खनन उपकरण के ढलाई में सबसे ज्यादा कौन से गुण मायने रखते हैं?

घर्षण प्रतिरोध: खनन उपकरण ढलाई के लिए शीर्ष प्राथमिकता

खनन अनुप्रयोगों में जहां ढलवां भागों को लगातार कुचलने, पीसने और छलनी करने का सामना करना पड़ता है, घर्षण प्रतिरोध को नजरअंदाज नहीं किया जा सकता। वास्तविकता यह है कि केवल सामग्री की गुणवत्ता पर ही घर्षण निर्भर नहीं होता। बजाय इसके, यह ढलवां भागों के अयस्क के साथ समय के साथ क्रूर तरीके से अंतःक्रिया करने के तरीके से उत्पन्न होता है। अधिकांश विशेषज्ञ इस प्रक्रिया को चरणों में होने के रूप में पहचानते हैं। पहले एक ब्रेक-इन अवधि आती है जब सतहें अपने वातावरण के अनुरूप हो जाती हैं। फिर एक स्थिर घर्षण की अवस्था आती है जो धीरे-धीरे आगे बढ़ती है। अंत में, हम उन महत्वपूर्ण विफलता बिंदुओं तक पहुंच जाते हैं जहां प्रतिस्थापन आवश्यक हो जाता है। इन चरणों को समझना महत्वपूर्ण है क्योंकि ये सीधे तौर पर उद्योग में खनिज संसाधन संचालन में उपकरणों के आयु को प्रभावित करते हैं।

क्रशर, मिल्स और स्क्रीन में विफलता के प्रमुख कारण के रूप में घर्षक घर्षण क्यों प्रभावी है

अयस्कों को संभालने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों में लगभग 70% प्रारंभिक घर्षण समस्याएं घर्षण के कारण होती हैं। जॉ प्लेट्स लगातार ग्रेनाइट और लौह अयस्क सामग्रियों के खिलाफ रगड़ रही होती हैं। मिल लाइनर्स पर आंतरिक ग्राइंडिंग मीडिया द्वारा प्रभाव और घर्षण दोनों का प्रभाव पड़ता है। स्क्रीन पर सामग्री-पर-सामग्री घिसने के प्रभाव का अनुभव होता है, जो धीरे-धीरे उनकी तार जाल सतहों को पहन लेता है। जब घर्षण को उचित ढंग से प्रबंधित नहीं किया जाता, तो यह क्रशर लाइनर्स के जीवनकाल को 30 से लेकर शायद 50 प्रतिशत तक कम कर सकता है। इसके परिणामस्वरूप उत्पादन बंदी की घटनाएं नियमित रखरखाव शेड्यूल के बावजूद योजना से अधिक बार होती हैं। सबसे अच्छा क्या काम करता है? विशेष मिश्र धातुएं जो विशेष रूप से कणों के जमाव और उन सूक्ष्म कटिंग क्रियाओं से लड़ने के लिए डिज़ाइन की गई होती हैं, जो समय के साथ इतना नुकसान पहुंचाती हैं।

कठोरता और टफनेस का संतुलन: कास्टिंग डिज़ाइन में मूल व्यापार-ऑफ

उपयोग आयु के अधिकतम लाभ प्राप्त करने में एक जटिल समझौते की स्थिति से निपटना शामिल है। बहुत कठोर सामग्री सतही क्षति का सामना कर सकती हैं, लेकिन मजबूत प्रहार के समय फटने की प्रवृत्ति रखती हैं, जबकि अधिक मजबूत मिश्र धातुएँ प्रभावों को बेहतर ढंग से संभालती हैं लेकिन घर्षण के खिलाफ उतनी देर तक नहीं चलतीं। सबसे अच्छी ढलाई मिश्र धातुएँ कार्बाइड के गठन को सावधानीपूर्वक प्रबंधित करके और दानेदार संरचना को सुधारकर इन दोनों चरम सीमाओं के बीच एक आदर्श संतुलन बिंदु खोजती हैं। संशोधित उच्च क्रोमियम व्हाइट आयरन को एक उदाहरण के रूप में लें। इन सामग्रियों में आमतौर पर लगभग 600 ब्रिनेल कठोरता स्तर तक पहुँचने की क्षमता होती है, जबकि लगभग 5 से 8 प्रतिशत भंगुरता मजबूती बनाए रखती हैं। वास्तविक दुनिया के परीक्षणों से पता चलता है कि बॉल मिल अनुप्रयोगों में वे नियमित इस्पात की तुलना में लगभग तीन गुना बेहतर प्रदर्शन करते हैं। उन्हें इतना प्रभावी बनाने का कारण यह है कि संचालन के दौरान चट्टानों से टकराते समय क्रशर हथौड़ों में घातक दरारों के बनने को रोकने की उनकी क्षमता होती है।

