Изнашиваемые части дробильного оборудования

А.В. Конорев, инженер по продажам изнашиваемых частей ЗАО «Метсо Минералз СНГ»

При эксплуатации дробильного оборудования клиенты часто сталкиваются с трудностями правильного выбора изнашиваемых частей. Установка несоответствующих изнашиваемых частей приводит к повышенным эксплуатационным затратам, получения продукции с фракцией продукта не соответствующей запросам, низкой производительности. Специалисты компании Metso всегда готовы помочь с выбором изнашиваемых частей для оборудования.

№2 (102) 2012

В настоящей статье мы хотели бы поделиться опытом выбора изнашиваемых частей для дробилок (как их часто называют специалисты – брони, футеровки, щеки и т.д.), и рассказать о том, что влияет на их износ и срок эксплуатации.

Износ и факторы влияния

Износ представляет собой изменение поверхности. В камере дробилки действуют два основных механизма износа: абразивный и усталостный износ.

Основной действующий в камере дробилки – механизм абразивного износа (рис. 1), но усталостный износ также имеет место, поскольку изнашиваемая часть подвергается множественным вдавливаниям или ударным нагрузкам. Дробилки обычно раздавливают материал питания между подвижными и неподвижными изнашиваемыми частями. Кроме разрушения материала питания происходит изнашивание материала брони.Рис. 1 Абразивный износ (или истирание)

Рис. 1 Абразивный износ (или истирание)

Микромеханизмы износа следующие:

- микрозадирание;

- микрорезание;

- микрорастрескивание.

На износ изнашиваемых частей влияют несколько различных факторов: тип износа, факторы окружающей среды, рабочие параметры дробилки, материал питания, свойства изнашиваемых частей и другие. Основным фактором, влияющим на износ, является абразивность материала питания, вторым по значимости следует дробимость.

Серия сплавов Metso XT

Практически все изнашиваемые части для дробильного оборудования изготовляются из высокомарганцевой стали. Специалисты компании Metso разработали собственную серию сплавов – серия Metso XT. Это широкий диапазон сплавов марганцевых сталей с присадками различных легирующих элементов для соответствия каждой области применения клиентом и свойствам определённой породы. Содержание марганца в серии сплавов ХТ от 11 до 24%, а некоторые типы представляют собой сплавы с добавлением хрома, молибдена и других легирующих элементов (см. таблицу).062 3

Высокомарганцевая сталь относится к сталям аустенитного класса и является очень вязким, пластичным материалом, имеющим высокую ударную прочность. Марганцевая сталь – достаточно мягкий материал с начальной твёрдостью примерно 220–250 HВ. Износостойкость марганцевой стали основана на феномене механического упрочнения. Когда поверхность марганцевой стали находится под сильной ударной или сжимающей нагрузкой, он упрочняется от поверхности, в то время как основной материал остаётся вязким (рис. 2).Рис. 2 Графики изменения твёрдости механически упрочнённого слоя по толщине металла при различных степенях дробления пород

Глубина и прочность механически упрочнённой поверхности меняются в зависимости от условий применения и типа сплава. Механически упрочненный слой может иметь толщину от 10 до 15 мм, при дроблении с очень высокими ударными нагрузками прочность может достигать до 600 HВ. В случае, когда ударные нагрузки не столь высоки, упрочненный слой тоньше, и его прочность обычно составляет 350–500 HВ.

Для получения высококачественных изнашиваемых частей, процесс их производства требует оптимизации. Рассмотрим особо важные этапы производства высококачественного литья из марганцевой стали. Процесс производства начинается с выбора сырья. Чтобы гарантировать химический состав материала в строгих рамках спецификаций и уменьшить количество неметаллических включений, сырьё для сплавления необходимо тщательно отобрать. Чтобы добиться мелкозернистой структуры металла для всех отливок, температура в процессе расплавления и заливки строго контролируется. В то же время берутся пробы для оценки химического состава материала и его корректировки в случае необходимости. Расплавленный металл затем заливается в песчаные формы, в которых он медленно затвердевает. Термическая обработка является еще одним важным этапом получения высококачественных отливок. Температуру, время и процесс закалки следует тщательно контролировать, чтобы избежать образования карбидов, которые увеличивают хрупкость стали. После завершения процедуры термической обработки отливки подвергают механической обработке в строгом соответствии с допусками, чтобы гарантировать достижение точных размеров для установки в дробилку.062 5

