Soluções de britagem de carvão e coque
O carvão e o coque de petróleo ocupam uma posição distinta no mercado de peças de desgaste para britadores. Ao contrário das aplicações de mineração-de rocha dura, onde o custo das peças de desgaste é impulsionado pela abrasão extrema e cargas de alto impacto, o processamento de carvão e coque apresenta uma equação econômica diferente: o material em si é relativamente macio - o carvão betuminoso normalmente mede 1–2 na escala de Mohs, o antracito 2–3 e o coque de petróleo calcinado 3–4 - mas os sistemas de britagem operam com produtividade muito alta, muitas vezes de 500 a 3.000 toneladas por hora continuamente, tornando o custo unitário das peças de desgaste e a frequência-de troca os fatores dominantes das despesas operacionais.
O mercado global de plantas de preparação de carvão, combinado com sistemas de manuseio de coque para siderúrgicas, fundições de alumínio e fabricantes de produtos de carbono, representa um segmento sensível de alto-volume e custo-, onde a seleção do tipo de liga errado -, mesmo que marginalmente -, resulta em despesas desnecessárias substanciais ao longo de milhares de horas de operação. Da mesma forma, selecionar peças de desgaste que sejam muito duras e frágeis para a aplicação (causando falhas repentinas de fratura) ou muito moles (causando taxa excessiva de desgaste por abrasão) cria tempos de inatividade evitáveis em sistemas projetados para funcionar com interrupção mínima.
A DUMA fabrica peças de desgaste para britadores de martelo, revestimentos para britadores de rolos e consumíveis associados especificamente calibrados para condições de processamento de carvão e coque - equilibrando resistência à abrasão com eficiência de custos para oferecer o menor custo por tonelada de material processado.
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Compreendendo o desafio do desgaste na britagem de carvão e coque
O carvão e o coque impõem mecanismos de desgaste que diferem fundamentalmente das aplicações-de rocha dura, e a má compreensão dessas diferenças é a fonte mais comum de seleção incorreta de peças de desgaste neste segmento.
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1. Abrasão persistente e de baixo impacto.
Carvão e coque são materiais macios que geram muito pouco impacto nas superfícies de britagem em comparação com granito ou minério de ferro. O mecanismo de desgaste dominante é a abrasão de baixa{1}}tensão: partículas minerais finas e angulares - principalmente quartzo e minerais argilosos na fração de cinzas do carvão, e partículas finas de carbono no coque - arranham e erodem repetidamente a superfície de desgaste ao longo do tempo. Este regime de desgaste abrasivo de baixa-tensão favorece materiais com alta dureza superficial, e não com alta tenacidade ao impacto. Como resultado, os aços manganês austeníticos (Mn18, Mn22) que se destacam em aplicações de-mineração de rochas duras - onde seu comportamento de endurecimento por trabalho-é ativado por cargas de alto-impacto - são pouco compatíveis com a britagem de carvão, porque o ambiente de baixo-impacto do processamento de carvão não ativa suficientemente a transformação de{15}}endurecimento por trabalho. O aço manganês em serviços de carvão de baixo{17}}impacto desgasta-se rapidamente pela abrasão superficial, sem nunca atingir seu potencial máximo.
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2. O teor de impurezas minerais é a variável crítica.
O carvão bruto contém cinzas minerais em proporções que variam de 5% em carvão térmico de-alta qualidade a 30–40% em minas de-grau inferior-de-alimentação de minas. Os minerais dominantes - quartzo (SiO₂, Mohs 7), feldspato e pirita - são muito mais duros que a matriz de carvão e são responsáveis pela maior parte do desgaste abrasivo nas superfícies do britador. Um carvão com 15% de cinzas e 60% de quartzo na fração mineral apresenta um ambiente de desgaste significativamente mais agressivo do que um carvão com 10% de cinzas e predominantemente argilominerais. O coque proveniente do refino de petróleo normalmente contém menos cinzas minerais do que o carvão, mas carrega partículas de carbono abrasivas finas com superfícies de fratura afiadas que geram abrasão de baixa-tensão consistente.
