用于提高带式烧结炉的输送带的耐疲劳性的方法及输送带的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于提高带式烧结炉的输送带的耐疲劳性的方法。此外，本发明还涉及一种带式烧结炉的输送带。
【背景技术】
[0002]连续带式烧结用来在使精矿粉末球团化之后聚结球团，改善球团的强度和活性。
[0003]作为带式烧结技术的例子，可能要提到带式烧结炉，所述带式烧结炉用于生产铬铁，并且其被分成数个顺序区域，在这些区域的每一个中存在不同的温度条件。带式烧结设备包括输送带，所述输送带为穿孔钢带。所述输送带作为环带绕两个偏转辊输送。在炉的前端，湿的生球团被进给到钢带上以形成球团床层。钢带输送该球团床层通过炉的干燥区域、加热区域和烧结区域并到达稳定区域或平衡区域，然后，球团床层进一步行进穿过顺序冷却区域。在穿过冷却区域后，烧结球团在尾部离开带式烧结设备。
[0004]正如文献WO 01/55659A1和WO 2009/022059A1中所公开的那样，带式烧结炉的输送带由通过焊缝顺序地相互焊接的多个矩形钢板元件形成。每个板元件包括多个孔，所述多个孔布置成多个穿孔组，以使得用于烧结工艺中的气体能够流过。
[0005]在运行期间，输送带经受静载荷和动载荷、腐蚀环境和高温。动载荷即疲劳载荷导致损坏，该损坏通常限制了输送带的使用寿命。当输送带绕偏转辊旋转时，产生周期性载荷(疲劳载荷)。因为这些穿孔充当了应力集中部，所以通常引发疲劳裂缝并开始生长。这导致损坏，尤其是在穿孔区域上导致损坏。当材料经受反复的加载和卸载并且加载循环的至少一部分是拉伸的时候，出现疲劳。如果载荷超过某一阈值，则将开始在表面上形成微观裂缝。最终，裂缝将达到一临界尺寸，结构会突然断裂。影响疲劳寿命的与载荷有关的因素为例如应力幅度和平均应力。当裂缝表面被撕开并且裂缝能够发展下去时，载荷循环的拉伸部分将导致疲劳。
[0006]输送带通过焊接制成。焊缝在周期性加载结构中是有问题的，因为焊缝改变了局部几何形状，因而充当了应力集中部。另外，还产生了残余拉应力，焊缝微观结构可能不会获得基础材料的性能。
[0007]目前的修复方法是将补片焊接到裂缝区域上，但是这只能暂时有帮助，因为修复焊接削弱了周围材料的性能，并由于加热不均匀而导致扭曲。因此，输送带不得不丢弃并替换，这限制了输送带的使用寿命。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是消除上面提到的缺点。
[0009]尤其是，本发明的目的是提供一种可以提高输送带的耐疲劳性的方法。
[0010]进一步地，本发明的目的是提供一种具有延长的疲劳寿命和更长的使用寿命的输送带。
[0011]进一步地，本发明的目的是提供一种可以利用低品质(且低成本)的不锈钢合金实现改善的疲劳寿命的输送带。
[0012]进一步地，本发明的目的是提供一种可以改善输送带材料的屈服应力的方法，所述方法可以减轻局部屈服带来的问题。
[0013]进一步地，本发明的目的是提供一种可以用于制造时的新输送带并且也可以用于已经在使用的已有输送带的方法。
[0014]依照本发明的一方面，本发明提供了一种用于提高带式烧结炉的输送带的耐疲劳性的方法。所述输送带由通过焊缝顺序地相互焊接的多个矩形钢板元件形成，每个板元件包括多个孔，所述多个孔布置成多个穿孔组，以使得用于烧结工艺中的气体能够流过。依照本发明，所述输送带被处理成在输送带的至少在对疲劳破损敏感的关键区域的表面上产生残余压应力。
[0015]依照本发明的另一个方面，本发明提供了一种带式烧结炉的输送带。所述输送带由通过焊缝顺序地相互焊接的多个矩形钢板元件形成，每个板元件包括多个孔，所述多个孔布置成多个穿孔组，以使得用于烧结工艺中的气体能够流过。所述输送带包括在输送带的至少在对疲劳破损敏感的关键区域的表面上的残余压应力。
