19/07/2013

Trong khai thác mỏ, băng tải xích được sử dụng phổ biến. Hầu hết các lò chợ tại Mỹ đều sử dụng loại xích 42mm trên các băng tải bọc thép AFC (Armored Face Conveyor), trong khi ở nhiều nước sử dụng loại xích 48mm hoặc 52mm. Loại xích có đường kính lớn hơn thường là có tuổi thọ cao hơn. Thông thường, sau khi  vận chuyển được 11 triệu tấn than với loại đường kính 48mm và 20 triệu tấn than với loại đường kính 52mm, xích mới phải thay thế. Những loại xích cỡ lớn này có chi phí cao, tuy nhiên có thể tiến hành khai thác toàn bộ một hoặc hai khoảnh mà không phải dừng máy do sự cố đứt xích. Tuy nhiên, trong khi sử dụng, xích có thể bị đứt do các nguyên nhân như công tác điều khiển, sử dụng sai, không giám sát hoặc do điều kiện môi trường dẫn đến các vết nứt xích do ăn mòn hay do ứng suất (SCC – Stress Corrosion Cracking). Trong trường hợp đó, thợ vận hành buộc phải dừng máy để sửa chữa, gây tăng thêm chi phí sản xuất. Như vậy, vấn đề đặt ra là cần đặc biệt quan tâm đến điều kiện vận hành xích băng tải  cũng như sự lựa chọn ban đầu.
Xử lý nhiệt có thể nâng cao độ bền xích, giảm bớt độ giòn, giảm ứng suất trong, nâng cao sức chống mòn và tăng cường khả năng gia công của xích. Mục đích của việc xử lý nhiệt là nhằm đạt được mức cân bằng trong các đặc tính kim loại, phù hợp nhất với chức năng sử dụng. Xích được tôi cứng ở các mức độ khác nhau là một trong những kỹ thuật phức tạp giúp cho chỗ lồi ra của mắt xích trở lên cứng vững, chịu được sự mài mòn khi chuyển động.    
Độ cứng chỉ ra khả năng chống mài mòn và được biểu hiện bằng chỉ số độ cứng Brinell (HB) hoặc chỉ số độ cứng Vicker (HV). Thang đo độ cứng HV có phổ lớn và chính xác, với tỷ lệ độ cứng hợp lý, từ mềm dẻo nhất đến cứng nhất. Đối với các giá trị độ cứng thấp, đến mức đo 300, thì các giá trị đo theo thang đo HB hoặc HV đều giống nhau, tuy nhiên, với các giá trị cao hơn thì các kết quả đo theo thang HB lại thấp hơn do sự biến dạng của mũi nung máy thử độ cứng.  
Sự thử va đập Charby (The Charpy Impact Test) là một phương pháp đo độ cứng của vật liệu. Mắt xích được cắt rãnh tại điểm hàn và được đặt vào đường đi của một con lắc đang dao động, năng lượng cần thiết để làm gãy mẫu được đo bằng sự tắt dần của biên độ con lắc.
Sau mỗi lô hàng, hầu hết các nhà sản xuất đều lưu lại vài mét xích cho công tác kiểm tra tới hạn và các kết quả kiểm tra cùng với giấy chứng nhận sẽ được cung cấp cho khách hàng cùng với sản phẩm xích.
1. Xích tối ưu
Là loại xích có đầy đủ các đặc tính sau đây:
• Có độ bền kéo cao hơn;
• Độ chịu mòn cao;
• Có khả năng chống lại sự phá hủy bánh răng xích;
• Chịu được sự lão hóa của thép chế tạo;
• Tăng cường độ cứng chắc;
• Thời hạn sử dụng tăng cao;
• Chống lại SCC.
Tuy nhiên, không có một giải pháp nào hoàn hảo cả. Giới hạn đàn hồi cao sẽ dẫn đến ứng suất dư cao, nếu kết hợp với độ cứng cao sẽ nâng cao được sức chịu mòn đồng thời cũng giảm độ bền và sức kháng ăn mòn do ứng suất.
         Các nhà sản xuất luôn nỗ lực trong việc tạo ra các sản phẩm xích có tuổi thọ cao và có khả năng làm việc trong môi trường phức tạp. Một vài nhà sản xuất đã tiến hành mạ điện xích nhằm đối phó với môi trường ăn mòn. Một lựa chọn khác là sử dụng loại xích COR-X được làm từ hợp kim vanadi, niken, crôm và molipden có khả năng chống lại SCC. Đây là một giải pháp công nghệ do các đặc tính chống ăn mòn do ứng suất của xích không thay đổi ngay cả khi xích bị mài mòn. Các thử nghiệm đã cho thấy lực làm việc của xích COR-X tăng 10%, khả năng chống va đập tăng 40% và sức kháng đối với SCC tăng 350% so với loại xích thông thường (tiêu chuẩn DIN 22252).        
