খনি খনন যন্ত্রপাতির ঢালাইয়ের ক্ষেত্রে কোন বৈশিষ্ট্যগুলি সবচেয়ে বেশি গুরুত্বপূর্ণ?

ক্ষয় প্রতিরোধ: খনি খনন যন্ত্রপাতির ঢালাইয়ের জন্য সর্বোচ্চ অগ্রাধিকার

যেখানে খনির অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ঢালাইগুলি ধারাবাহিকভাবে চূর্ণন, গ্রাইন্ডিং এবং স্ক্রিনিং-এর মুখোমুখি হয়, সেখানে ক্ষয়ের প্রতিরোধ উপেক্ষা করা যায় না। বাস্তবতা হল যে ক্ষয় শুধুমাত্র উপাদানের গুণমানের উপর নির্ভর করে না। বরং এটি সময়ের সাথে সাথে আকরিকের সঙ্গে কতটা ক্ষয়কারীভাবে ঢালাইগুলি ক্রিয়া করে তার ফলাফল। বেশিরভাগ বিশেষজ্ঞই এই প্রক্রিয়াটি পর্যায়ক্রমে ঘটে বলে মানেন। প্রথমে আসে ব্রেক-ইন পর্ব, যখন পৃষ্ঠতলগুলি তাদের পরিবেশের সাথে খাপ খায়। এরপর ধীরে ধীরে ক্রমবর্ধমান ক্ষয়ের একটি পর্ব আসে। কিন্তু শেষ পর্যন্ত আমরা এমন একটি সমালোচনামূলক ব্যর্থতার বিন্দুতে পৌঁছাই যখন প্রতিস্থাপন করা আবশ্যিক হয়ে পড়ে। এই পর্বগুলি বোঝা গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটি সরাসরি খনিজ প্রক্রিয়াকরণ অপারেশনগুলিতে শিল্পজগতের সমগ্র সময়কালে কতদিন সরঞ্জাম টিকবে তা প্রভাবিত করে।

ক্রাশার, মিল এবং স্ক্রিনগুলিতে ক্ষয়কারী ক্ষয় কেন ব্যর্থতাকে প্রভাবিত করে

খনিজ পদার্থ নিয়ে কাজ করার সময় ব্যবহৃত সরঞ্জামগুলির প্রাথমিক ক্ষয়ক্ষতির প্রায় 70% ঘটে ঘর্ষণের কারণে। জব প্লেটগুলি ধূসর পাথর এবং লৌহ আকরিক উপকরণের বিরুদ্ধে অবিরত ঘষা হয়। মিল লাইনারগুলি ভিতরের গ্রাইন্ডিং মাধ্যম থেকে প্রভাব এবং ঘর্ষণ দুটিই অনুভব করে। স্ক্রিনগুলি এই উপাদান-উপাদান ঘষার প্রভাব অনুভব করে যা ধীরে ধীরে তাদের তারের জালের উপরিভাগ ক্ষয় করে ফেলে। যখন ঘর্ষণ ঠিকমতো পরিচালনা করা হয় না, তখন ক্রাশার লাইনারগুলির আয়ু 30 থেকে শুরু করে হয়তো 50 শতাংশ পর্যন্ত কমিয়ে দেওয়া হয়। এটি নিয়মিত রক্ষণাবেক্ষণ সূচি মেনে চলা সত্ত্বেও পরিকল্পিত সময়ের চেয়ে বেশি উৎপাদন বন্ধ হওয়ার দিকে নিয়ে যায়। কী সবচেয়ে ভালো কাজ করে? বিশেষ খাদ যা কণা জমা হওয়া এবং সময়ের সাথে সাথে যে ক্ষুদ্র কাটিং ক্রিয়া অনেক ক্ষতি করে তা প্রতিরোধের জন্য বিশেষভাবে তৈরি করা হয়েছে।

