Soluciones de trituración de carbón y coque
El carbón y el coque de petróleo ocupan una posición distinta en el mercado de piezas de desgaste para trituradoras. A diferencia de las aplicaciones de minería de roca dura-donde el costo de las piezas de desgaste depende de la abrasión extrema y las cargas de alto impacto, el procesamiento de carbón y coque presenta una ecuación económica diferente: el material en sí es relativamente blando - el carbón bituminoso generalmente mide 1-2 en la escala de Mohs, la antracita 2-3 y el coque de petróleo calcinado 3-4 - pero los sistemas de trituración operan con un rendimiento muy alto, a menudo de 500 a 3000 toneladas por hora. continuamente, lo que hace que el costo unitario de las piezas de desgaste y la frecuencia de cambio sean los impulsores dominantes de los gastos operativos.
El mercado mundial de plantas de preparación de carbón, combinado con los sistemas de manejo de coque para acerías, fundiciones de aluminio y fabricantes de productos de carbono, representa un segmento de alto-volumen y costo-sensible donde seleccionar el grado de aleación incorrecto - incluso marginalmente - genera gastos innecesarios sustanciales a lo largo de miles de horas de operación. Del mismo modo, seleccionar piezas de desgaste que sean demasiado duras y quebradizas para la aplicación (lo que provoca fallas por fractura repentinas) o demasiado blandas (lo que provoca una tasa de desgaste por abrasión excesiva) crea tiempos de inactividad evitables en sistemas que están diseñados para funcionar con una interrupción mínima.
DUMA fabrica piezas de desgaste para trituradoras de martillos, revestimientos para trituradoras de rodillos y consumibles asociados, calibrados específicamente para las condiciones de procesamiento de carbón y coque -, equilibrando la resistencia a la abrasión con la rentabilidad para ofrecer el menor costo por tonelada de material procesado.
Comprender el desafío del desgaste en la trituración de carbón y coque
El carbón y el coque imponen mecanismos de desgaste que difieren fundamentalmente de las aplicaciones de roca dura-y entender mal estas diferencias es la fuente más común de selección incorrecta de piezas de desgaste en este segmento.
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1. Abrasión persistente y de bajo impacto.
El carbón y el coque son materiales blandos que generan muy poco impacto en las superficies de trituración en comparación con el granito o el mineral de hierro. El mecanismo de desgaste dominante es la abrasión de bajo-esfuerzo: partículas minerales finas y angulares - principalmente minerales de cuarzo y arcilla en la fracción de ceniza del carbón, y partículas finas de carbono en el coque - rayan y erosionan repetidamente la superficie de desgaste con el tiempo. Este régimen de desgaste abrasivo de bajo-esfuerzo favorece los materiales con alta dureza superficial, no con alta tenacidad al impacto. Como resultado, los aceros austeníticos al manganeso (Mn18, Mn22) que destacan en aplicaciones de minería de roca dura-- donde su comportamiento de endurecimiento por trabajo-se activa mediante cargas de alto-impacto - no se adaptan bien a la trituración de carbón, porque el entorno de bajo-impacto del procesamiento del carbón no activa suficientemente la transformación de endurecimiento por trabajo-. El acero al manganeso en servicio de carbón de bajo-impacto se desgasta rápidamente por abrasión de la superficie sin endurecerse jamás hasta alcanzar su potencial.
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2. El contenido de impurezas minerales es la variable crítica.
El carbón crudo contiene cenizas minerales en proporciones que van desde el 5% en el carbón térmico de alta-calidad hasta el 30-40% en el -grado{5}}de menor-alimentos mineros. Los minerales dominantes - cuarzo (SiO₂, Mohs 7), feldespato y pirita - son mucho más duros que la matriz de carbón y son responsables de la mayor parte del desgaste abrasivo en las superficies de las trituradoras. Un carbón con un 15% de ceniza y un 60% de cuarzo en la fracción mineral presenta un ambiente de desgaste significativamente más agresivo que un carbón con un 10% de ceniza y minerales predominantemente arcillosos. El coque procedente del refinado de petróleo suele contener menos cenizas minerales que el carbón, pero transporta finas partículas de carbono abrasivas con superficies de fractura afiladas que generan una abrasión consistente de baja tensión-.
3. El alto rendimiento amplifica la tasa de desgaste.
A una velocidad de 1000 a 3000 t/h, una planta de preparación de carbón procesa más toneladas de material por día a través de las superficies de desgaste de su trituradora que muchas canteras de roca dura por semana. Incluso una mejora modesta en la tasa de desgaste del 10 al 15 % por tonelada se traduce en una reducción significativa en el consumo anual de piezas y en la mano de obra-de cambio.
4. Riesgo de material sobredimensionado y atrapado.
El carbón-de-mina con frecuencia contiene piedra para tejados, bandas de piedra de hierro y, ocasionalmente, restos de metal provenientes de equipos de minería. Las piezas de desgaste para la trituración de carbón deben conservar suficiente tenacidad para sobrevivir a impactos ocasionales de estas intrusiones más duras sin fracturas frágiles - el modo de falla principal para materiales de muy alta-dureza y baja-tenacidad en este entorno.
Configuración recomendada de trituradora para carbón y coque
El procesamiento de carbón y coque utiliza una gama más reducida de tipos de trituradoras que la minería de roca dura-, con trituradoras de martillos y granuladores de anillo dominando la preparación del carbón, y trituradoras de rodillos ampliamente utilizadas tanto para carbón como para coque de petróleo en aplicaciones de tamaño de-producto-controlado.
