国内外电铲钢丝绳的现状及发展方向
缑庆林
（咸阳石油钢管钢绳有限责任公司）
摘 要：概述国内外电铲钢丝绳生产、使用、研发方面的现状。在对国内外部分黑色、煤炭、有色矿山使用电铲情况调研基础上，重点陈述国内电铲钢丝绳的结构、规格、生产制造及研发现状、指出电铲钢丝绳的发展方向。
关键词：电铲 钢丝绳 现状 发展方向
1 电铲钢丝绳的结构特点
电铲钢丝绳适用于挖掘机，也可用于冲击负荷、受热和受挤压条件下工作的起重、提升和牵引等设备。电铲用钢丝绳系一族钢丝绳，包括提升绳、硼绳、悬挂绳、开斗绳。惯例撤电铲铲斗卷扬钢丝绳为电铲钢丝绳。电铲的工作能力很大程度上取决于电铲钢丝绳的实用性能和使用寿命。
YB（T）35-86标准规定：
电铲钢丝绳结构的特点：全线接触、钢芯、同向捻。电铲钢丝绳包括满充式结构钢丝绳，其标准记号为6XW（36）7×7。
国外电铲钢丝绳结构呈现出多样性：有全线接触结构、满充式结构、面线接触结构等。钢丝绳内部股与股有“△”型塑料，钢丝绳外表面包有一层耐磨塑料，使用中显示出较好的性能和较好的寿命。
2 美国钢公司对电铲钢丝绳的使用推荐
美国钢公司是世界上著名的钢丝绳生产企业，具有国际领先的钢丝绳产品生产制造技术和产品实物质量水准。
美国钢公司一贯倡导“合理择绳、善用钢绳”理念，并渐被国内外线材制品企业所认同。该公司的电铲钢丝绳为系列产品，根据不同的使用条件，向用户推介电铲钢丝绳。
2.1 提铲钢绳
≤25mm 6×Fi（25）L+1WRC
φ28、32mm 6×SFi（41）L+1WRC
φ35-57mm
φ60-70mm 6×SFi（49）L+1WRC
≥88mm 6×SFi（55）L+1WRC
2.2 铲满和缩回钢丝绳
≤57mm 6×SFi（41）L+1WRC
φ60-70mm 6×Fi（49）L+1WRC
2.3 拉铲挖土机
2.3.1 拉铲提升钢丝绳 6×Fi（25）L+1WRC
φ32-57mm 6×Fi（51）L+1WRC
φ60-70mm 6×SFi（49）L+1WRC
≥88mm 6×SFi（55）L+1WRC
2.3.2 拉铲钢丝绳 6×Fi（21）L+1WRC
3 P&H电铲用神钢钢线的D―卷扬钢绳
3.1 研发的宗旨
在露天矿上有很大型电铲在进行采掘工作，这些电铲上使用的卷扬钢丝绳因承受很大的载荷，如果采用一般的钢丝绳，就会引起严重的损耗，其使用寿命极为短促。
日本神钢钢线工业株式会社对适用这种用途的特殊钢丝绳进行了长时间的研究，开发出三角镇料钢丝绳，即塑料填料复合式钢丝绳。
三角填料钢丝绳除了做为神户制钢所生产的P&H电铲上的标准钢丝绳使用之外，在美国、加拿大、澳大利亚等国家的矿山上使用的电铲，也开始采用这种钢丝绳，收到良好的效果。
3.2 钢丝绳股的结构
3.3 三角填料钢丝绳的特点
耐冲击性、耐磨耗性、耐疲劳性、耐腐蚀性、高强度、安全性。
3.4 P&H电铲卷扬钢丝绳的结构规格
表1 P&H电铲卷扬钢丝绳的结构规格
| 电铲型号 | 结果 | 公称直径mm | 标准长度×根数/m |
| 1400 | DF7×7+6×WS（36）C/L | 42 | 58.0×1 |
| 1600 | DF7×7+6×WS（36）C/L | 44 | 61.0×1 |
| 1900AL | DF7×7+6×WS（36）C/L | 38 | 73.2×2 |
| 1900ALCL | DF7×7+6×WS（36）C/L | 38 | 75.6×2 |
| 1900ALCLXLR | DF7×7+6×WS（36）C/L | 38 | 118.9×2 |
| 2100BL（44ft） | DF7×7+6×WS（36）C/L | 44 | 79.3×2 |
| 2100BL（50ft） | DF7×7+6×WS（36）C/L | 44 | 82.9×2 |
