Опыт использования сталей Hardox и Weldox* для технического обслуживания оборудования на угледобывающих предприятиях Кузбасса

Опыт использования сталей Hardox и Weldox для технического обслуживания оборудования на угледобывающих предприятиях Кузбасса

Минерально-сырьевой комплекс – основа основ российской экономики. Для страны в целом и особенно для территорий, расположенных к востоку от Уральского хребта, значение горной промышленности переоценить невозможно. Один из наиболее ярких примеров – Кузбасс, для которого горно-металлургический комплекс и прежде всего угледобывающая отрасль – главные драйверы экономического роста. От состояния дел в них зависит не только порядок цифр в статистических отчетах, но и благосостояние подавляющего большинства населения.

Горнодобывающая техника бремя трудных задач

Условия эксплуатации горного оборудования усложняются в силу разных причин. Одна из главных – объективное ухудшение горно-геологических условий. Тенденция перемещения центра тяжести добычи полезных ископаемых на Север и Восток заставляет делать поправку на климатический фактор – зачастую в условиях низких температур выполнение ремонтов не только экономически нецелесообразно, но и бывает технически невозможно.

Усложняются технологии горных работ, формируются многокомпонентные производственные цепочки, чувствительные даже к минимальным по продолжительности простоям техники. Остановка единицы оборудования способна выбить из привычного ритма производственный механизм в целом и привести к значительным прямым и косвенным потерям.

Реалии рынка диктуют необходимость интенсификации технологических процессов добычи и переработки полезных ископаемых, что проявляется в переходе к всё более «безжалостным», не оставляющим права на ошибку, режимам эксплуатации оборудования. Надежность техники во многом определяет экономическую эффективность горных предприятий. Отношение результатов работы оборудования и затрат на поддержание и восстановление его работоспособности напрямую влияет на их конкурентоспособность на рынке.

057 1

Современное горнодобывающее оборудование усложнилось, увеличились его единичная мощность, энерговооруженность и производительность. Оно стало лучше, но вместе с тем – намного дороже. А чем дороже техника, тем меньше у нее «права» простаивать, она должна постоянно быть в работе и приносить прибыль.

«Работать на износ» и на предотвращение износа

Избежать простоев особенно трудно, когда оборудованию приходится работать буквально на износ. «Работать на износ» – образное выражение; износ – явление абсолютно реальное. Изнашивание рабочих поверхностей горных и транспортных машин – проблема для

горной техники более чем актуальная, и ее острота только нарастает. По данным экспертов, ежегодно до нескольких десятков процентов производимого в мире металла расходуется на восполнение потерь от изнашивания.

Износ рабочих поверхностей приводит не только к росту затрат на обслуживание горного оборудования, но и является причиной простоев, приносящих горным предприятиям многомиллионные убытки.

Чтобы в полной мере соответствовать требованиям, предъявляемым к горному оборудованию, с учетом таких его показателей, как масса, долговечность, приемлемая стоимость и другие, производители внедряют своего рода «разделение труда» между материалами. Механическую прочность отдельных узлов и деталей обеспечивают с помощью одних, а специальные свойства рабочих поверхностей – других, наносимых в виде тонких покрытий.

Сталь Hardox инновационное решение застарелых проблем

Износ ковшей экскаваторов – основного выемочно-погрузочного оборудования предприятий, добывающих полезные ископаемые открытым способом – проблема давняя. Изготовленную из прочных сталей коробчатую конструкцию ковша защищают с помощью пластин, выполненных из еще более высокопрочной, а самое главное – износостойкой стали.

В зависимости от условий эксплуатации наработка такой футеровки составляет от одного года до полутора лет. Любое разрушение футерованного слоя влечет его полную замену. Для проведения капитального ремонта ковша остановка работы экскаватора – неизбежна. Выполнять его в условиях низких температур – вообще невозможно.

Использование для футеровки рабочих поверхностей ковшей листовой стали Hardox 450 компании SSAB позволяет выполнять их ремонт без отсоединения от рукояти. Одно это дает значительный экономический эффект, не говоря о множестве преимуществ в части организации работ.

Многолетний опыт компании «Вест 2002» (Новокузнецк, Кемеровской области) показывает: стоимость ремонта экскаваторных ковшей с использованием стали Hardox примерно на 20% ниже, а срок их службы – почти вдвое выше, чем при использовании технологии и материалов завода-производителя оборудования. Вместе с тем примерно вдвое сокращается продолжительность ремонтных простоев экскаватора. Благодаря тому что используемая в качестве материала для изготовления футеровочных пластин сталь Hardox обладает уникальным набором механических свойств, удается добиться уменьшения влияния термических и механических нагрузок на конструкции ковша и значительно снизить вероятность «катастрофического» разрушения износостойкой футеровки.