কঠোরতা এবং দৃঢ়তা সামঞ্জস্য করা: কাস্টিং ডিজাইনের মূল বৈপরীত্য

জীবনকালের সর্বোচ্চ উপকার পাওয়ার জন্য একটি জটিল ট্রেডঅফ পরিস্থিতি মোকাবেলা করা জড়িত। যেসব উপকরণ অত্যন্ত শক্ত তা পৃষ্ঠের ক্ষতির বিরুদ্ধে দাঁড়াতে পারে কিন্তু জোরে আঘাত পেলে ফাটতে থাকে, অন্যদিকে আরও শক্তিশালী খাদগুলি আঘাতের বিরুদ্ধে ভালো কাজ করে কিন্তু ঘর্ষণের বিরুদ্ধে ততটা দীর্ঘস্থায়ী হয় না। সেরা ঢালাই খাদগুলি কার্বাইড গঠনের প্রতি সতর্ক নজর রাখা এবং দানার গঠনকে পরিশোধিত করে এই চরম অবস্থার মধ্যে একটি আদর্শ স্থান খুঁজে পায়। পরিবর্তিত উচ্চ ক্রোমিয়াম সাদা লোহাকে একটি উদাহরণ হিসাবে নেওয়া যাক। এই ধরনের উপকরণগুলি সাধারণত প্রায় 600 ব্রিনেল কঠোরতার স্তরে পৌঁছায় এবং প্রায় 5 থেকে 8 শতাংশ ভাঙনের সহনশীলতা বজায় রাখে। বাস্তব পরিস্থিতিতে পরীক্ষাগুলি দেখায় যে বল মিল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে এগুলি সাধারণ ইস্পাতের তুলনায় প্রায় তিন গুণ ভালো কাজ করে। এদের কার্যকারিতার পেছনে অপারেশনের সময় পাথরের সাথে সংঘর্ষের মুখে ক্রাশার হাতুড়িগুলিতে এই বিপর্যয়কর ফাটলগুলি গঠন বন্ধ করার ক্ষমতা রয়েছে।

আক্রমণাত্মক খনি পরিবেশে ক্ষয় এবং আঘাত প্রতিরোধ

খনিজ প্রক্রিয়াকরণের পরিবেশে খনির সরঞ্জামের ঢালাইগুলি নিরন্তর দ্বৈত ক্ষয়ের সম্মুখীন হয়। একইসাথে রাসায়নিক ক্ষয় এবং যান্ত্রিক আঘাত ব্যর্থতার হারকে ত্বরান্বিত করে, ধারাবাহিক কার্যকারিতার জন্য বিশেষায়িত উপাদান প্রকৌশল দরকার হয়।

আর্দ্র প্রক্রিয়াকরণ সার্কিটে একযোগে রাসায়নিক এবং যান্ত্রিক চাপ

আর্দ্র প্রক্রিয়াকরণ ব্যবস্থায়, ঢালাইগুলি অম্লীয় ও ক্ষারীয় প্রলেপ এবং আকরিক কণাগুলির ধাক্কা দুটোই সহ্য করে। এরপর কী হয়? ক্ষয় পৃষ্ঠতল থেকে খাওয়া শুরু করে, যা কণাগুলিকে উপাদানের মধ্যে আরও গভীরে প্রবেশ করতে দেয়। এই প্রলেপগুলি পরিচালনা করা উপাদানগুলি শুষ্ক পরিবেশের সরঞ্জামগুলির তুলনায় প্রায় তিন গুণ দ্রুত ক্ষয় হয়। উদাহরণস্বরূপ, দ্রাবক প্রক্রিয়াকরণে ব্যবহৃত পাম্প ভোলিউটগুলি গর্তযুক্ত হওয়া এবং ক্ষয়ের ক্ষতি উভয়েরই শিকার হয়। এর অর্থ হল এগুলি আশা করা হয় তার চেয়ে অনেক আগেই প্রতিস্থাপন করা হয়, এবং বিভিন্ন স্থানে সাধারণত এই মেরামতের জন্য প্রতি বছর প্রায় $180k খরচ হয়।