3. Alto rendimento amplifica a taxa de desgaste.
A 1.000–3.000 t/h, uma planta de preparação de carvão processa mais tonelagem de material por dia através das superfícies de desgaste do britador do que muitas-pedreiras de rocha dura processam por semana. Mesmo uma melhoria modesta na taxa de desgaste de 10 a 15% por tonelada se traduz em uma redução significativa no consumo anual de peças e na troca{8}}de mão de obra.
4. Risco de material superdimensionado e residual.
O carvão-de{1}}mina frequentemente contém pedra de telhado, faixas de pedra férrea e metais residuais ocasionais de equipamentos de mineração. As peças de desgaste para britagem de carvão devem manter resistência suficiente para sobreviver a impactos ocasionais dessas intrusões mais duras sem fratura frágil - o principal modo de falha para materiais de dureza muito alta-e baixa-tenacidade neste ambiente.
Configuração recomendada do britador para carvão e coque
O processamento de carvão e coque usa uma gama mais restrita de tipos de britadores do que a mineração-de rocha dura, com britadores de martelo e granuladores de anel dominando a preparação de carvão, e britadores de rolos amplamente usados para carvão e coque de petróleo em aplicações de tamanho de-produto-controlado.
Triturador de martelo - Escolha padrão para plantas de preparação de carvão
O britador de martelo (também chamado de moinho de martelo ou granulador de anel em algumas configurações) é o britador primário e secundário mais amplamente utilizado em plantas de preparação de carvão em todo o mundo. Seu rotor de alta-velocidade proporciona redução de impacto-do tamanho dominante, adequado para carvão quebradiço e friável, produz um tamanho de produto relativamente uniforme e opera com vazões de 100 a 3,000+ t/h em instalações em escala-industrial.
Os principais consumíveis de desgaste em um britador de martelo sãomartelos trituradores(os elementos-de impacto montados no rotor) e oplacas de revestimento(os revestimentos das paredes da câmara contra os quais o material é lançado e contra os quais ocorre a redução final do tamanho na grelha). No serviço padrão de preparação de carvão, esses são os-itens de desgaste com maior rotatividade na planta e representam o maior centro de custo de peças de desgaste.
Seleção de liga para peças de desgaste do britador de martelo de carvão.O consenso da indústria para aplicações de britadores de martelo para preparação de carvão - consistente com as recomendações dos principais OEMs de britadores de martelo, incluindo Williams Patent Crusher, Pennsylvania Crusher (TerraSource Global) e Hazemag - éAço manganês austenítico Mn13como liga de base para martelos e placas de revestimento. O Mn13 fornece a resistência necessária para sobreviver a impactos ocasionais de pedras no telhado e materiais residuais, a um custo apropriado para as altas taxas de rotatividade inerentes ao serviço de britagem de carvão. Onde o teor de cinzas minerais for consistentemente elevado (acima de 20%) ou onde o teor de quartzo na fração de cinzas for alto,liga de aço com-cromo médio (Cr8–Cr15)fornece resistência à abrasão superior ao Mn13 e é a atualização preferida. O ferro-cromo médio oferece dureza superficial na faixa HRC 48–56 sem a fragilidade das ligas com-cromo muito alto, mantendo a tenacidade adequada para a inclusão dura ocasional encontrada nas alimentações de carvão.
Paracoque de petróleo e coque calcinadoo esmagamento com martelo, o menor risco de material residual e a composição de alimentação mais consistente permitem uma mudança para ligas mais duras e mais resistentes-à abrasão. O ferro-cromo médio (Cr12–Cr15) é a recomendação padrão para aplicações de britadores de martelo de coque, proporcionando intervalos de serviço substancialmente mais longos do que o Mn13 no ambiente de coque-dominante por abrasão.