Hardox говорить о конкурентах не приходится

Сергей Валентинович Райков, к.т.н., генеральный директор ООО «Вест 2002»:

«Наша компания занимается оказанием услуг по ремонту горнодобывающей техники, основанных на применении сварочных технологий. В т.ч. устройством покрытий, ликвидирующих последствия износа рабочих поверхностей. Поэтому вопрос, какую сталь использовать для реновации оборудования, для нас принципиальный.

Конечно, материал можно приобретать у компаниипроизводителя оборудования, но у такого решения есть более убедительная альтернатива – использовать сталь марки Hardox 450».

Сергей Валентинович Райков, к.т.н., генеральный директор ООО «Вест 2002» (на фото в центре)

Сергей Валентинович Райков, к.т.н., генеральный директор ООО «Вест 2002» (на фото в центре)

Ремонт экскаваторного ковша – трудная задача из-за сложного рельефа его поверхности и необходимости вальцовки используемого для реновации металла. Но помимо этого, металл должен обладать высокими износостойкостью и хладостойкостью, хорошо свариваться. Сталь Hardox 450 обладает уникальным сочетанием этих свойств.

Она имеет высокую твердость (в закаленном состоянии – 370–700 НВ), износостойкость и вместе с тем хорошо сваривается и гнется в холодном состоянии. У стали Hardox 450 высокий предел текучести – показатель, напрямую влияющий на срок службы стали при высоком деформационном износе. Используя сталь Hardox, удается единовременно решать не одну, а целый комплекс задач.

Такое сочетание качеств ставит сталь Hardox особняком в ряду потенциальных конкурентов. И при выборе между различными марками стали дело не всегда доходит до расчета экономического обоснования их применения. Все решают технологические критерии – сталь Hardox оказывается единственной полностью соответствующей всем требованиям.

С помощью стали Hardox можно решать технологические задачи, недоступные для других марок сталей. А современное горное производство ставит таких задач немало. Сказанное о Hardox в равной степени относится к другой стали SSAB – высокопрочной конструкционной марке Weldox.

«Говорить о нашем выборе в пользу Hardox не приходится, – выбор за нас сделала сама жизнь. После применения стали Hardox ковш экскаватора становится как новый…, лучше нового, поскольку служит вдвое дольше, чем с «родной» футеровкой», – подытожил Сергей Валентинович Райков.

Лучшее средство от стресса

Владимир Ипатович Бычков, главный механик Виноградовского разреза ОАО «Кузбасская Топливная Компания»:

«Крупные куски породы, попадая в ковш экскаватора, увеличивают нагрузку на стрелу. Стрелы буквально «трещат» и случается – ломаются. Когда сломалась рукоять на одном из эксплуатируемых на нашем разрезе гидравлических экскаваторов, для её ремонта мы пригласили специалистов из ООО «Вест 2002». Выбор ремонтного материала – стали Weldox – был их инициативой. Нас это решение полностью удовлетворило, поскольку ее использование позволило обеспечить существенное повышение работоспособности оборудования.

Показатели пределов прочности и текучести у стали Weldox в полтора-два раза выше, чем у российских аналогов с теми же показателями трещиностойкости, хладостойкости и вязкости. Все это обеспечивает значительный запас прочности, позволяя уменьшить массу горного оборудования при сохранении требуемых показателей работоспособности.

Другой пример использования продукции компании SSAB на нашем предприятии – футеровка ковшей экскаваторов сталью Hardox. После такого ремонта о проблемах, связанных с износом рабочих поверхностей ковшей и сопутствующим им простоям техники, можно забыть на два года. В течение этого времени экскаватор останавливают лишь на несколько смен для добронирования ковша.

Мы используем Hardox для футеровки перегрузок на обогатительных фабриках и на карьере, где добывается базальт. Поддерживать в рабочем состоянии оборудование сложно на любом производстве, а на горнодобывающем из-за тяжелых условий работы – вдвойне. Поэтому любые технологии и материалы, позволяющие надежно «закрыть» хотя бы часть из ежедневно обрушивающихся на ремонтные службы задач, и понизить градус вызываемого ими стресса, ценятся очень высоко. Стали Hardox и Weldox – точно из их числа.

Важно и то, что использование этих материалов способствует «подтягиванию» современных качественных сварочных материалов и технологии сварки. Да, и вообще, в целом помогает поднять технический уровень работ по обслуживанию горной техники».

