钎杆的使用寿命取决于钎钢和钎杆的内在质量、凿岩条件和使用技术3个方面。其中,内在质量具有决定意义。钎钢、钎杆的内在质量由几何结构参数、钢种、冶炼、铸锭开坯、轧制和制钎工艺所决定。以代表国际**水平的瑞典Sandvik和Secoroc公司产品为例,(1)几何结构参数:钎杆横截面,采用带中心孔的正六角形或圆形结构,其中小钎杆又同时采用在内孔壁加不锈钢内衬管的复合结构;钎杆名义直径系列为19,22,25,28,32,35,38,45,51mm;中空钢截面、带肩钎柄、钎梢或螺纹钎柄的几何结构与尺寸参数,按国际标准 IS0722-1991,IS0723-1991,IS01
718-1991,IS010207-1991,IS010208-1991和该公司的有关企业标准制造;(2)钢种:小钎杆采用中碳Cr-Ni-Mo系合金钢;大钎杆采用低碳Cr-Ni-Mo系合金钢;(3)冶炼:采用高纯净度的炉外精炼钢;(4)铸锭开坯:精钢连铸连轧咸圆坯;(5)轧制:采用带(或不带)不锈钢内衬管的“钻孔—带芯热轧法”,实行控制轧制和控制冷却;(6)制钎:带肩六角钎柄锥体连接小钎杆,采用中频加热、液压锻钎机带针锻造钎肩并精磨钎梢,钎柄、钎梢高频淬火热处理后,再经抛丸、校直和防腐处理;螺纹连接重型钎杆,采用中频加热、液压锻钎机镦粗钎柄、全自动仿形车床加工螺纹,井炉整体渗碳淬火,再经抛丸、校直、防腐处理。此外,钎杆寿命长短,还取决于凿岩条件的优劣、钎杆对凿岩条件的适应性,以及合理的钎杆使用技术。凿岩条件**是岩矿石的坚固性和磨蚀性大小,这决定于单轴抗压强度值、造岩矿物成分、岩矿石咸因(岩浆、沉积、变质)、赋存条件(风化、裂隙、含水等);其次是
凿岩机类型(内燃、电动、气动、液压),包括冲击功、冲击频率、冲锤应力波形特性、凿孔直径、凿孔方向等;再次是钎头质量,钎杆粗细、长短和钎头连接、拆卸方式,要求与岩性、机型作**佳匹配。钎杆的使用技术,是指正确的操作使用规范,必须有利于改善工人作业条件,充分发挥凿岩机具工作潜力,延长机具使用寿命,以实现高效、低耗凿岩。
综上所述,我国和世界凿岩钎杆工业统计**低平均寿命的新世纪攻关指标,以前述凿岩条件和典型的H22 X 108-2200mm x
7°锥体连接钎杆、T45-D45
x3660mm-T45螺纹连接钎杆作考核产品,建议分别确定为≥300m和≥3000m,即比现有技术达到的国际**水平提高1倍。这是一项十分艰巨的系统工程,将引发众多发明创造,并集合相关领域**新科技成就于一身才能完成任务。对我国钎钢钎具科技界和产业界来说,实现这一攻关目标可分两步走:第1步,吸收现有国内外先进技术,力争3—5a内完成对现有“热穿—热拔”、“热穿—热轧”和“铸管法”5i-Mn-Mo系中空钎钢的技术改造,走瑞典人采用Cr-Ni-Mo系精炼钢和“钻孔法”轧制工艺的道路,使国产H22/J、钎杆硬岩寿命稳定在150m以上,使国产D45重型钎杆硬岩寿命稳定在1500m以上,达到国际先进水平;第2步,在新世纪的头10年,建议由中国地质大学(武汉)掘进工程研究所、大冶钢厂钢铁研究所、中科院金属研究所、北京钢铁研究总院、贵阳钎钢研究所、长沙矿冶研究院、长沙矿山研究院、北京建井研究所、清华大学、东北大学、北京科技大学、西北工业大学以及湖北田野钎钢钎具有限责任公司、贵州三占钎具集团公司、山东三山集团凿岩钎具厂、贵阳钢厂、新抚钢厂、涟源钢厂等单位分工合作,并与各相关行业的科技专家联合攻关,实现硬岩寿命H22mm钎杆300m和D45重型钎杆3000m的攻关目标。初拟的攻关方向是:(1)以国内外市场为导向,改造旧企业。钎钢是承受苛刻高频动载的高难度、高科技工具,绝不同于承受静载的一般型材,不宜划归一般钢厂附带生产,而应以发展钎钢钎具工业为己任,以钎钢钎具质量、品种、服务为中心,按市场经济和股份制原则重新组建专业钎具公司,并聚集本行业的科技专家和优秀企业家来主司其事;(2)深入开展实用性的岩石破碎、钎钢和相关实用技术的科研工作。包括岩石
破碎机理;高效破岩新方法;钎杆受力及断裂机理;应用力学和仿生学原理探讨钎钢**佳断面几何结构参数和具有高耐磨性、高抗断阻力的复合型截面构造,以及**佳的钎杆连接方式和连接参数;新的钎钢钢种设计(在深刻揭示钎钢断裂和强化机理的基础上,充分利用Si、Nn、Cr、N1、Ho、N、V、稀土元素等有益合金元素的影响,寻求质优、价廉的新钢种)新的冶炼技术,例如具有高洁净度、超细晶粒、高均匀度的新一代超级钢和耐磨钢,使其抗拉强度提高到1500MPa以上;新的轧制工艺,例如进一步改进和完善瑞典平立辊交替布置的短应力轧机多道次“钻孔—带芯热轧法”,或更具性价比优势的“热穿孔—带芯热轧法”钎钢生产工艺;新的制钎工艺(加热、锻造、机加工、热处理、表面强化、脉:中磁处理、防腐技术)新的产品标志和包装技术等;(3)加强钎杆配套技术与机具的研究。包括加热、锻造、机加工、热处理、表面强化、打标、防腐、
包装设备;新型高效、低耗凿岩机和凿岩钎(钻)头;钎杆、钎(钻)头的正确连接、拆卸与合理修复、修磨技术(设备、机具与操作使用规范)等。
显然,长寿命冲击凿岩钎杆新世纪攻关目标的实现,将极大地增强人类征服岩石的实力,为我国和世界采掘等基础工业的现代化建设注入新的活力,并产生巨大的经济和社会效益。