2. Đảo xích để kéo dài thời gian sử dụng 
Nguyên nhân chính dẫn đến sự mòn xích là quá trình chuyển động của mỗi mắt xích thẳng đứng xoay quanh mắt xích nằm ngang liền kề khi vào và ra khỏi bánh răng xích. Điều này cũng làm cho một bên mặt của các mắt xích bị mòn hơn do chúng xoay qua bánh răng xích, vì vậy, một trong biện pháp hữu hiệu nhất để kéo dài tuổi thọ của một xích đã sử dụng là xoay hoặc đảo chiều xích 1800. Cách này giúp tận dụng hiệu quả bề mặt của xích không bị ăn mòn, kéo dài thời gian sử dụng.  
Do nhiều nguyên nhân mà bề mặt của băng tải không bằng phẳng dẫn đến hai dây xích mòn không đều và có độ kéo giãn khác nhau, khiến cho các giá kéo trên băng không khớp hoặc lệch bước răng khi chuyển động xung quanh bánh răng xích. Điều này cũng khiến cho một trong hai dây xích bị chùng, gây ảnh hưởng trong vận hành, làm xích bị mòn quá mức có khả năng dẫn đến hư hỏng các bánh.
3- Hệ thống kéo căng xích
Cần thiết phải có hệ thống căng xích và chương trình bảo dưỡng xích nhằm đảm bảo sau khi lắp đặt có thể kiểm soát được tốc độ mòn và độ giãn của cả hai dây xích. 
Thông thường, nhân viên bảo dưỡng sẽ tiến hành đo độ mòn và sức căng của xích, thay thế xích khi bị mòn quá 3%. Để xác định đúng mức độ mòn của xích cần lưu ý rằng với một gương lò chợ 200m, mức độ mòn 3% cần được hiểu là chiều dài mỗi dây xích tăng thêm 12m. Ngoài ra, nhân viên bảo dưỡng cũng cần thường xuyên kiểm tra các bánh răng xích, hộp số, mức dầu nhớt và độ chặt khít của các bu lông. 
Hiện có các phương pháp tính toán mức độ căng trước hợp lý cho phép cung cấp các giá trị ban đầu. Tuy nhiên, phương pháp đáng tin cậy nhất là quan sát xích khi nó rời khỏi bánh răng khi AFC đang hoạt động với tải trọng lớn nhất. Khi đó có thể thấy được độ chùng nhỏ nhất của cả hai dây xích khi chúng tách khỏi bánh răng. Khi hiện tượng này xuất hiện, cần thiết phải đo mức căng trước, ghi chép và điều chỉnh. Cần thường xuyên cập nhật các chỉ số căng trước và số lượng các mắt xích cần thay thế. Điều này giúp cảnh báo sớm tốc độ mòn quá mức của xích. Các giá kéo bị cong cần được nắn thẳng hoặc thay thế, tránh gây sự cố tuột thanh gạt ra khỏi máng đáy băng, xích văng khỏi bánh răng gây hư hỏng bánh răng, xích và thanh gạt.    
4. Kiểm soát xích trong quá trình lắp đặt
Trong quá trình lắp đặt cần chú ý đến tuyến gương lò. Tuyến gương bị lệch rất có khả năng dẫn đến sự căng trước khác nhau giữa hai dây xích trên băng làm chúng bị mòn không đều. Hiện tượng này thường xảy ra tại những gương mới đưa vào khai thác vì xích phải chạy lượn vòng trong giai đoạn xén gương. 
Thực tế cho thấy, một gương lò chợ dài 30m sử dụng băng tải xích AFC sẽ có khoảng 4000 mắt xích mỗi bên. Phần kim loại bị mòn nhất trong mỗi mắt xích là ở hai đầu . Như vậy là dây xích sẽ có 8000 điểm mà kim loại bị bào mòn khi chuyển động làm việc. Theo đó, khi mỗi điểm bị mòn 1 phần ngàn insơ (2,54cm) thì dây xích sẽ dài thêm 8 insơ (20,32cm). Chỉ một khác biệt nhỏ trong tốc độ mòn của hai dây xích (bên tuyến gương và bên đã khai thác) sẽ dẫn đến sức căng không đều, làm độ dài của chúng khác nhau.
Như vậy, để đảm bảo nâng cao tuổi thọ của xích sử dụng trên băng tải bọc thép AFC cần quan tâm đến độ mòn cho phép của xích, tiến hành thay xích khi độ mòn vượt quá 3%, tránh gây sự cố cho thiết bị và phải dừng máy ngoài ý muốn./.
Nguyễn Trung
Biên dịch theo COALAGE số 4/2012