[發明專利]一種提高支護鋼支架強度的方法

無效

• 申請號: 200910128333.1
• 申請日: 2009-03-27
• 公開（公告）號: CN101519718A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 王世森;鄭克傳;馮萬良
• 申請（專利權）人: 王世森;鄭克傳;馮萬良
• 主分類號: C21D9/44
• 分類號: C21D9/44;C21D1/18;C21D1/28;B23K11/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域：

本發明涉及煤礦支護支架，更確切地說涉及提高鋼支架強度的方法。

背景技術：

隨著礦井開采深度的增加，礦山壓力顯現愈來愈嚴重，礦井巷道支護難度加大。無論是煤巷還是巖巷頂、底、幫來壓后變形十分嚴重，巖巷要臥底，煤巷則要邊掘邊修，巷道維修量極大。由于礦壓較大，現在經常使用的U型鋼、工字鋼支架，井下服務時間較短，且報廢較多，一般都按照廢舊鋼材處理，造成很大的浪費。

現用的鋼支架本身也存在一些問題。以U型鋼支架為例：冷壓成型，強度損失大；成型質量差；力學性能差等。傳統的U型鋼加工，在生產工藝上也存在著很大的不足，一般是先調質，后成型，成型過程中不僅需要較大的動力而且對調質U型鋼的機械性能有很大程度的降低，因為調質U型鋼的彈性模量較大，成型后反彈量大造成支架的一致性差，要反復進行調整才能達到設計尺寸，那么，對尺寸的調整同時也是對材料的反復破壞，很難達到預期的效果。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種提高支護鋼支架強度的方法，大幅度提高鋼支架的下屈服強度、抗拉強度等指標，滿足礦區井下支護安全要求，提高支護能力，延長巷道使用壽命，減少巷道維修量。

本發明所述的方法，包括下料、轉運、質量檢測等，其特征在于包括以下步驟：

1、成型：根據用戶的要求，加工提供相應規格的鋼支架。

2、正火：根據鋼支架的材料、規格和中頻感應圈的輸出功率進行走速和溫度匹配，鋼支架加熱的溫度維持在1250--1300℃。

3、淬火：利用噴水裝置把鋼支架溫度降到60-75℃，降溫時間與加熱時間相匹配。

4、高溫回火：淬火后的工件送入回火爐進行回火處理，溫度控制在700-770℃，維持30min，自然冷卻。

所述的走速是指不同材料、規格的鋼支架在生產線上的行走速度，一般在500-800mm/min。

所述的鋼支架包括具有再加工價值和一定長度的廢舊U型鋼支架、廢舊工字鋼支架。

所述的鋼支架還包括從原料直接加工的新U型鋼支架、新工字鋼支架。

對于廢舊U型鋼支架、廢舊工字鋼支架，所述的成型還包括修復，即進行整形處理，使其符合規格要求。

對于廢舊U型鋼支架、廢舊工字鋼支架，所述的成型還包括把達不到規格尺寸要求的廢舊U型鋼支架、廢舊工字鋼支架采用閃光對接工藝焊接。

有益效果：

采用本發明所述的先成型、后調質的方法，可大大提高支護鋼支架的機械強度，如抗拉強度，特別是可以使廢舊U型鋼支架、廢舊工字鋼支架達到新U型鋼支架、工字鋼支架的支護能力，經過調質處理可使舊支架的抗拉強度提高30％以上，或使低型號支護鋼支架可代替高型號支護鋼支架，降低煤礦巷道維修率，節約鋼支架的支護成本，具有顯著的經濟效益。

具體實施方式

實施例1廢舊U型鋼支架提高強度的方法

以下選用了兩種廢舊U型鋼支架進行實驗：一種為型號29u、牌號16Mnk，一種為型號25u、牌號20Mnk，工藝步驟相同。

工藝流程：

1、修復：利用壓力機和調直模具對廢舊U型鋼支架進行整形處理，使其達到規格要求。

2、焊接：如果上述修復后的廢舊U型鋼支架達到規格尺寸要求，則不需要進行焊接，直接進入下一步工藝；如果達不到規格尺寸要求，則利用閃光對接機采用閃光對接工藝進行焊接，再按照要求的規格尺寸下料成型。焊接后對焊縫進行去毛刺處理，保證焊接件焊縫美觀和便于焊縫的質量檢查。

3、正火：利用中頻感應圈把符合規格尺寸要求的鋼支架加熱到1250--1300℃；中頻變壓器輸出功率為350KVA時，對于29u廢舊U型鋼支架，均勻走速為600mm/min；對于25u的均勻走速則為750mm/min。

4、淬火：利用噴水裝置把鋼支架溫度降到65-75℃。

5、高溫回火：把淬火后的工件送入回火爐進行回火處理，溫度控制在700-770℃，維持30min，自然冷卻。

6、質量檢驗：包括外觀檢驗和批次檢驗。

外觀檢驗主要指檢驗焊縫毛刺，除銹，兩端鋸口等。

機械性能的批次檢驗結果，舉例如下：

這樣，經過修復、焊接、調質、淬火、回火后，產品的下屈服強度、抗拉強度指標得到很大的提高，伸長率符合技術標準，完全能夠達到淮北礦業集團公司《煤礦用型鋼可縮性支架企業標準》(Q/HBKJ012-2008)的要求，可全面替代新U型鋼。