| 2300XP | DF7×7+6×WS（36）C/L | 56 | 86.9×2 |
| 2800XP | DF7×7+6×WS（36）C/L | 56 | 100.6×2 |
3.5 钢丝绳结构的选择
铁矿、铜矿等金属矿的开采以及煤矿表面层剥离等项目作业，因工作条件比较严酷，所以应采用外层钢丝较粗的钢丝绳即使用Fi（29）或SW（36）结构钢丝绳。而采掘煤层较软的矿层应采用Fi（44）或SWS（49）等具有软结构的钢丝绳。
4 我国电铲钢丝绳技术标准的现状
我国电铲钢丝绳生产主要依据GB/T8918-1996及YB（T）35-86技术标准。
YB（T）35-86电铲钢丝绳技术标准参照ISO2232《一般用途钢丝绳用钢丝技术条件》及ISO3178《一般用途钢丝绳验收条件》制定。标准给出钢丝绳结构的特点、制绳用光面钢丝的弯曲、扭转次数等，但该标准未具体给出电铲钢丝绳的结构、规格及钢丝绳最小破断拉力。如实评述该标准不够完备，更类似于电铲钢丝绳用钢丝的技术条件标准。该标准的主要句局GB1102-74及YB829-79现已被替代。实际上，YB（T）35-86是一个内容残缺的标准。
根据电铲、挖掘机等专业需求，适时纳入计划重新修订YB（T）35-86技术用钢丝也是必要的，鞍标314-87满充式（A式）电铲用钢丝绳技术标准，具有一定的参考价值，应做为基础技术文件或重要的参考文献。
新修订的电铲钢丝绳技术标准还应纳入到进口电铲上已成熟使用的钢丝绳结构及规格，纳入国内电铲钢丝绳生产制造企业近期研发、投产的结构及规格。标准应对国内电铲钢丝绳生产制造，研究开发具有前瞻性、指导性。这样有利于我国线材制品行业与国际水平差距的不断缩小。
5 国内部分露天煤矿、有色、黑色矿山拥有电铲设备概况
笔者近期对国内外近26个露天煤矿、有色、黑色矿山进行了调研，获知国内目前使用的电铲主要类型有：
（1）太原重型机械厂、衡阳重型机械厂、阜新煤矿机械厂生产制造的WK-4、WK-7D、WK-10型电铲及WP-6型电铲。
（2）俄罗斯进口的8m3、12.5m3电铲。
（3）日本进口的10m3电铲。
（4）美国进口的2800XP、395B大巨型电铲。
平塑安太堡露天煤矿、霍林河每业集团有限责任公司、华能伊敏煤电有限责任公司、平庄煤业（集团）有限责任公司是我国煤炭行业电铲钢丝绳的主要使用单位。五大露天煤矿拥有电铲台数占煤炭行业总拥有量的30%，按铲斗容量累计计算占全国同行铲斗容量的43%。五大露天煤矿从美国、俄罗斯等国进口的电铲数量占企业自身拥有电铲总数量锝76%。
随着国内大型露天煤矿、冶金、有色金属、建材等现代化矿山的建设发展及本钢南芬露天矿、鞍钢齐大山铁矿、江西德兴铜矿、山西中条山铜矿等国内大型矿山企业技术改造的提速，将从国外引进日益渐多的大、巨型电铲。
6 国内电铲钢丝绳的用结构
受电铲、挖掘设计设计推荐，地质构造即使用条件和用户使用习惯等因素影响，国产及从俄罗斯、日本进口的铲斗容积≤12.5m3的电铲在用的钢丝绳主要结构有6×37+FC、6×37S+IWR。6×36SW+IWR等。
电铲钢丝绳要求结构紧密，钢丝绳断面填充系数大，整绳破断拉力值高，耐弯曲疲劳性能好，股结构稳定，抗挤压、耐冲击、钢丝绳柔软，操作方便等特点，通过大量的技术研究与科学试验，充分认识到混合式（SW）钢丝绳的特点，根据日本兴国钢丝绳厂关于6×29Fi+IWR、6×31SW+IWRC、6×36SW+IWRC、6×26SW+IWRC同规格钢丝绳疲劳试验断丝情况，国内线材制品企业推荐使用6×36SW+IWR和6×29Fi+IWR、6×25Fi+IWR等结构钢丝绳。
