Análise da falha de desgaste do revestimento do britador de cone na mina de cobre
Tendo em vista as condições de trabalho da Mina de Cobre, foi feita a análise do desgaste do britador de cone. A análise SEM mostrou que a perfuração, corte e compressão (impacto) do minério que resultou em poços foram os meios de desgaste dominantes e a fragmentação por fadiga causada por fadiga de baixa frequência foi um dos meios de falha por desgaste. Portanto, os materiais do revestimento devem ter uma superfície muito alta para resistir à perfuração e corte do minério e uma resistência e tenacidade muito alta para resistir à fadiga de baixa frequência e à carga de impacto. Assim, uma liga de aço com alto manganês foi selecionada para aumentar a dureza preliminar e a taxa de endurecimento por trabalho do liner. Enquanto isso, o aprimoramento das qualidades de fundição de metalurgia e tratamento térmico do aço com alto manganês também foi um fator que não pode ser ignorado.
Nosso cliente, a mina de cobre Dexing, que é a maior mina de cobre da Ásia. Tem mais de 30 conjuntos de britadores de cone, portanto, precisa de um grande número de peças de desgaste de britadores de cone todo ano. Tem muitos fornecedores de peças de desgaste de britadores, no entanto, a qualidade dessas peças não é estável. Portanto, nossa fundição a ajudou a encontrar a falha de desgaste das camisas do britador de cone e a melhorar sua vida útil.
Condição de trabalho
O minério da Mina de Cobre Dexing pode ser dividido em pórfiro e minério do tipo filito de acordo com o tipo de rocha do minério. A proporção do volume de minério é de 1: 3. Na área de mineração, existem três tipos industriais de minério oxidado, minério misto e minério de sulfeto primário. O minério de sulfeto é o principal tipo e responde por mais de 99% da massa.
A dureza do minério de cobre Dexing está geralmente entre f = 5-8, que pertence ao minério de dureza média. A resistência à compressão média do minério do tipo filito é 84.8 MPa, e a resistência à compressão média do minério do tipo granodiorito é 109.2 MPa.
Amostragem
A etapa principal da análise de falha de desgaste é analisar a morfologia da superfície de desgaste, de modo que a amostra deve ser retirada da superfície de desgaste recente dos detritos de desgaste. O cone móvel (revestimento) que amostramos foi removido do britador de cone e enviado de volta no tempo.
O quebrado forro do britador de cone é cortado em grandes amostras pela chama de oxigênio-acetileno, e 4 amostras são retiradas de cima para baixo. O tamanho da amostra deve ser tal que o local de amostragem não seja afetado pelo calor. Em seguida, através do processo de corte de fio, retire a amostra no centro da amostra grande para o microscópio eletrônico de varredura para observar a morfologia de desgaste. O tamanho da amostra é de cerca de 10 mm × 10 mm × 10 mm, e uma amostra é retirada para medir a mudança na microdureza da superfície para dentro.
A observação da amostra foi realizada em um microscópio eletrônico de varredura S-2700. Antes da observação ao microscópio eletrônico, as amostras foram limpas com ondas ultrassônicas.
Morfologia de desgaste e mecanismo de desgaste
O desgaste abrasivo de três corpos é formado entre o manto do britador cônico, o britador cônico côncavo e o minério moído, e a superfície do revestimento está em um estado de tensão complexo.
Sob a ação de grandes tensões compressivas da mola, o minério gera enormes tensões compressivas na superfície local da placa de revestimento e, ao mesmo tempo, o cone em movimento gera alta tensão de cisalhamento ao mesmo tempo. Os dois atuam ao mesmo tempo, o que provoca o cinzelamento, o corte e a extrusão da placa de revestimento.
A partir da primeira imagem “Morfologia de desgaste após falha das camisas do britador de cone x100”, a placa de revestimento motorizada de esmagamento de cones realiza um movimento de rotação excêntrico. Quando é desviada para a placa de revestimento fixa, causa uma grande carga de impacto no minério quebrado, fazendo com que a placa de revestimento seja comprimida e deformada plasticamente. No caso de deformações plásticas repetidas, o revestimento forma vários poços de compressão (impacto), verifique a “Morfologia de desgaste após falha dos revestimentos do britador de cone x500”.