आक्रामक खनन वातावरण में संक्षारण और प्रभाव प्रतिरोध

खनन उपकरणों के ढलवां हिस्सों को खनिज संसाधन में लगातार दोहरा क्षरण का सामना करना पड़ता है। रासायनिक क्षरण और यांत्रिक प्रभाव के साथ-साथ विफलता की दर बढ़ जाती है, जिसके लिए निरंतर संचालन के लिए विशेष सामग्री इंजीनियरिंग की आवश्यकता होती है।

गीले प्रसंस्करण सर्किट में एक साथ रासायनिक और यांत्रिक तनाव

गीले प्रसंस्करण के व्यवस्थाओं में, ढलवां हिस्सों पर अम्लीय और क्षारीय झाग के साथ-साथ अयस्क कणों की लगातार पिटाई होती है। इसके बाद क्या होता है? क्षरण सतहों को खा जाता है, जिससे वे घर्षण के लिए संवेदनशील हो जाते हैं क्योंकि कण सामग्री में और गहराई तक प्रवेश करते हैं। इन झाग को संभालने वाले घटक शुष्क वातावरण में उपकरणों की तुलना में लगभग तीन गुना तेजी से घिस जाते हैं। उदाहरण के लिए, निक्षालन प्रक्रियाओं में उपयोग किए जाने वाले पंप वोल्यूट्स को गहरे छेद (pitting) और कटाव क्षति दोनों से नुकसान होता है। इसका अर्थ है कि उन्हें अपेक्षा से बहुत पहले बदलना पड़ता है, और विभिन्न स्थलों में संचालन के लिए अकेले इन मरम्मतों पर आमतौर पर लगभग 180,000 अमेरिकी डॉलर प्रति वर्ष खर्च होता है।

मिश्र धातु रणनीतियाँ: क्रोमियम-मैंगनीज स्टील ड्यूल-स्थायित्व को कैसे बढ़ाती हैं

क्रोमियम और मैंगनीज को जोड़ते हुए स्टील मिश्रधातु बुद्धिमान मेटल डिज़ाइन के लिए धन्यवाद, सामग्री के दो प्रकार के विघटन के खिलाफ एक साथ लड़ते हैं। 12 से 18 प्रतिशत तक क्रोमियम की मात्रा सतहों पर संरक्षक ऑक्साइड फिल्म बनाती है जो अम्ल और क्षारक प्रहार दोनों के खिलाफ काफी अच्छी तरह से प्रतिरोध करती है। इस बीच, लगभग 1.2 से 1.6 प्रतिशत मैंगनीज धातु को एक अच्छा कार्य दृढीकरण प्रभाव देता है जब इसे संचालन के दौरान प्रहार या तनाव में डाला जाता है, कभी-कभी वास्तविक सेवा स्थितियों में सतह की कठोरता को 550 HB तक बढ़ा देता है। इसका व्यावहारिक अर्थ क्या है? ऐसे मिश्रधातु से बने उपकरण ग्राइंडिंग मिल लाइनिंग जैसे कठिन वातावरण में 40 से 70 प्रतिशत तक अधिक समय तक चलते हैं जहां परिस्थितियां बहुत कठोर होती हैं। और यहां एक और महत्वपूर्ण लाभ है जिसके बारे में कोई बहुत ज्यादा चर्चा नहीं करता: ये सामग्री तब भी मजबूत बनी रहती हैं जब तापमान ऋण 40 डिग्री सेल्सियस से नीचे चले जाता है, इसलिए आर्कटिक परिस्थितियों में उनके भंगुर होकर टूटने का कोई जोखिम नहीं होता है जहां पारंपरिक स्टील भयंकर ढंग से विफल हो जाएगी।

खनन उपकरण ढलाई के लिए रणनीतिक सामग्री चयन

ढलाई मिश्र धातुओं का अनुप्रयोग आवश्यकताओं के अनुरूप करना: व्हाइट आयरन, डक्टाइल आयरन, और उच्च-मैंगनीज स्टील