从国外进口的2800XP、395B大巨型电铲用扒杆硼绳及铲斗提升钢丝绳从美国钢公司等企业进口。钢丝绳主要结构为6T×49SW+7×7、6T×41SW+7×7、8×37S+IWR。钢丝绳内部股与股之间衬有“△”型塑料，钢绳外表面包有一层耐磨塑料。
平塑安太堡露天矿还用过从加拿大、日本进口的钢丝绳。其结构与上述结构大致相同，钢丝绳最小直径56mm，整绳破断拉力234t以上。
在采掘岩石、土、煤的工作条件下美国进口的虎牌6T×36SW+7×7―56mm钢丝绳的使用寿命为国产6×36SW+7×7―56mm钢丝绳用于挖掘岩石苛刻工作条件下最高使用寿命可提高到1．9―2倍。
近期国内电铲钢丝绳向着大直径、高强度、高疲劳性能和在冲击负荷、频繁反复变曲工作条件下，具有较高使用寿命的方向发展。大、巨型电铲提升钢丝绳需求量呈现出逐年窄幅增长的态势。仅内蒙准格尔能源有限责任公司、平朔安太堡露天煤矿、江西德兴铜矿、本钢南芬铁矿、上海宝钢、鞍钢齐大山铁矿、抚顺矿务局、伊敏煤电有限责任公司等企业每年即需求直径≥60mm电铲钢丝绳1000t左右。以股间填塑、外表面包塑产品为首选。这应成为国内生产
电铲钢丝绳的线材制品企业的开发产品水准提升的方向。
2001年内蒙准格尔能源有限责任公司使用美国“虎牌”电铲钢丝绳。使用过程中发生断丝，被迫提前更换，产品使用寿命大大低于平均水平的现象，公司曾向美方质疑。该公司每采掘1万t煤约需国产或进口电铲钢丝绳0．12t。
当前影响国产电铲钢丝绳替代进口产品试用的主要障碍是国内线材制品企业填塑包塑工艺不成熟，国内外产品实物质量及使用寿命上的较大差距。因而进口电铲钢丝绳的价格虽为国内产品的3―4倍。但综合钢丝绳的使用性能及寿命因素，现代化矿山依然首选进口电铲钢丝绳。
7 国内电铲钢丝绳生产制造、研发现状
我国电铲钢丝绳列入专项生产起步于60年代，90年代得到较快发展。被供需双方认同的全线接触结构电铲钢丝绳、满充式结构电铲钢丝绳类产品的生产一般需要技术性能良好的多工字轮设备捻制，生产过程中具有较大的技术难度。
目前国内鞍钢集团钢绳厂、湘钢集团公司钢丝绳厂、贵州钢绳(集团)有限责任公司、宁夏恒力钢丝绳股份有限公司、咸阳石油钢管钢绳有限责任公司等线材制品行业大型骨干企业具有生产制造和研究开发这类产品的能力。2001年我国电铲钢丝绳实际产量1500t。客观如实地评价我国直径≤60mm的电铲钢丝绳的实物质量水平和产品使用寿命水平已接近或达到国际同类产品的先进水平。
电铲钢丝绳是鞍钢集团钢绳厂的优势产品。该企业生产的电铲钢丝绳被大型有色、黑色矿山露天矿国产大型电铲列为主选产品。也曾两次获国家银质奖，又于1993年、1998年两次荣获冶金部实物质量达到国际先进水平的金杯奖。包塑电铲钢丝绳在黑色矿山试用，取得阶段性成果。
湘钢集团公司钢丝绳厂是国内较早生产制造、研究开发电铲钢丝绳的企业。可生产6×36SW+IWR结构40mm―50mm电铲钢丝绳。产品按整绳破断拉力试验结果交货。φ40mm电铲钢丝绳是矿山、冶金行业4m3电铲最理想的绳，在用户中享有信誉，两度荣获国家银奖。
贵州钢绳(集团)有限责任公司生产的电铲钢丝绳为PVC6×25Fi+IWR、CFRC6×36SW+IWR、CFRC6×19W+IWR等西鲁――瓦林吞式加金属绳芯线接触结构以及满充式、面接触等结构，采用股喷油、预张拉、涂塑等先进工艺、钢丝绳圆截面为钢丝面积比率大、强度高、耐磨损、抗冲击、耐疲劳性能好，用于各类矿山及建筑施工中的电铲、挖掘机等大型机械。该企业生产的6×36SW+IWR―60mm电铲钢丝绳曾随太原重型机械厂生产的WK―10B挖掘机出口东南亚地区。
宁夏恒力钢丝绳股份有限公司注重对主要用户的技术考察及国外样品的剖析研究，侧重于矿山采掘大型电铲提升用钢丝绳的生产。钢丝绳的主要结构、规格为：6T×36SW+IWR、φ53、58mm，6T×41SW+IWR、6TX
