超硬材料网

　　一、前言
　　众所周知，我l玉l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（Ф2000～3500mm）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。
　　宜昌黑旋风锯业有限责任公司根据市场的需求，从2003年开始开发了Ф2300mm以上矿山锯片基体，经过几年的探索，现已能生产Ф3500mm规格大型圆锯片基体。
　　针对矿山切割的特点，黑旋风锯业有限责任公司主要有三方面技术突破：
　　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。
　　各种开采力式对比见下表。
　　各种开采方式对比表
　　指标项目 成本 (元／m3) 矿山成材率 (%) 荒料规整度 作业环境 污染情况
　　爆炸法 120 5～30 极差 极差 差
　　膨胀法 253 30～50 差 差 差
　　火焰切割法 300 30～50 差 差 差
　　锯片切割法 60 ≥90 平整、规整 好 好
　　五、使用要求
　　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≥100 1/min，Ф2800（或Ф3000）冷却水量≥160 1/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≤l000mm／min，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30～50mm／次内，Ф2800（或Ф3000）锯片控制在20～30mm／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。
　　宜昌黑旋风锯业有限责任公司 陈红成 潘天浩 李仁德 谭国庆