অ্যালয় কৌশল: ক্রোমিয়াম-ম্যাঙ্গানিজ ইস্পাত কীভাবে ডুয়াল-দৃঢ়তা বৃদ্ধি করে

ক্রোমিয়াম এবং ম্যাঙ্গানিজের স্টিল অ্যালয় চতুর ধাতু ডিজাইনের ফলে উপাদানের দুটি ধরনের ক্ষয়কে একসাথে প্রতিরোধ করে। 12 থেকে 18 শতাংশ পর্যন্ত ক্রোমিয়াম সামগ্রী পৃষ্ঠে সুরক্ষামূলক অক্সাইড ফিল্ম তৈরি করে, যা অম্ল এবং ক্ষারক আক্রমণ উভয়ের বিরুদ্ধেই ভালোভাবে প্রতিরোধ করে। এদিকে, প্রায় 1.2 থেকে 1.6 শতাংশ ম্যাঙ্গানিজ ধাতুটিকে কাজের সময় আঘাত বা চাপের মুখে পৌঁছানোর পর একটি ভালো কার্য-কঠিন প্রভাব দেয়, যা কখনও কখনও প্রকৃত পরিষেবা পরিস্থিতিতে পৃষ্ঠের কঠোরতা 550 HB পর্যন্ত বাড়িয়ে তোলে। এর ব্যবহারিক অর্থ কী? এই অ্যালয় দিয়ে তৈরি সরঞ্জামগুলি যেমন গ্রাইন্ডিং মিলের লাইনিংয়ের মতো কঠোর পরিবেশে 40 থেকে 70 শতাংশ পর্যন্ত বেশি সময় টিকে। আর একটি গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা হল—এই উপকরণগুলি তাপমাত্রা মাইনাস 40 ডিগ্রি সেলসিয়াসের নিচে নেমে গেলেও শক্তিশালী থাকে, তাই আর্কটিক পরিস্থিতিতে এগুলি ভঙ্গুর হয়ে ফাটল ধরার ঝুঁকি থাকে না, যেখানে ঐতিহ্যবাহী স্টিলগুলি চূড়ান্তভাবে ব্যর্থ হয়।

খনি সরঞ্জামের কাস্টিংয়ের জন্য কৌশলগত উপাদান নির্বাচন

আবেদনের চাহিদা অনুযায়ী কাস্টিং খাদ মিলন: হোয়াইট আয়রন, ডাক্টাইল আয়রন এবং হাই-ম্যাঙ্গানিজ স্টিল

সঠিক ধাতু বেছে নেওয়ার সময়, এটি নির্ভর করে কাজের সময় উপকরণগুলি যে বিভিন্ন চাপের মধ্যে পড়বে তার উপর কীভাবে প্রতিক্রিয়া করে। সাদা লোহা (white iron) এর উদাহরণ নিন। 500 থেকে 700 BHN-এর মধ্যে অসাধারণ কঠোরতা পরিসরের সাথে, এই উপকরণটি ক্রাশার লাইনার বা মিল হ্যামারের মতো জায়গাগুলিতে ঘষা প্রতিরোধে খুব ভালোভাবে দাঁড়ায় যখন 60% এর বেশি কোয়ার্টজ উপস্থিত থাকে। তারপর আমাদের কাছে আছে ডাকটাইল আয়রন (ductile iron), যার গঠনের মধ্যে গ্রাফাইটের ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র গোলাকার কণা রয়েছে। এটি সাধারণ ধূসর লোহার (gray iron) তুলনায় প্রায় 7 থেকে 10 গুণ বেশি আঘাত প্রতিরোধের ক্ষমতা প্রদান করে, তাই এটি ক্রমাগত আঘাতপ্রাপ্ত শোভেল টুথ এবং কনভেয়ার সিস্টেমের অংশগুলির জন্য খুব ভালো কাজ করে। আর উচ্চ ম্যাঙ্গানিজ ইস্পাত (high manganese steel)-এর কথা ভুলে যাওয়া যাবে না। এটি বিশেষ করে তাই কারণ এটি আঘাত পেলে আরও শক্ত হয়ে ওঠে। পৃষ্ঠটি প্রায় 200 HB থেকে শুরু হয়ে কাজের সময় 550 HB-এর বেশি পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে। এই ধর্মটি এটিকে আপ্রন ফিডার প্যান (apron feeder pans) এবং স্ক্রিনিং ডেকগুলির (screening decks) মতো উপাদানগুলির জন্য বিশেষভাবে উপযোগী করে তোলে যেখানে জিনিসগুলি নিয়মিত উচ্চ গতিতে আঘাত করে।