Разработка столь широкой линейки сплавов серии XT обусловлена тем, что перерабатываемые в дробилках горные породы отличаются механическими свойствами. Для дробления более твердых и абразивных материалов применяются изнашиваемые части, изготовленные из сплавов XT750, XT770, XT810. Применение данных сплавов увеличивает срок наработки деталей, т.е. обеспечивает более длительную эксплуатацию оборудования без остановки для замены футеровок. Особенно это актуально для предприятий горно-металлургического сектора. Но и стоимость изнашиваемых частей, изготовленных из сплавов с более высоким содержанием марганца, выше. Заказчику необходимо определить, что более важно в его конкретном производстве – длительная работа без остановки оборудования для ремонта или меньшие финансовые вложения при приобретении изнашиваемых частей?

Выбор профиля футеровок для щековых дробилок

При выборе профиля футеровок щековой дробилки предлагаем вам вооружиться следующей информацией:

- дробимость и абразивность материала питания;

- какой тип материала питания будет перерабатываться (для гранита и известняка, а также и других типов породы, разработаны абсолютно разные профили футеровок);

- фракционный состав питания;

Если в общей массе дробимого материала высока доля «мелочи», то профиль футеровок подбирается в соответствии с процентным соотношением фракций в питании. Также для повышения эффекта дробления пород рекомендуется проводить предварительное отсеивание мелкой фракции.

Для того чтобы добиться оптимальной производительности и максимального срока службы изнашиваемых частей, учитывайте следующие аспекты:

- слишком крупный материал питания уменьшает производительность дробилки и может вызвать излишнюю нагрузку на её компоненты;

- слишком мелкий материал питания увеличивает степень износа футеровок дробильной камеры и может вызвать нерациональное использование изнашиваемых частей.

- для достижения оптимальной производительности дробилки и максимального срока службы изнашиваемых частей камера дробилки должна быть заполнена на 2/3;

- питание должно равномерно распределяться по дробильной камере.

Выбор профиля футеровок для конусных дробилок

Конусные дробилки в основном располагаются на второй и третьей стадиях дробления. Поэтому принципы выбора футеровок для щековых и конусных дробилок – различны. Основной и главный параметр для определения профиля футировки – фракция конечного продукта, его кубовидность (в случае если к продукту применяется данное требование). Для того чтобы добиться оптимальной производительности и максимального срока службы изнашиваемых частей конусной дробилки, необходимо учитывать следующие факторы:

- питание должно распределяться равномерно по всей окружности камеры дробления. Неравномерное распределение питания может вызывать скачкообразное изменение мощности и усилий дробления;

- питание не должно разделяться по фракциям (например, мелкая фракция в одной части камеры, крупная – в другой её части);

- слишком крупный материал питания уменьшает производительность и может вызвать преждевременный износ футеровок;

- слишком мелкий материал питания увеличивает степень износа нижней части футеровок камеры, что приведёт к нерациональному использованию изнашиваемых частей;062 6

- необходимо постоянно контролировать изменение профиля футеровок в ходе их изнашивания. На рис. 3 показан «правильный» и «неправильный» профили износа. В случае чашевидного износа необходимо сменить тип камеры дробления или проверить размер фракции материала питания.

Заключение

В настоящей статье представлены наиболее часто используемые типы изнашиваемых частей для конусных и щековых дробилок, но есть еще дробилки с вертикальным валом (Barmac VSI) или дробилки с горизонтальным валом (молотковые). Для них так же существует огромный выбор изнашиваемых частей из различных материалов: чугуна, металлокерамики, композитных сплавов.

Компания Metso работает в тесном контакте с предприятиями, эксплуатирующими наше оборудование. В результате такого сотрудничества специалисты компании разрабатывают новые типы камер дробления, совершенствуют сплавы, создают специальные «индивидуальные» футеровки, которые рассчитаны на применение в условиях конкретного предприятия. Яркий пример такого сотрудничества – ОАО «Комбинат «КМАруда» (г. Губкин, Белгородской обл.), где используются специально разработанные, утолщенные футеровки для конусных дробилок и футеровки с износостойкими вставками для щековой дробилки.

www.metso.com

Журнал "Горная Промышленность" №2 2012, стр.62