Produtos DUMA recomendados para britagem de martelo:
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Triturador de rolos - Dimensionamento preciso de produtos para carvão e coque
Os britadores de rolos (trituradores de rolos duplos-e trituradores de-rolos triplos) são amplamente utilizados na preparação de carvão por sua capacidade de produzir uma distribuição de tamanho de produto estreita e controlada com precisão, com geração mínima de finos - um requisito crítico para contratos de carvão térmico que penalizam a fração excessiva de finos, e para a preparação de carvão de coque, onde a distribuição do tamanho das partículas afeta a densidade de carga do forno de coque e a resistência do coque.
No manuseio de coque para fundições de alumínio e siderúrgicas, os trituradores de rolos são a máquina dominante para dimensionar coque de petróleo calcinado e coque de acordo com as rigorosas especificações exigidas para produção de ânodos ou preparação de carga de alto-forno.
Os principais consumíveis de desgaste em um britador de rolos são osrolar conchas(as camisas de desgaste cilíndricas que cobrem os rolos de britagem) e, em configurações de rolo-dentado, oesmagamento de segmentos ou dentes. Os corpos dos rolos sofrem desgaste predominantemente abrasivo em toda a sua superfície, com um padrão de desgaste relativamente uniforme, mas que acelera na zona de contato entre os dois rolos.
Seleção de liga para peças de desgaste do britador de rolos.Para trituradores de rolo de carvão que processam alimentações com menos-cinzas,Mn13os cascos dos rolos proporcionam vida útil adequada com resistência para sobreviver a intrusões ocasionais de rochas duras. Para carvão com-cinzas mais altas e para britagem de rolos de coque,liga de aço com-cromo médio (Cr12–Cr15)proporciona um intervalo de manutenção do roll shell substancialmente mais longo. O aço-liga-resistente à abrasão (classes equivalentes-ABREX, dureza Brinell 400–500 HB) representa uma alternativa-de custo-benefício para britagem de rolos de coque, onde o regime de abrasão consistente e de baixo-impacto pode ser antecipado com segurança e a reserva de resistência ao impacto é menos crítica.
Produtos DUMA recomendados para britagem de rolos/rolos:
Triturador de impacto - Dimensionamento secundário na preparação de carvão
Os britadores de impacto de eixo horizontal (HSI) são usados em algumas configurações de preparação de carvão para dimensionamento secundário, especialmente em plantas que processam carvões com baixo teor de cinzas, onde o conteúdo reduzido de impurezas minerais limita o desgaste abrasivo a níveis gerenciáveis. O design de rotor aberto do HSI e o fácil acesso à barra de sopro o tornam operacionalmente atraente para ambientes de consumo de alta rotatividade, como britagem de carvão.
Para aplicações HSI de carvão,Barras de golpe Mn13são a linha de base padrão, proporcionando resistência contra pedras ocasionais ou faixas de pedra de ferro na alimentação. Para alimentações mais limpas e com menos{1}}cinzas,barras de impacto médias-de ferro cromo (Cr8–Cr12)proporcionar maior vida útil à abrasão. As barras de impacto com alto teor de-cromo (Cr26–Cr30) recomendadas para aplicações de abrasão pura, como calcário e arenito limpo, geralmente não são apropriadas para britagem de carvão, devido à sua fragilidade ao encontrar intrusões minerais mais duras.