Ao mesmo tempo, o minério que suporta a grande carga sujeitará a placa de revestimento a tensões de compressão e cisalhamento. A tensão de compressão causa a deformação plástica da camisa móvel. No caso de deformação plástica repetida, numerosos poços de compressão (impacto) são formados na superfície do liner, como as seguintes imagens de “poços de compressão (impacto) na superfície de desgaste do liner do britador de cone”. Ao mesmo tempo, no fundo do poço de extrusão, após extrusão repetida, ocorre o fortalecimento de deformação e a plasticidade é exaurida para formar uma fratura frágil. Sua aparência “Morfologia da fratura frágil no fundo do poço”
Outras observações revelaram que o minério comprimiu a superfície do liner sob o efeito de grande tensão de esmagamento. Como o minério tem um valor f de dureza Platts baixo, o valor f realmente reflete a resistência à compressão do minério, f = R / 100, R significa resistência à compressão. Portanto, a resistência à compressão do minério é baixa, a resistência à ruptura também é baixa e é fácil de quebrar. Após a quebra do minério, ele é espremido para o fundo da cava devido à menor dureza do revestimento, veja a figura a seguir:
Ao mesmo tempo, conforme o cone em movimento gira, a tensão de cisalhamento é gerada entre o minério e o revestimento. O minério deslizante e o minério espremido no fundo do poço cortam e cortam a superfície do revestimento.
Portanto, na operação real do revestimento do britador de cone, existem simultaneamente poços de corte, corte e prensagem (de impacto). Várias formas de desgaste. Quanto à proporção dos três tipos de desgaste, ela não está relacionada apenas à força e tamanho do minério, mas também ao valor da dureza Platts f que reflete a resistência à compressão do minério.
É importante ressaltar que o britador cônico possui grande força de esmagamento e alta velocidade de rotação. Sob a ação de grande compressão e cisalhamento, a placa de revestimento é submetida a cargas periódicas de fadiga de contato. Rachaduras por fadiga podem ocorrer facilmente na camada subsuperficial, resultando em fragmentação por fadiga. A escamação também é um dos fatores de falha do desgaste da camisa do britador.
Em resumo, o mecanismo de desgaste do revestimento do britador de cone é a coexistência de desgaste por corte, desgaste de plástico e desgaste por fadiga. Com as diferentes condições de trabalho, especialmente os diferentes valores F da dureza do minério, as proporções dos três mecanismos de desgaste são diferentes.
Endurecimento da superfície do Cone Crusher Liner
Como o material da camisa do britador de cone amostrado (placa de revestimento) é aço com alto teor de manganês, a placa de revestimento é submetida a uma grande carga de impacto durante a operação do britador de cone, de modo que tem um bom efeito de endurecimento por trabalho.
Dureza do revestimento do britador de cone
item | Distância da superfície (mm) | |||||||||
0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 6.0 | 7.0 | 8.0 | |
1 (área superior) | 527 | 350 | 336 | 313 | 291 | 285 | 285 | 250 | 245 | 264 |
2 (área central) | 569 | 336 | 283 | 299 | 265 | 248 | 257 | 243 | 245 | 245 |
3 (área inferior) | 494 | 289 | 280 | 272 | 274 | 274 | 269 | 246 | 245 | 230 |
Pode-se ver nos resultados do teste da tabela que o revestimento do britador de cone está sujeito a uma grande carga de impacto no minério britado. A dureza Hv da superfície do liner pode ser tão alta quanto 500 ou mais, mas a profundidade de endurecimento está dentro de 2 mm.
Portanto, o revestimento deve ter boa tenacidade e força suficiente para resistir à grande carga de impacto e causar lascamento.
Os valores de endurecimento da superfície de diferentes partes da mesma placa de revestimento são diferentes, o que mostra que diferentes partes da placa de revestimento têm tensões e tamanhos de minério diferentes.
A parte superior da placa de revestimento móvel é impactada por um grande minério, então o valor de endurecimento é o mais alto; enquanto na parte inferior da placa de revestimento móvel, o minério foi quebrado e seu valor de endurecimento de superfície é baixo.