Успешный эксперимент на обогатительной фабрике «Каскад-2»

Высокое качество угля – первоочередное требование современных потребителей – достигается сложными технологическими процессами, организованными на обогатительных фабриках. На сегодняшний день в Кузбассе обогащается почти 70% добываемого угля.

Сталью Hardox футерованы приемные бункеры на обогатительной фабрике «Каскад-2»

Сталью Hardox футерованы приемные бункеры на обогатительной фабрике «Каскад-2»

Обогатительную фабрику «Каскад-2», входящую в состав ОАО «Кузбасская Топливная Компания», можно с полным основанием назвать уникальной. Во-первых, предприятие, отгружающее 4 млн т обогащенного угля в год, было возведено «с нуля» всего за полтора года. Во-вторых, это единственная в стране фабрика, где совмещены две технологии обогащения – крутонаклонная сепарация в аппаратах КНС и тяжелосредное обогащение.

Технология обогащения в тяжелой среде – одна из самых распространённых в этой отрасли. Но она предъявляет повышенные требования к оборудованию. Образующийся в результате технологического процесса концентрат обладает высокой абразивностью, разрушающей рабочие поверхности, особенно в местах слива. Износ рабочих поверхностей стал чрезвычайно серьезной экономической и технологической проблемой.

Виктор Владимирович Грибанов, главный механик обогатительной фабрики «Каскад-2»: «Износ настолько интенсивный, что буквально каждые три недели приходится прибегать к ремонтно-восстановительным работам. Такие частые ремонты не только стоят денег сами, но и надолго прерывают производственный процесс, увеличивая цифры упущенной прибыли. А кроме того, существует опасность повреждения дорогостоящего оборудования из-за пролива концентрата, вызванного разрушением подвергающихся интенсивному износу рабочих поверхностей.

Поиск надежного износостойкого материала для футеровки стал задачей №1. Чтобы решить ее, в конкретных условиях производства испытывались различные материалы: сталь, содержащая оксид алюминия, техническая керамика, полиуретан, каменное литье. Удовлетворительных результатов получить не удавалось. Было решено попробовать сталь Hardox.

С продукцией компании SSAB мы хорошо знакомы – сталью Hardox футерованы приемные бункеры. С ними никаких проблем нет. Но, справедливости ради, надо сказать, что нагрузки на них существенно меньше, чем на емкости, установленные после гидроциклонов. Тестовые испытания начались в конце октября и продолжались примерно два месяца. Образцы разных марок стали Hardox были приварены к поверхности нового бака. Результат превзошел все ожидания. После двух месяцев работы износ стали Hardox 600 составил меньше 10%. Это значит, что успешно выдержавшую испытательный срок сталь можно смело брать на постоянную работу».

О стабильности, предсказуемости и доверии

Еще одно очень важное качество сталей SSAB – стабильность и предсказуемость свойств, гарантирующее полное без всяких отступлений и исключений соответствие заданным параметрам. Используя сталь Hardox, невозможно «обмануться в ожиданиях», получив не тот результат, на который рассчитывал. Технология их производства точно обеспечивает заданный химический состав, а технология термической обработки – необходимый уровень механических показателей. Стали Hardox и Weldox – это материалы, огромный потенциал которых дает широкие возможности для применения в самых разных сферах использования.

Владимир Ипатович Бычков, главный механик Виноградовского разреза ОАО «Кузбасская Топливная Компания»:

«Используя стали Hardox и Weldox, мы всегда полностью уверены в положительном результате – обеспечении всех заданных свойств конструкций и поверхностей. А это – залог того, что, образно выражаясь, можно «спать спокойно», выполнив даже самую ответственную работу».

Ухудшение горно-геологических условий, усложнение и удорожание горнодобывающей техники и каждого часа ее эксплуатации, усиление конкуренции, рост взаимозависимости элементов технологических цепочек – на эти и многие другие вызовы времени раз за разом должны давать ответ предприятия горнопромышленного комплекса. А время не ждет и не оставляет пауз на раздумья. И очень важно, чтобы нашлись те, кому по силам помочь подготовить эти ответы. Такие, как металлургическая компания SSAB, производящая различные марки стали, среди которых главные действующие лица этой статьи – Hardox и Weldox.

Головной офис ООО «ССАБ Шведская Сталь СНГ»

196084, Санкт-Петербург, ул. Новорощинская, 4, блок А, офис 502 тел.: 8-(812) 438-17-05; e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

www.ssab.com/ru 

Ключевые слова: Hardox, Weldox, сталь, добыча угля, Кузбасс

Журнал "Горная Промышленность" №2 (120) 2015, стр.57