Новые сплавы и технологии литья как эффективный инструмент снижения затрат на дробление

Добывающие предприятия в рудной и нерудной отраслях постоянно сталкиваются с двумя задачами — как снизить затраты на производство и как увеличить выход готовой продукции.

Клиенты Element добывают золото и железо, редкоземельные металлы и щебень, делают цемент и химическое сырье для удобрений — каждое из производств ежедневно дробит и измельчает тысячи тонн породы.

В таблице приведены доли затрат на поддержание оборудования клиента Element в работоспособном состоянии. Это предприятие нерудной отрасли, перерабатывающее 2 млн т камня крепостью 16–18 по шкале проф. М. М. Протодьяконова, высокой абразивности.

Как видно из таблицы выше, затраты на дробление составляют более 60 % стоимости производственного цикла. Дороже всего обходится замена изнашиваемых частей оборудования, которые непосредственно соприкасаются с породой и подвергаются технологическому износу.

Как сэкономить на дроблении?

Расходы на изнашиваемые части делят на прямые и косвенные. К первым относят непосредственно стоимость футеровок, ко вторым — затраты на сервис или покупку расходных материалов и деньги, которые предприятие теряет во время простоя, связанного с заменой футеровок или аварийными остановами.

Как правило, клиенты думают, что сэкономят, если реализуют конкурсные процедуры, основным определяющим фактором которых будет цена лота. Так они снижают прямые расходы, но сильно увеличивают косвенные. Если же пересчитать затраты в часах работы оборудования или в стоимости произведенной тонны продукции, то одним из самых убыточных параметров окажется низкий срок службы футеровки.

Хром, никель, молибден или титан. Что, когда и для чего выбирать?

Первая составляющая высокого срока службы футеровок при условии правильно организованного технологического процесса — химический состав металла. Футеровка будет работать дольше, если выбрать оптимальный сплав — материал должен соответствовать условиям эксплуатации деталей. Попадающая в дробилку порода отличается химическим составом, крупностью и абразивностью. По мере углубления места добычи эти параметры изменяются — двух одинаковых карьеров нет даже на одном предприятии.

Element учитывает стадию дробления, технологическую цепочку оборудования, крепость, размер питания и другие параметры при выборе состава сплава детали. Анализируя полученные данные, мы предлагаем клиентам детали из аустенитных марганцовистых сталей с содержанием марганца 13 %, 18 %, 22 %, а также сплавы с добавлением дополнительных легирующих элементов: хрома, никеля, молибдена, титана.  

Хром в аустенитных марганцовистых сталях используется для увеличения предела прочности и сопротивляемости абразивному износу. В зависимости от условий работы и конфигурации отливки мы добавляем до 3 % хрома в сплав. Хром увеличивает твердость стали после закалки и снижает ударную вязкость. Добавка хрома не увеличивает твердость после наклепа или скорость упрочнения при деформации.

Никель является сильным стабилизатором аус-тенита и может быть полезным при изготовлении деталей с большой толщиной стенки. Увеличение содержания никеля в марганцовистых сталях повышает ударную вязкость, слегка снижает предел прочности и не оказывает влияния на предел текучести.

Легирование марганцовистых сталей молибденом приводит сразу к нескольким изменениям. Снижается температура начала мартенситного превращения, что стабилизирует аустенитную фазу и тормозит выделение карбидов. Типичное для марганцовистых сталей выделение пленок игольчатых карбидов по границам зерен при легировании молибденом сменяется выделением точечных карбидов, которые укрупнены и распределены по зернам аустенита.

Результат этих изменений — повышение ударной вязкости стали. Другим преимуществом легирования молибденом является повышение механических свойств марганцовистых сталей в литом состоянии, что может принести пользу во время изготовления деталей.

Титан может использоваться для раскисления марганцовистой стали. Также титан связывает содержащийся в стали азот в нитриды титана, которые стабильны при температурах выплавки стали. Азот, находящийся в химически связанном состоянии, не вызывает дефектов отливок в виде газовых пузырей и пористости. Еще одним положительным свойством титана является измельчение зерна, однако этот эффект минимален в толстых сечениях отливок.

Как повысить срок службы частей, изменив литье?

Вторая составляющая долгой службы брони — технология литья. Инженеры Element создали брони THOR — продукт с оптимизированной микроструктурой стали для увеличения срока службы изнашиваемых частей.

Наши испытания показали, что срок службы броней THOR в среднем на 30 % выше в сравнении со стандартными футеровками Element из аналогичных сплавов.

Футеровки THOR используют на щековых и конусных дробилках в горнодобывающей и нерудной промышленностях. Учитывая цену и срок службы броней, российский рынок сегодня не может предложить аналогичные части.

Использование футеровок THOR в среднесрочной перспективе (интервал — 12 месяцев) в зависимости от конкретных условий эксплуатации удешевляет производственный процесс клиента до 30 %. Менеджеры по продукту Element рассчитают выгоду использования броней в процентах или рублях для каждого конкретного заказчика и предложат промышленные испытания на производстве клиента с учетом условий работы оборудования, текущих наработок футеровок и факторов их износа.

Футеровки THOR — это новый рабочий инструмент для снижения общих затрат на дробление. Во время испытаний Element дает гарантию на запчасть и предлагает полную сервисную поддержку предприятий.

Компания Element
196105, Россия, г. Санкт-Петербург,
ул. Решетникова, 14, литер А
Тел.: +7 (812) 900-85-70
E-mail: pro@miningelement.com
www.miningelement.com

Поделиться статьёй