耐磨、耐 烫 和耐灼烧等 特点 。 耐灼烧输 送 带设计思路 主要有以下 几点 : 1.带 芯 采 用 优 质 帆 布 ,保 证 带 芯 具 有 尺 寸 稳 定 性 和 优异的耐热 性 ; 2.覆 盖 胶 中 加 入 结 炭 剂 ,让 表 面 橡 胶 在 高 温 下 迅 速 炭 化 ,形 成 微 孔 炭 化 层 , 阻 止 热 量 向 带 体 内 部 传 递 , 提高输送 带对热物料 的抗灼烧 能力 ; 3.覆 盖 胶 采 用 有 效 硫 化 体 系 , 覆 盖 胶 硫 化 后 形 成 以 单硫键 和双 硫键为主 的交联结构 , 保证覆盖胶 具 有 世纪 90 年代以 来 , 一些 发达 国家开始采 用玻 璃 纤 维 作 为 耐 高 温 输 送 带 的 骨 架 材 料 , 其 强 度 高 、 模 量 高 、 耐 高 温性 好 , 但玻璃纤 维易脆 , 耐 磨性差 , 与橡 胶粘合 困 难 。 因此, 本次试 验采用高模 量低收缩 帆布做为 耐 灼 烧 输 送带的骨架 材料 。 2.覆盖胶配方 设计 (1) 覆盖胶材料 选择 ①生 胶 : 耐灼烧层是通过高温胶料炭化形成保护结 构的,所以为 提高成炭效 果和增大 成 炭层厚度 , 须 选 择 含 碳 比 率 高 的 生 胶 ,各 种 生 胶 的 碳 氢 比 大 致 为 : SBR 46 中国橡胶 ML MH tc10 tc50 tc90 测 试 温 度/℃ dN-m dN-m m:s m:s m:s 150 2.25 14.22 7:17 13:06 19:50 图 1 硫 化 仪 曲 线 灼 烧 后 试 样 图 6∶7,NRB 7∶9,BR 4∶6,CR 4∶6,EPR:1∶2。 由 于 SBR 分 子 链 中 含 有 大 量 的 苯 环 , 所 以 碳 氢 比 较 大 , 并 且 SBR 廉 价 易 得, 所以生 胶选用 SBR。 ②阻 燃 剂 : 橡 胶 属 于 易 燃 物 质 , 高 于 600℃物 料 落 到橡胶 上将导致橡 胶燃烧 , 要 使橡胶具有 优异的 耐 灼 烧 性 能 ,不 被 高 温 物 料 烧 坏 ,必 须 加 入 适 当 的 阻 燃 剂 , 选择阻 燃剂既要保 证其阻燃性 又要考虑 其对耐灼烧 性 能 的 影 响 , 常 用 的 阻 燃 剂 有 氯 蜡 -70 # 、三 氧 化 二 锑 、 硼 酸 锌、氢氧化 铝 、十溴等 。 在 此选用氯蜡-70 # ,三氧化二 锑、硼酸锌和 氢氧化铝并 用 的阻燃体 系 。 ③结炭剂 : 耐 灼烧输送带 一般所接触 的物 料 温 度 都高 于 400℃,在 这 个 温 度 下 ,覆 盖 胶 只 有 迅 速 结 炭 , 在 表面形 成质 量优异的炭 化层 , 才可 以提高覆盖 胶 的 耐 灼烧 性 ,以此来保 护 带体 ,另外 覆盖胶表 面形成炭化 层 后 ,在 带 子 经 过 辊 筒 的 过 程 中 ,由 于 带 体 的 弯 曲 , 会 使 炭化层形 成很小的 微细裂口 , 这 样 还可以起 到 一 定 的 散 热作用 , 所以 覆盖胶配 方中要添加 高温结炭剂 ; 常用 的 结 炭 剂 有 季 戊 四 醇 、 PNC-6、 IFR 等 , PNC 和 IFR 属 于 膨 胀 型 阻 燃 剂 ,其 分 子 共 同 存 在 酸 源 、炭 源 和 气 体 , 在 高温下 产生 致密的微孔 炭化层结构 。 ④硫 化 体 系 :采 用 硫 黄 给 予 体 及 适 量 促 进 剂 并 用 的 有 效 硫 化 体 系 , 使 硫 化 胶 形 成 大 量 单 硫 键 和 双 硫 键 的交 联结构 ,保证 覆盖胶具 有良好的耐 热性能 , 在 此 选 用 常 见 的 二 硫 化 四 甲 基 秋 兰 姆 (TMTD)和 二 硫 化 二 吗 啡 啉 (DTDM) 以 及 适 量 促 进 剂 并 用 , 该 并 用 的 特 点 是 能达 到单硫键和 双硫键的比 例要求 , 焦 烧、 硫化 特性 变 化范围宽 , 易 加工 。 (2)覆盖胶配方 及性能 70;阻燃剂 40;结炭 剂 20;促进剂 4.0。 覆盖胶 硫化性能(150℃×20min)拉伸强度:14.5MPa, 伸长率:514%,硬度:65 度, 磨耗(DIN):210mm 3 有 燃 :小 于 60s 灼烧 深度 :0.14mm,灼烧 直 径 : 25mm,硫 化 仪 曲 线,灼 烧后试样图 见图 2。 3.贴胶及过渡 胶配方 设计 贴胶与骨架 材料直接接 触 , 在输送带 中起 粘 合 、 隔 离、 缓冲和增 强 刚韧性 的作用 ,贴胶 与骨架材 料 要 有 良 好的 粘合性能 ,易 于渗入织 物内部 , 更需 要与织 物 有 化 学的结合 。 耐 灼 烧 输 送 带 还 要 求 贴 胶 具 有 较 好 高 温 粘 合 强 度, 通过预埋 热电偶测 试 盖 胶 8mm 左 右 的 耐 灼 烧 带 ,365bet, 在 800℃ 铁 球 灼 烧 试 验 时 , 其 传 到 带 芯 内 部 的 温 度 约 140℃, 因 此 选 择 150℃为 耐 灼 烧 输 送 带 高 温 粘 合 试 验 温度 ,GB/T 20021-2005 标准中要求 粘 合 强 度 平 均 值 大 于等 于 2.1N/mm,最低值大 于等于 1.6N/mm。 过渡胶同覆 盖胶和贴胶 接触 , 即 要求 生 产 过 程 中 将贴胶和覆 盖胶牢牢 的粘合在一 起 , 又要求 硫 化 后 输 送带 常温和热状 态粘合强 度符合标准 要求 , 验确定了 适宜的贴胶 和过渡胶 配方 ,见表 1。 经 多 次 试 经过试验确 定 的 覆 盖 胶 配 方 为 : SBR1502 100; 活 表 1 贴胶过渡胶配方及性能 性 剂 (氧化锌 、 硬 脂酸 ) 9.0; 防老剂 5.0; 补强剂 填 充 剂 可 塑 度 拉 伸 强 度 拉 断 伸 长 率/% 邵 尔 A 型 硬 度/度 0.42 12.0 600 55 0.35 11.0 580 56 盖 与 布 布 与 布 平 均 值/最 小 值 平 均 值/最 小 值 常 温 13.8/13.0 13.0/12.2 粘 合 性 能 150℃ 盖 与 布 平 均 值/最 小 值 平 均 值/最 小 值 4.0/3.8 5.1/4.1 布 与 布 贴 胶 配 方 :NR 30, SBR1500 70, 活 性 剂 :7.0, 防 老 剂 : 6.0, 补 强 填 充 剂 : 65.0, 白 炭 黑 : 10.0, 软 化 剂 : 20.0, 粘 合 剂 : 6.0, 增 粘 剂 : 7.0, 硫 黄 : 2.0, 促 进 剂 : 2.2, 合计 : 225.2。 中国橡胶 47 项 目 类 别 贴 胶 过 渡 胶 图 为云南农垦选拔赛树桩 操作比赛现场 Ap p lie d Te ch n o lo g y 应用技术 过渡胶配方:NR 20, SBR1500 80, 活性剂 7.0 , 防 红 火 , 测 试 温 度 在 400℃~500℃ , 试 用 前 期 , 输 送 带 表 面 局 部 炭 化 ,炭 化 层 致 密 而 整 齐 ; 到 中 期 最 初 形 成 的 炭 化 层 被 物 料 磨 损 , 覆 盖 胶 形 成 新 的 炭 化 层 ,带 体 变 薄 ; 到 后 期 覆 盖 胶 全 部 磨 掉 , 裸 露 带 芯 , 直 至 带 体 烧 穿 ,使 用 寿 命 达 到 普 通 耐 热 输 送 带 两 倍 以 上 , 满 足 了 用 户 的 使 用 要 求 。 