49SWS+IWR，φ58、60mm。生产的1670MPa级6T×41SW+IWR―58mm涂塑电铲钢丝绳交付首钢矿山公司做替代进口产品的试用。
咸阳石油钢管钢绳有限责任公司通过大量的技术研究和科学试验，推荐使用6×36SW+IWR，6×29Fi+IWR等结构钢丝绳。
咸阳石油钢管钢绳有限责任公司生产电铲钢丝绳的优势条件：
(1)采用宝钢、沙钢或进口的优质高速无扭控冷热轧线材。
(2)采用德国进口的爱拉斯康专用润滑油脂。
(3)采用投资400万元从加拿大钢丝绳公司引进的国外先进技术完成钢丝绳结构设计，实施生产全过程的有效技术控制。
(4)采用日本、德国等工业发达国家引进的技术先进的热处理――酸洗――磷化作业线、拉丝、捻股、成绳生产设备及大吨位的钢丝绳整绳破断拉力试验设备。
(5)按照IS09002要求，对产品制造全过程实施有效质量控制。
(6)与中钢集团金属制品研究院配合，做了大量不同结构钢丝绳疲劳试验，探讨综合提高钢丝绳使用性能与使用寿命的影响因素。
咸阳石油钢管钢绳有限责任公司生产的6×36SW+IWR―60mm电铲钢丝绳供霍林河煤业集团电铲使用，平均完成作业量40―50万m3，最高可达到60万m3，达到或超过了进口钢丝绳的水平。该企业生产的多种规格电铲钢丝绳在抚顺矿务局、伊敏煤电有限责任公司使用效果良好，订货量逐年增加，近期该企业生产的6×36SW+IWR―39．5mm电铲钢丝绳经过多企竞标、筛选，又被哈密煤业(集团)有限责任公司认可、中标、选购。
咸阳石油钢管钢绳有限责任公司注重供需双方联手，技术攻关，于2002年8月8日又在西安召开了电铲钢丝绳、港机用钢丝绳等产品的新技术推介会，达到了预期的目标。
8 我国电铲钢丝绳的发展方向
(1)以美国钢公司“虎牌”电铲钢丝绳、日本神户制钢三角填料钢丝绳为目标，探研原苏联金属制品研究所及莫斯科古布金石油天然气学院研制密封填料钢丝绳技术，以国产油田抽油用钢丝绳表面包塑为基础，组织跨行业的产品质量技术攻关，研究开发高使用寿命的进口2800XP、395B等大、巨型电铲专用钢丝绳。征得安太堡露天煤矿、准格尔能源有限责任公司等单位提供试用机会。
贵州钢绳(集团)有限责任公司研究开发的包塑钢丝绳、宁夏恒力钢丝绳股份有限公司试制的6×36SW+7×7―60．5mm电铲钢丝绳曾交付安太堡露天煤矿使用，鞍钢集团钢绳厂试制的包塑电铲钢丝绳也曾交付本钢南芬露天矿山试用，均取得可喜的进展，但要真正替代进口产品，并为用户认可使用，全面占领市场，还有很长的路要走。线材制品企业应从产品结构设计、全过程工艺规程科学制定、全过程质量控制人手，切实提高产品实物质量水平及产品使用寿命。
(2)研究开发8股电铲钢丝绳
国外研究证实，8股钢丝绳在许多使用范围胜过6股钢丝绳。对于电铲钢丝绳提升绳、悬臂梁支承钢丝绳都是使用8股钢丝绳。鉴于以上结论及国内进口大、巨型电铲且有使用8×37S+IWR电铲钢丝绳的实践，线材制品行业应加大关注力度，投注适当力量研究开发这类产品。
目前有的线材制品企业仅有KVRl+6×1250主力成绳机，在研究开发制造8股钢丝绳已显示出先天不足，宜当引起他企为戒。
(3)加强调研国内电铲钢丝绳少用或不用同向捻钢丝绳的原因。
电铲钢丝绳推荐使用同向捻钢丝绳，体现出同向捻复合式结构钢丝绳具有较高弯曲疲劳寿命的特点。但国内用户多订购交互捻产品，线材制品企业应分析研究原因。
(4)借鉴德国爱拉斯康系列钢丝绳油脂，研究开发出多种型号、不同适用区域的电铲钢丝绳专用油脂。
(5)借鉴日本神钢钢线工业株式会社的经验，根据电铲钢丝绳的不同条件，研究开发出适用于铁、铜、坚硬岩石、煤炭、表土层、铜矿采掘等多类的不同结构，规格的电铲钢丝绳。
作者简介：缑庆林，1945年8月出生，高级工程师。