Produtos DUMA recomendados para britagem de impacto em aplicações de carvão:
- Barras de sopro com alto cromo
- Barras de sopro do britador de impacto
- Peças do britador de impacto de pedra
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Resumo de seleção de ligas para britagem de carvão e coque
O texto a seguir reflete-a orientação padrão do setor para seleção de ligas de peças de desgaste de carvão e coque, consistente com as recomendações publicadas dos principais fabricantes de equipamentos de preparação de carvão e da Coal Preparation Society of America (CPSA):
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Material |
Tipo de britador |
Liga recomendada |
Notas |
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Carvão térmico, baixo teor de cinzas (<15%) |
Triturador de martelo |
Mn13 |
Linha de base padrão; boa tenacidade para material residual |
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Thermal coal, high ash (>20%) |
Triturador de martelo |
Médio-cromo Cr8–Cr15 |
Melhor resistência à abrasão vs Mn13 |
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Carvão coqueificável |
Triturador de martelo / rolo |
Mn13 ou Cr12 |
Perfil selecionado por conteúdo cinza |
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Coque de petróleo (verde ou calcinado) |
Triturador de martelo / rolo |
Cr12–Cr15 |
O baixo risco de esmagamento permite uma liga mais dura |
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Conheci Coca |
Triturador de rolo |
Cr12 ou AR400–500 HB |
Abrasão-dominante; feed consistente |
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Carvão, qualquer grau |
Triturador de impacto (HSI) |
Mn13 / Cr8–Cr12 |
Evite cromo muito alto (Cr26+) |
Princípio de seleção chave:Em aplicações de carvão e coque, não se pode confiar no comportamento de{0}}endurecimento do aço manganês austenítico porque o ambiente de baixo-impacto da britagem de carvão não gera tensão suficiente para ativar a transformação de{2}}endurecimento na superfície do revestimento. Escolha classes de liga com base na dureza da superfície apropriada à condição de abrasão real - e não ao potencial de endurecimento por trabalho-.
Por que escolher a DUMA para peças de desgaste de britagem de carvão e coque
- Engenharia de ligas-com custo otimizado.A DUMA entende que as peças de desgaste de carvão e coque são consumíveis sensíveis de alto-volume e custo-. Nossas formulações de ligas de Mn13 e médio-cromo são calibradas especificamente para o regime de desgaste dominante de baixo-impacto e abrasão-do processamento de carvão e coque - e não simplesmente adaptadas de classes de mineração de-rochas duras. Isso significa que você paga pelo desempenho da liga que sua aplicação realmente precisa, sem pagar a mais por reservas de tenacidade que o serviço de carvão e coque não exige.
- Capacidade de produção-de alto volume.Com 4 conjuntos de fornos de indução de média-frequência de 3 a 8 toneladas e 4 conjuntos de fornos de gás natural de 10 a 20 toneladas operando-internamente, a DUMA pode sustentar os altos volumes de produção e os curtos ciclos de reabastecimento que as plantas de preparação de carvão e os sistemas de manuseio de coque exigem. Os itens em estoque são enviados dentro de 7 a 10 dias; pedidos de ligas personalizadas dentro de 35 a 45 dias.
- Compatível com as principais marcas de trituradores de carvão.As peças de desgaste do britador de martelo da DUMA cobrem as configurações do rotor e as geometrias do revestimento dos principais OEMs de britadores de carvão usados globalmente na preparação de carvão, manuseio de coque e sistemas de preparação de combustível para geração de energia. Para modelos de britadores menos comuns ou obsoletos, o serviço de engenharia reversa da DUMA produz reproduções dimensionais precisas a partir de amostras de peças desgastadas ou desenhos de engenharia.
- Qualidade certificada ISO 9001:2015.Cada lote de produção é rastreável por meio de análise química, certificação de dureza e inspeção metalográfica. A química consistente da liga garante que a vida útil do martelo de um lote seja previsível a partir do último - essencial para o planejamento de manutenção em plantas de preparação de carvão de operação-contínua.
- Projetos personalizados de martelo e forro.A equipe técnica da DUMA pode otimizar a geometria da face do martelo, a distribuição de peso e a seleção de materiais para tipos específicos de carvão, configurações do rotor do britador e requisitos de tamanho do produto. Isto é particularmente relevante para granuladores de anel e moinhos de martelo de carvão especiais, onde os martelos de substituição padrão podem não refletir o perfil ideal para seu material e circuito específicos.
P: Por que o Mn13 é recomendado para britagem de carvão em vez dos teores mais elevados de-manganês (Mn18, Mn22) usados na mineração-de rochas duras?