উদ্ভাবনী উদ্ভাবনঃ বিমেটালিক এবং সেন্ট্রিফুগাল কাস্ট হাইব্রিড উপাদান

আধুনিক ধাতুবর্গের প্রযুক্তি এক ধরনের খাদ ব্যবহারের সমস্যা এড়াতে বিভিন্ন উপাদানকে স্তরে স্তরে একত্রিত করছে। উদাহরণস্বরূপ, দ্বি-ধাতব ঢালাই। এটি বিশেষ বন্ডিং পদ্ধতির মাধ্যমে কঠোর ক্রোমিয়াম কার্বাইড আস্তরণ (যার কঠোরতার রেটিং রকওয়েল স্কেলে 58 থেকে 62 এর মধ্যে) কে শক্তিশালী নমনীয় লৌহ ভিত্তির সঙ্গে যুক্ত করে। কারখানার পরীক্ষায় দেখা গেছে যে এই সংমিশ্রিত অংশগুলি স্লারি পাম্পের ক্ষেত্রে সাধারণ একক উপাদানের খাদের তুলনায় প্রায় তিন গুণ বেশি স্থায়ী হয়। তারপরে কেন্দ্রাতিগ ঢালাই আছে যা আমরা ক্রিয়ামূলকভাবে গ্রেডযুক্ত উপাদান নামে চিনি। বাইরের দিকে ঘর্ষণ প্রতিরোধী ঘন ক্রোমিয়াম কার্বাইড দ্বারা আচ্ছাদিত হয়, আর ভিতরে থাকে আঘাত শোষণকারী অস্টেনাইটিক ইস্পাত। যেখানে যন্ত্রপাতি একযোগে ধ্রুবক আঘাত এবং ক্ষয়কারী পরিবেশের সম্মুখীন হয় সেখানে গ্রাইন্ডিং মিল লাইনারের জন্য এই সংমিশ্রণ আশ্চর্যজনক কাজ করে। এই সংকর উপাদানগুলি যা করে তা হল অংশগুলিকে কঠিন নাকি নমনীয় হওয়া তা নির্বাচন করতে হবে—এই পুরনো সমস্যাটি সমাধান করা। প্রকৃত খনি কাজে যেখানে ক্ষয় চরম হয়, সেখানে এমন উপাদানগুলি সাধারণত প্রতিস্থাপনের আগে 40% থেকে শুরু করে 200% পর্যন্ত বেশি স্থায়ী হয়।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

খনি সরঞ্জামের খাদগুলির প্রধান উদ্বেগ কী?
প্রধান উদ্বেগটি হল ধারালো চূর্ণন, গ্রাইন্ডিং এবং স্ক্রিনিং প্রক্রিয়ার কারণে ক্ষয়ের প্রতিরোধ।

খনি সরঞ্জামগুলিতে আক্রান্তকারী ক্ষয়ের সমস্যাগুলি কীভাবে প্রভাব ফেলে?
আক্রান্তকারী ক্ষয় ক্রাশার লাইনারের মতো উপাদানগুলির আয়ু উল্লেখযোগ্যভাবে কমিয়ে দিতে পারে, যার ফলে ঘন ঘন উৎপাদন বন্ধ হয়ে যায়।

ক্রোমিয়াম-ম্যাঙ্গানিজ ইস্পাত ব্যবহারের সুবিধাগুলি কী কী?
এই ইস্পাতগুলি রাসায়নিক ক্ষয় এবং যান্ত্রিক আঘাত উভয়ের বিরুদ্ধে প্রতিরোধের মাধ্যমে দ্বৈত স্থায়িত্ব বাড়ায় এবং সরঞ্জামের আয়ু বাড়িয়ে দেয়।