井工煤礦綜采工作面采煤機截齒是易耗品，特別是面對硬度較高的結(jié)核或夾矸層時，消耗量加大，導致生產(chǎn)成本增高。本期能源科技成果轉(zhuǎn)化服務平臺推薦的《無火花合金護基自旋截齒的研制》，介紹了一款適用于硬巖的采煤機截齒，通過優(yōu)化設計，截齒體合金附近熔覆無火花耐磨層，設計有自旋斜槽。經(jīng)實際應用表明，效果良好。
項目背景
某礦十三層煤約為1600mm高，煤中存在有300～400mm不規(guī)則的夾矸，其中夾矸含有硬度較高的硫化亞鐵結(jié)核硬度極高。建井以來一直采用炮采產(chǎn)量不高，安全性無保障。隨著機械化程度的提高，為推行綜合機械化作業(yè)，決定使用大功率采煤機。經(jīng)多次對滾筒改進，大功率采煤機基本上運行較好。但由于高硬度硫化結(jié)核的存在，截齒質(zhì)量嚴重制約著正常的采煤，不到一百米長的工作面，每采進一刀，要損壞截齒50把，截齒損壞率達到50%，按每把245元計，截齒成本為1.2萬元左右。后采用幾家進口截齒試驗，只有一家基本滿足要求，但價格昂貴，每把860元左右，每進一刀要消耗截齒12把左右，成本近萬元，雖然省去了換截齒的時間，但成本還是較高。針對上述情況，某機械有限公司組織技術(shù)人員，結(jié)合該公司原生產(chǎn)熔覆截齒及耐磨修復的經(jīng)驗，與相關院校合作，研究出“無火花合金護基自旋截齒”產(chǎn)品，很好的解決了截齒質(zhì)量難題。
研究內(nèi)容
1、原因分析通過對國外截齒合金、截齒基體的熱處理組織、釬焊工藝進行認真的分析和研究，并對井下截齒的使用條件進行分析和研究，分析出原有截齒主要損壞的原因：一是合金硬度高、脆，碰到硬度較高的結(jié)構(gòu)后粉碎；二是基體磨損嚴重，合金不能充分發(fā)揮作用；三是結(jié)構(gòu)受力不合理。
2、技術(shù)改進方案(1)在合金外形結(jié)構(gòu)上，采用某機械有限公司的合金護基截齒專利，采用等同于進口截齒合金原成分的原料制作合金；(2)改進釬焊工藝，采用國內(nèi)先進的熱處理工藝。
3、技術(shù)特點(1)硬質(zhì)合金采用專利合金配方，采用國內(nèi)知名合金廠家獨特工藝生產(chǎn)；(2)合金結(jié)構(gòu)采用專利技術(shù)臺階式合金或錐臺式合金；(3)合金護基附近熔覆無火花耐磨層，即采用等離子熔覆截齒堆焊專用設備將無火花耐磨粉末熔覆到基體上；(4)對磨損處的受力情況進行計算分析并優(yōu)化了設計，使受力和耐磨得到最大合理化；(5)基體設計有自旋斜槽，在工作中截齒能自行旋轉(zhuǎn)使截齒磨損均勻；(6)在熱處理上，硬度、組織接近國外截齒水平。
應用效果為檢驗產(chǎn)品效果，在某煤礦采煤工作面將該產(chǎn)品與原使用的進口截齒進行了10天的工業(yè)性對比試驗。該工作面是復雜結(jié)構(gòu)煤層，煤層厚度0.37(0.3)0.7(0.01)0.07 m，中夾1-2層夾石，中間一層穩(wěn)定，厚0.30 m左右，巖性為較堅硬的炭質(zhì)石英砂巖(f7～f9左右)，其余為層狀硫鐵礦夾石(f8～f11左右)，不穩(wěn)定，工作面含夾石煤厚1.4～1.7m，平均1.45米。純煤厚度1.1～1.4 m，平均1.2 m。工作面東西走向長654～730米，平均692米，南北傾斜寬252米，傾斜面積147356m2。
由于采用了新工藝，“無火花合金護基自旋截齒”在性能上完全達到了進口截齒水平，同時價格大幅降低，大大降低了開采成本，減少了更換截齒的工作量，從而大幅度提升了開采效率及經(jīng)濟效益。該產(chǎn)品具有極好的推廣應用前景。
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