सही मिश्र धातुओं का चयन करते समय, यह इस बात पर निर्भर करता है कि सामग्री उन विभिन्न तनावों के तहत कैसे प्रतिक्रिया करती है जो उन्हें कार्य के दौरान झेलने पड़ते हैं। उदाहरण के लिए सफेद आयरन (white iron) लें। लगभग 500 से 700 BHN की अद्भुत कठोरता सीमा के साथ, यह सामग्री क्रशर लाइनर या मिल हैमर जैसे स्थानों में घर्षण से होने वाले क्षरण के खिलाफ बहुत अच्छा प्रतिरोध प्रदान करती है जब वहाँ 60% से अधिक क्वार्ट्ज मौजूद हो। फिर हमारे पास डक्टाइल आयरन (ductile iron) है जिसकी संरचना में ग्रेफाइट के छोटे-छोटे गोल कण होते हैं। इससे यह सामान्य ग्रे आयरन की तुलना में लगभग 7 से 10 गुना बेहतर प्रभाव प्रतिरोध प्रदान करती है, इसलिए यह शोवल टूथ और कन्वेयर सिस्टम के उन भागों जैसी चीजों के लिए बहुत अच्छी है जिन्हें बार-बार धक्का लगता है। और उच्च मैंगनीज स्टील (high manganese steel) के बारे में भी भूलें नहीं। इसकी विशेषता यह है कि यह वास्तव में प्रभाव झेलने पर कठोर हो जाती है। सतह लगभग 200 HB से शुरू होकर सेवा के दौरान 550 HB से भी अधिक तक बढ़ सकती है। यह गुण इसे ऐप्रन फीडर पैन और स्क्रीनिंग डेक जैसे घटकों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाता है जहाँ नियमित रूप से उच्च गति से चीजें टकराती हैं।

उभरती नवाचार: द्विधात्वीय और अपकेंद्रित ढलाई वाले संकर घटक

आधुनिक धातुकर्म तकनीकें एक ही प्रकार के मिश्र धातु के उपयोग से उत्पन्न समस्याओं को दूर करने के लिए विभिन्न सामग्री को परत दर परत जोड़ रही हैं। उदाहरण के लिए बाइमेटैलिक ढलाई की लीजिए। इसमें विशेष बंधन विधियों के माध्यम से कठोर क्रोमियम कार्बाइड कोटिंग, जो बहुत कठोर परिस्थितियों (रॉकवेल स्केल पर 58 से 62 तक की कठोरता रेटिंग) का सामना कर सकती है, को मजबूत तन्य लोहे के आधार से जोड़ा जाता है। संयंत्र परीक्षणों में दिखाया गया है कि लेप पंप अनुप्रयोगों में इन संयुक्त भागों की आयु सामान्य एकल सामग्री मिश्र धातु की तुलना में लगभग तीन गुना अधिक होती है। फिर सेंट्रीफ्यूजल ढलाई की तकनीक है जो क्या हम 'कार्यात्मक रूप से ग्रेडेड घटक' कहते हैं, बनाती है। बाहरी भाग घर्षण प्रतिरोधी सघन क्रोमियम कार्बाइड से लेपित होता है, जबकि आंतरिक भाग झटके अवशोषित करने वाले ऑस्टेनाइटिक स्टील से बना होता है। इस संयोजन का उपयोग पीसने वाले मिल लाइनर के लिए बहुत फायदेमंद है, जहाँ उपकरण एक साथ लगातार प्रभाव और क्षरणकारी वातावरण का सामना करते हैं। ऐसी संकर सामग्री इस पुरानी समस्या को हल करती है, जहाँ भागों को कठोर या मजबूत होने के बीच चयन करना पड़ता था। वास्तविक खनन परिचालनों में, जहाँ घिसावट अत्यधिक होती है, ऐसे घटकों की आयु आमतौर पर प्रतिस्थापन से पहले 40% से लेकर 200% तक अधिक होती है।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

खनन उपकरण ढलाई के लिए मुख्य चिंता क्या है?
मुख्य चिंता लगातार क्रशिंग, पीसने और छ़ानने की प्रक्रियाओं के कारण घर्षण प्रतिरोधकता है।

अपघर्षक घर्षण समस्याएं खनन उपकरणों को कैसे प्रभावित करती हैं?
अपघर्षक घर्षण क्रशर लाइनर जैसे घटकों के जीवन काल को काफी कम कर सकता है, जिससे बार-बार उत्पादन बंदी होती है।

क्रोमियम-मैंगनीज स्टील के उपयोग के क्या लाभ हैं?
ये स्टील रासायनिक संक्षारण और यांत्रिक प्रभाव दोनों का प्रतिरोध करके दोहरी स्थायित्व बढ़ाते हैं और उपकरण के जीवन को लंबा करते हैं।