Seleção De Materiais
De acordo com a análise acima da morfologia de desgaste e mecanismo de desgaste, o revestimento do britador de cone não só requer alta dureza superficial para resistir ao cinzelamento e corte de minério, mas também requer alta resistência e tenacidade para melhorar a resistência a grandes cargas de impacto e baixa capacidade de fadiga de ciclo, não quebrar e quebrar. Portanto, o requisito básico para a seleção do material da camisa do britador de cone é aumentar a dureza da superfície tanto quanto possível e melhorar sua resistência ao desgaste por corte, garantindo que a camisa não trinca. Devido à alta plasticidade e tenacidade do aço com alto manganês e a incomparável alta capacidade de endurecimento por trabalho de outros materiais resistentes ao desgaste, o aço com alto manganês ainda é o material preferido para revestimentos de britadores de cone. No entanto, conforme a potência do britador continua a aumentar, a taxa de britagem aumenta e o teor do minério continua diminuindo, especialmente a Mina de Cobre Dexing é um minério pobre e geralmente é difícil para o aço com alto teor de manganês atender aos requisitos de produção. Portanto, é necessário aumentar a dureza inicial do aço de alto manganês e aumentar sua taxa de endurecimento sob a premissa de melhor exercer as características inerentes ao aço de alto manganês e garantir que o aço de alto manganês tenha plasticidade e tenacidade adequadas . Com base nisso, com base na composição do aço com alto manganês comum, consideramos o tratamento de liga para melhorar a resistência e a dureza do aço com alto manganês e distribuir uniformemente um número considerável de pontos de massa de alta dureza com base na austenita para melhorar a forma desgastada de o forro, diminua a taxa de desgaste. No entanto, a adição de elementos de liga aos aços com alto manganês é benéfica para a melhoria da resistência e dureza, mas levará inevitavelmente à redução da plasticidade e da tenacidade. Portanto, a quantidade de elementos de liga deve ser adicionada para evitar a redução excessiva da plasticidade e da tenacidade e levar à fragmentação. Portanto, nossa fundição sugere o uso de aço manganês CrMoVTiRe para fundir seus revestimentos de britador de cone,
Composição Química do Aço Manganês CrMoVTiRe | |||||||||
C | Si | Mn | S | P | Cr | Mo | V | Ti | Re |
1. 3 ~ 1. 5 | 0. 3 ~ 0. 6 | 13 ~ 15 | <0. 04 | <0. 07 | 1. 8 ~ 2. 2 | 0. 8 ~ 1. 2 | 0. 3 ~ 0. 5 | 0. 15 ~ 0. 25 | 0. 5 |
Os resultados do teste mostram que a dureza inicial do aço de alto manganês CrMoV TiRe pode chegar a cerca de HB 260, o que é propício para melhorar a resistência ao desgaste de corte.
No entanto, a adição de elementos de liga, especialmente a adição de elementos formadores de carboneto, inevitavelmente levará a um aumento no número de carbonetos não dissolvidos, o que reduzirá a plasticidade e a tenacidade em certa medida em comparação com os aços de alto manganês comuns.
Embora atribuamos importância à liga de aços com alto teor de manganês, não devemos negligenciar a melhoria da qualidade metalúrgica, especialmente reduzindo a quantidade de fósforo e inclusões. Esta é uma maneira econômica e conveniente de melhorar a vida útil de revestimentos de aço com alto teor de manganês. Durante o tratamento de tenacidade da água, os parâmetros do processo de tratamento térmico, como temperatura de tratamento de tenacidade da água, tempo de entrada e saída da água e temperatura da água devem ser estritamente controlados para que a quantidade de carbonetos não dissolvidos e carbonetos precipitados seja controlada dentro da faixa prescrita pelos padrões nacionais.
Deve-se ressaltar que, prestando atenção ao material do revestimento do britador de cone, a formulação do processo de fundição não deve ser ignorada. A espessura da parede do revestimento do britador de cone é grande e a espessura máxima da parede do revestimento fino triturado pode chegar a 200 mm. Se a fundição em areia comum for usada, a taxa de resfriamento é mais lenta e a temperatura de fundição não é estritamente controlada. Grosso. Devido aos grãos grossos, apenas um grão é observado quando ampliado em 100 vezes, portanto, ele é ampliado apenas 50 vezes, portanto não pode ser avaliado de acordo com o padrão nacional de GB6394. O refinamento do grão ajudará a aumentar a vida útil do revestimento.
Portanto, no processo de fundição, é recomendado o uso de areia de molde metálico e reduzir a temperatura de vazamento, o que ajudará no refinamento do grão da placa de revestimento de aço de alto manganês.