Resistència a l'ús: La prioritat màxima per a les peces colades d'equips miners
En aplicacions mineres on les peces colades estan sotmeses constantment a esclafament, mòlta i cribatge, la resistència a l'abrasió no es pot ignorar. La realitat és que el desgast no depèn únicament de les qualitats del material. Al contrari, es produeix per la interacció abrasiva entre les peces colades i el mineral al llarg del temps. La majoria d'experts reconeixen que aquest procés esdevé en fases. Primer ve el període de rodatge, durant el qual les superfícies s'ajusten al seu entorn. A continuació segueix una fase de desgast estable que progressa gradualment. Finalment, arribem a punts crítics de fallada en què cal procedir al reemplaçament. Comprendre aquestes fases és important perquè afecten directament la vida útil de l'equip en operacions de processament de minerals a tota la indústria.
Per què el desgast abrasiu domina les avaries en trituradores, molins i cribs
Aproximadament el 70% dels problemes d'ús prematur en equipaments utilitzats per manipular minerals es deuen a l'abrasió. Les plaques de mandíbula freguen constantment contra materials com el granit i el mineral de ferro. Els revestiments de molins reben impactes tant per impacte com per abrasió del medi de mòlta a l'interior. Els tamisos experimenten aquest efecte de fregament material-contra-material que gradualment desgasta les seves superfícies de xarxa metàl·lica. Quan no es controla adequadament l'abrasió, pot reduir la vida útil dels revestiments de trituradores entre un 30 i fins i tot un 50 per cent. Això provoca aturades de producció amb més freqüència del previst, malgrat seguir programes regulars de manteniment. Què funciona millor? Aliatges especials dissenyats específicament per combatre l'acumulació de partícules i aquelles petites accions de tall que causen tants danys al llarg del temps.
Equilibri entre Duresa i Tenacitat: L'Intercanvi Fonamental en el Disseny de Fosa
Aprofitar al màxim la vida útil implica gestionar una situació complicada de compromís. Els materials extremadament durs suporten bé els danys superficials, però tendeixen a trencar-se quan reben impactes forts, mentre que les aleacions més tenaces suporten millor els impactes però no duren tant en condicions d'abrasió. Les millors aleacions per a fosa troben el punt òptim entre aquests extrems mitjançant un control acurat de la formació de carburs i la refinació de l'estructura granular. Preneu com a exemple el ferro blanc modulat d’alt crom. Aquests materials arriben típicament a uns 600 nivells de duresa Brinell, mantenint una tenacitat a la fractura d’entre el 5 i el 8 per cent. Assajos en condicions reals mostren que el seu rendiment és aproximadament tres vegades millor que l’acer convencional en aplicacions amb molins de bales. El que els fa tan eficaces és la seva capacitat per evitar la formació de fissures catastròfiques en martells trituradors quan xoquen contra roques durant el funcionament.
Resistència a la corrosió i als impactes en entorns miners agressius
Les fosa dels equips miners es troben amb una degradació dual implacable en entorns de processament mineral. La corrosió química i l'impacte mecànic simultanis acceleren les taxes d'avaria, exigint una enginyeria de materials especialitzada per garantir un funcionament sostenible.
Tensió química i mecànica simultànies en circuits de processament humit
En instal·lacions de processament humit, les foses reben alhora suspensions àcides i alcalines i cops constants de partícules de mineral. Què passa després? La corrosió comença a atacar les superfícies, fent-les vulnerables a l'abrasió mentre les partícules s'introdueixen més profundament en els materials. Els components que manipulen aquestes suspensions s'acceleren aproximadament tres vegades més ràpidament que els equips en entorns secs. Preneu, per exemple, les volutes de bomba utilitzades en operacions de lixiviació: pateixen alhora danys per picades i erosió. Això significa haver-les de substituir molt abans del previst, i les operacions solen gastar uns 180.000 $ anuals només en aquestes reparacions distribuïdes entre diferents ubicacions.