输送带耐高 温性能良好 , 带体运行平 稳 , 使 用 过 程 中不脱层 、 不 变形 , 使用 寿命长 , 减少 了换带次数 。 老 剂 补 强 填 充 剂 白 炭 黑 增 粘 剂 4.5,65.0, 10.0, 12.0, 软化剂 15.0, 硫黄 1.5, 促进剂 1.4, 合计:216.4。 四、产品性能及应用情况 笔者所在 公 司为一家大 型钢厂烧结 工段试 制 了 一 条 耐 灼 烧 输 送 带 ,规 格 为 EP300 10007(8+2) 198 米 , 检 测 结果见表 2,该 输送带所运 输的块 状物 料多数都 带有 表 2 耐灼烧输送带性能测试结果 五、 总结 1.采用高模低 缩帆布制作 的耐灼烧输 送带 , 带 体 尺 寸 稳 定 性 较 好 ,耐 热 性 能 优 良 , 且 该 帆 布 价 格 适 中 , 是 耐 热 、 耐 灼 烧 输 送 带 骨 架 材 料 的 理 想 选择 。 2.采 用 使 覆 盖 胶 高 温 炭 化 形 成 隔 热 炭 化 层 这 一 设 计 思 路 制 作 耐 灼 烧 输 送 带 是 可 行 的 , 炭 化 层 可 以 提 高 覆 盖 胶 的 抗 灼 烧 能 力 ,保 护 带 体 , 延长了 输送带的使 用寿命 。 3.耐 灼 烧 输 送 带 的 机 械 性 能 达 到 并 超 过 了 GB/T 20021-2005 标 准 要 求 , 在 400℃~600℃ 苛 刻 的 输 送 条 件 下 ,使 用 寿 命 可 提 高 两 倍 以 上 , 覆 盖 层 性 能 拉 伸 强 度/MPa 拉 断 伸 长 率/% 磨 耗 量/mm 3 邵 尔 A 型 硬 度/度 密 度/g·m -3 测 试 温 度 布层间全部试样平均值 布层间全部试样最低值 上覆盖胶与带芯间全部试样平 均值 上覆盖胶与带芯间全部试样最低值 下覆盖胶与带芯间全部试样平均值 下 覆盖胶与带芯间全部试样最低值 有 燃/S 灼 烧 深 度/mm 14.3 405 214 65 1.35 150℃ 5.1 4.1 4.0 3.8 3.2 2.8 层 间 粘 合 强 度 /N·mm -1 常 温 13.6 11.2 16.8 16.2 8.1 7.4 安 全 性 能 灼 烧 性 能 25.1/20.3 0.1 具有可 观 的经济和 社会效益 。 第三届全国割胶工技能大赛 云南赛区选拔赛在景洪闭幕 全 国 第 三 届 割 胶 工 技 能 大 赛 云 南农 垦 选 拔 赛 前 不 久 在 云 南 景 洪 市 落下帷幕。 此次选拔赛是云南农垦 39 个农 场属地 管 理 后 的 首 次 割 胶 工 技 能 大 赛, 各 参 赛 单 位 高 度 重 视 , 通 过 组 织 技能比赛、选拔赛等多种形式开展比 赛选拔活动, 并组织选手赛前培训、 集 训。 竞 赛 分 理 论 知 识 、 磨 胶 刀 、 树 桩 操作三个项目进行, 分别占 20 分、10 分、90 分。 参赛的 24 支代表队、36 名选手通过激 烈角逐,决出一 等奖 1 名, 二等奖 3 名, 三等 奖 5 名。(陈国祥) 48 中国橡胶 R 项 目 指 标