[0016]本发明使得可以防止运输带中的疲劳失效，从而延长其疲劳寿命。进一步地，本发明使得可以使用低品质(且低成本)的不锈钢合金用于输送带的材料，且仍能取得长的疲劳寿命。进一步地，本发明的优点在于，本发明可以改善输送带材料的屈服应力，这可以减轻局部屈服带来的问题。本发明的方法可以应用到与制造流程相关的新制造的输送带上。本发明同样可以应用到已经在使用的输送带上，以延长这类输送带的疲劳寿命。
[0017]在本发明的一个实施例中，在所述方法中，所述输送带被处理成在输送带的在穿孔组区域的表面上产生残余压应力。
[0018]在本发明的一个实施例中，在所述方法中，所述输送带被处理成在输送带的在焊缝区域的表面上产生残余压应力。
[0019]在本发明的一个实施例中，在所述方法中，所述输送带的外侧上的表面在运行时反复经受拉应力，该表面被处理成在输送带的外侧上产生残余压应力。
[0020]在本发明的一个实施例中，在所述方法中，所述输送带的两侧的表面被处理成在输送带的两侧产生残余压应力。
[0021]在本发明的一个实施例中，在所述方法中，所述输送带被处理成大体上只在穿孔组区域和焊缝区域上产生残余压应力，而输送带的其他区域未被处理。
[0022]在本发明的一个实施例中，在所述方法中，用以产生残余压应力的处理选自包括喷丸强化、超声波锤击、激光冲击强化的处理工艺组。喷丸强化是众所周知的用来产生残余压应力层和改变金属的机械性能的冷加工工艺。它需要用弹丸(圆形的金属、玻璃、或陶瓷颗粒)以足够产生塑性变形的力撞击表面。该塑性变形在强化表面上引起残余压应力以及在内部引起较小幅度的拉应力。表面压应力给金属疲劳和某种形式的应力腐蚀开裂提供抵抗性。表面上的拉应力会带来问题，因为裂缝往往在表面上开始。类似于加工硬化，超声波锤击是众所周知的冶金加工技术，其中，超声波能量施加于金属物体。超声波处理可以引起可控残余压应力、晶粒细化和粒度减小，提高低周期性和高周期性疲劳抵抗性。此外，激光冲击强化是利用强的激光硬化或强化金属的工艺。激光强化可以在表面上赋予残余压应力层，该残余压应力层比用传统喷丸强化处理可得到的残余压应力层深四倍。
[0023]在本发明的一个实施例中，在所述方法中，所述输送带以展平的形式被处理成产生所述残余压应力。在处理后，输送带的自由端由安装焊缝焊接在一起而使输送带形成环带形式。然后，安装焊缝被处理成在安装焊缝区域产生残余压应力。
[0024]在本发明的一个实施例中，所述输送带包括在输送带的在穿孔组区域的表面上的残余压应力。
[0025]在本发明的一个实施例中，所述输送带包括在输送带的在焊缝区域的表面上的残余压应力。
[0026]在本发明的一个实施例中，所述输送带的材料选自不锈钢品种，包括:铁素体铬合金不锈钢，奥氏体-马氏体沉淀硬化不锈钢，奥氏体不锈钢，奥氏体-铁素体双相不锈钢。
[0027]在本发明的一个实施例中，每个板元件包括:沿所述输送带的侧向方向的两个长边缘，所述两个长边缘彼此平行且彼此间隔开，类似的相邻第二板元件的长边缘连接于每个长边缘；和沿所述输送带的纵向方向的两个短边缘，所述两个短边缘彼此间隔开一段对应于输送带的宽度的距离。
[0028]在本发明的一个实施例中，穿孔组为矩形且长条形的，并且沿输送带的方向延伸，穿孔组彼此平行并由第一未穿孔区域彼此间隔开。
[0029]在本发明的一个实施例中，穿孔组被细分成由第二未穿孔区域彼此间隔开的多个穿孔子组。
【附图说明】
[0030]包含在本文中以提供对本发明的进一步理解并构成本说明书一部分的附图示出了本发明的实施例并与文字描述一起帮助解释本发明的原理。在附图中:
[0031]图1是依照本发明的输送带的实施例的一部分的俯视图；
[0032]图2显示了图1中的细节P ;
[0033]图3示意性地显示了被处理成包括在其表面上的残余压应力的输送带以