Estratègies d'aliatges: Com elsacers de crom-mangànes milloren la doble durabilitat
Les aliatges d'acer que combinen crom i manganès lluiten contra dos tipus de deteriorament del material alhora gràcies a un disseny intel·ligent del metall. El contingut de crom, que oscil·la entre el 12 i el 18 per cent, genera unes pel·lícules òxides protectores a les superfícies que resisteixen força bé tant els atacs àcids com alcalins. Al mateix temps, aproximadament entre l'1,2 i l'1,6 per cent de manganès proporciona al metall un bon efecte d'enduriment per treball quan rep impactes o es sotmet a esforços durant el funcionament, arribant algunes vegades a augmentar la duresa superficial fins a 550 HB en condicions reals d'ús. Què significa això pràcticament? L'equipament fabricat amb aquestes aliatges té una vida útil entre un 40 i un 70 per cent més llarga en entorns agressius com els revestiments de molins de moli, on les condicions són molt severes. I aquí hi ha un altre benefici important del qual gairebé ningú parla: aquests materials romanen tenaços fins i tot quan les temperatures baixen per sota dels menys 40 graus Celsius, de manera que no hi ha risc que es tornin fràgils i es trenquin en condicions Àrtiques on els acers tradicionals fallarien espectacularment.
Selecció estratègica de materials per a fosa d'equips miners
Ajustar les aliatges de fosa a les demandes d'aplicació: ferro blanc, ferro dúctil iacer alt en manganès
Quan es trien les aleacions adequades, tot depèn de com reaccionen els materials sota les diferents tensions a què s'enfrontaran en el treball. Prenguem com a exemple la fosa blanca. Amb un espectre de duresa impressionant que oscil·la entre uns 500 i 700 BHN, aquest material resisteix molt bé el desgast abrasiu en aplicacions com revestiments de trituradores o martells de molins quan hi ha més del 60% de quars present. Després tenim la fosa dúctil, que té petites nodulitzacions de grafit distribuïdes per la seva estructura. Això li confereix una resistència a l'impacte d’unes 7 a 10 vegades superior a la de la fosa grisa convencional, pel que funciona molt bé en elements com dents de pales o components de sistemes transportadors que reben impactes repetits. I tampoc hem d'oblidar l'acer alt en manganès. El que fa especial aquest material és que, de fet, s'endureix a mesura que rep impactes. La seva superfície comença amb uns 200 HB però pot arribar a superar els 550 HB durant el seu ús. Aquesta propietat el fa particularment adequat per a components com safols de alimentadors de cintes o taules de cribatge on sovint xoquen materials a alta velocitat.
Innovació emergent: components híbrids bimetàl·lics i colats centrífugament
Les tècniques modernes de mecanització combinen diferents materials en capes per superar els problemes que comporta l'ús d'un sol tipus d'aliatge. Per exemple, les fosa bimetàl·liques. Aquestes uneixen recobriments resistents de carbur de crom, que poden suportar condicions molt agressives (dursesa entre 58 i 62 en l'escala Rockwell), a bases de ferro ductil mitjançant mètodes especials d'unió. Les proves en instal·lacions mostren que aquestes peces combinades duren aproximadament tres vegades més en aplicacions de bombes de suspensió si es comparen amb aliatges convencionals d'un sol material. Hi ha també la fosa centrífuga, que produeix allò que anomenem components funcionalment graduats. L'exterior es recobreix amb un carbur de crom dens resistent a l'abrasió, mentre que l'interior està format per acer austenític absorbent del xoc. Aquesta combinació funciona extraordinàriament bé en revestiments de molins de molienda on l'equipament ha de fer front alhora a impactes constants i a ambients corrosius. El que aquests materials híbrids aconsegueixen és resoldre el problema antic de triar entre tenir peces dures o tenir-ne tenaces. En operacions mineres reals on el desgast és extrem, aquestes peces solen durar entre un 40% i fins i tot un 200% més abans de necessitar substitució.
Preguntes freqüents
Quina és la principal preocupació per a les peces colades d'equips miners?
La principal preocupació és la resistència a l'ús degut als processos constants de trituració, mòlta i cribatge.
Com afecten els problemes de desgast abrasiu als equips miners?
El desgast abrasiu pot reduir significativament la vida útil de components com les vores dels trituradors, provocant aturades freqüents de la producció.
Quins són els beneficis de fer servir acers de crom-mangànes?
Aquests acers milloren la doble durabilitat en resistir tant la corrosió química com l'impacte mecànic, i allarguen la vida útil de l'equip.