R: Graus mais altos de-manganês (Mn18, Mn22) derivam sua resistência ao desgaste do endurecimento-de trabalho -, um processo que requer estresse de impacto significativo para ser ativado. O carvão é demasiado macio para gerar a tensão de impacto necessária para esta transformação. No serviço de carvão, o Mn18 e o Mn22 se desgastam por abrasão superficial antes que o endurecimento-do trabalho seja significativamente ativado, não apresentando melhor desempenho que o Mn13 e com custo de material mais alto. O Mn13 fornece a resistência necessária para sobreviver aos impactos de materiais residuais e, ao mesmo tempo, é o grau-de custo adequado para o regime de desgaste do carvão.
P: Quando devo atualizar do ferro Mn13 para o ferro-cromo médio para peças de desgaste do britador de martelo?
R: Quando sua alimentação de carvão tem um teor consistentemente alto de cinzas minerais (acima de 18–20%), alta proporção de quartzo na fração de cinzas ou quando a vida útil do martelo Mn13 é inaceitavelmente curta em seu minério específico - normalmente abaixo de 300–400 horas de operação por conjunto. O ferro-cromado médio (Cr8–Cr15) proporciona uma vida útil de abrasão significativamente mais longa nessas condições. A DUMA pode aconselhar sobre o ponto de cruzamento com base nas especificações do carvão e nos dados atuais da taxa de desgaste.
P: A DUMA pode fornecer peças de desgaste para britadores de martelo de carvão e britadores de rolo de coque?
R: Sim. A DUMA produz peças de desgaste para britadores de martelo (martelos e placas de revestimento) e peças de desgaste para britadores de rolos (cascas de rolos e segmentos de britagem) para aplicações de carvão e coque. Forneça a marca, modelo, dimensões do rotor ou rolo do britador e as especificações atuais da liga ao fazer perguntas.
P: O tipo de coque (coque verde vs. coque calcinado vs. coque metálico) afeta a seleção das peças de desgaste?
R: Sim. O coque de petróleo calcinado é significativamente mais duro e abrasivo que o coque verde devido à remoção de matéria volátil durante a calcinação, o que aumenta a rigidez estrutural e a nitidez das superfícies de fratura das partículas. O serviço de coque calcinado normalmente garante um grau de liga mais duro (Cr15 ou superior) em comparação com o processamento de coque verde. O coque metálico proveniente de fornos de coque também é relativamente duro e se beneficia da família de ligas de aço com resistência média ao-cromo ou à abrasão-em relação ao aço manganês simples.
P: Qual é a vida útil típica dos martelos Mn13 na preparação de carvão?
R: A vida útil varia significativamente de acordo com o conteúdo de cinzas de carvão, o rendimento e a configuração do britador. Em serviços de carvão térmico com baixo teor de cinzas (10 a 15% de cinzas), é possível alcançar uma vida útil do martelo Mn13 de 500 a 1.000 horas de operação. Em serviços com alto teor de cinzas (25 a 35% de cinzas), intervalos de 200 a 400 horas são mais comuns. A DUMA pode fornecer dados de referência de operações comparáveis de preparação de carvão, mediante solicitação.
P: A DUMA pode-fazer engenharia reversa de perfis de martelo para modelos de britadores mais antigos ou descontinuados?
R: Sim. O serviço de engenharia reversa da DUMA produz modelos 3D precisos a partir de amostras de peças desgastadas, medições físicas ou desenhos de engenharia originais, permitindo a produção de substituição direta para modelos de britadores onde as peças OEM não estão mais disponíveis ou os prazos de entrega são inaceitáveis.
As operações de preparação de carvão e manuseio de coque competem no custo por tonelada. Em um ambiente de-margem baixa, onde o custo de energia, mão de obra de manutenção e consumo de peças afetam diretamente a lucratividade, a seleção de peças de desgaste é uma das poucas variáveis controláveis que aumentam significativamente ao longo de um ano operacional.
A equipe técnica da DUMA está disponível para revisar as especificações do carvão, a configuração do britador e o desempenho atual das peças de desgaste para recomendar a liga e o projeto que proporcionarão o menor custo possível por tonelada de material processado.
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