Trituradora de martillo - Elección estándar para plantas de preparación de carbón
La trituradora de martillos (también llamada molino de martillos o granulador de anillo en algunas configuraciones) es la trituradora primaria y secundaria más utilizada en las plantas de preparación de carbón en todo el mundo. Su rotor de alta-velocidad ofrece una reducción de tamaño dominante-de impacto adecuada para carbón quebradizo y friable, produce un tamaño de producto relativamente uniforme y opera con rendimientos de 100 a 3,000+ t/h en instalaciones de escala-industrial.
Los principales consumibles de desgaste en una trituradora de martillos son losmartillos trituradores(los elementos de impacto montados en el rotor-) y elplacas de revestimiento(los revestimientos de las paredes de la cámara contra los cuales se lanza el material y contra los cuales se produce la reducción de tamaño final en la rejilla). En el servicio de preparación de carbón estándar, estos son los elementos de desgaste con mayor-rotación en la planta y representan el mayor centro de costos de piezas de desgaste.
Selección de aleaciones para piezas de desgaste de trituradoras de martillos de carbón.El consenso de la industria para las aplicaciones de trituradoras de martillos para la preparación de carbón - consistente con las recomendaciones de los principales fabricantes de equipos originales de trituradoras de martillos, incluidos Williams Patent Crusher, Pennsylvania Crusher (TerraSource Global) y Hazemag - esAcero al manganeso austenítico mn13como aleación base para martillos y placas de revestimiento. Mn13 proporciona la dureza necesaria para sobrevivir a impactos ocasionales de piedras en el techo y materiales atrapados, a un costo apropiado para las altas tasas de rotación inherentes al servicio de trituración de carbón. Cuando el contenido de cenizas minerales es constantemente elevado (por encima del 20 %) o cuando el contenido de cuarzo en la fracción de ceniza es alto,acero de aleación de cromo medio-(Cr8–Cr15)Proporciona una resistencia a la abrasión superior a la del Mn13 y es la mejora preferida. El hierro con cromo medio-ofrece una dureza superficial en el rango HRC 48–56 sin la fragilidad de las aleaciones con un contenido muy alto-de cromo, lo que mantiene una tenacidad adecuada para las inclusiones duras ocasionales que se encuentran en las alimentaciones de carbón.
Paracoque de petróleo y coque calcinadoLa trituración con martillo, el menor riesgo de material atrapado y la composición de alimentación más consistente permiten un cambio hacia aleaciones más duras y resistentes a la abrasión-. El hierro con medio-cromo (Cr12–Cr15) es la recomendación estándar para aplicaciones de trituradoras de martillo de coque, ya que ofrece intervalos de servicio sustancialmente más largos que el Mn13 en el entorno de abrasión-dominante del coque.
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Trituradora de rodillos - Tamaño preciso del producto para carbón y coque
Las trituradoras de rodillos (trituradoras de doble-rodillo y triple-rodillo) se utilizan ampliamente en la preparación de carbón por su capacidad para producir una distribución de tamaño de producto estrecha y controlada con precisión con una generación mínima de finos - un requisito crítico para los contratos de carbón térmico que penalizan la fracción excesiva de finos, y para la preparación de carbón coquizable donde la distribución del tamaño de las partículas afecta la densidad de carga del horno de coque y la resistencia del coque.
En el manejo de coque para fundiciones de aluminio y acerías, las trituradoras de rodillos son la máquina dominante para dimensionar el coque de petróleo calcinado y el coque metálico según las estrictas especificaciones requeridas para la producción de ánodos o la preparación de la carga de altos hornos.
Los principales consumibles de desgaste en una trituradora de rodillos son losrodar conchas(los revestimientos de desgaste cilíndricos que cubren los rodillos trituradores) y, en configuraciones de rodillos-dentados, lostriturar segmentos o dientes. Las carcasas de los rodillos sufren un desgaste predominantemente abrasivo en toda su superficie, con un patrón de desgaste relativamente uniforme pero que se acelera en la zona de contacto entre los dos rodillos.
Selección de aleaciones para piezas de desgaste de trituradoras de rodillos.Para trituradoras de rodillos de carbón que procesan menores-alimentos de cenizas,mn13Las carcasas de los rodillos proporcionan una vida útil adecuada con la dureza necesaria para sobrevivir a intrusiones ocasionales de roca dura. Para carbón con mayor-ceniza y para trituración de rodillos de coque,acero de aleación de cromo medio-(Cr12–Cr15)ofrece un intervalo de servicio de la carcasa del rodillo sustancialmente más largo. El acero de aleación-resistente a la abrasión (grados equivalentes ABREX-, dureza Brinell de 400 a 500 HB) representa una alternativa rentable-para la trituración de rodillos de coque, donde el régimen de abrasión consistente y de bajo-impacto se puede anticipar de manera confiable y la reserva de tenacidad al impacto es menos crítica.
Productos DUMA recomendados para trituración por rodillo/rodillo:
Trituradora de impacto - Dimensionamiento secundario en la preparación de carbón
Las trituradoras de impacto de eje horizontal (HSI) se utilizan en algunas configuraciones de preparación de carbón para el dimensionamiento secundario, particularmente en plantas que procesan carbones con bajo contenido de ceniza-donde el contenido reducido de impurezas minerales limita el desgaste abrasivo a niveles manejables. El diseño de rotor abierto del HSI y el fácil acceso a la barra de soplado lo hacen atractivo desde el punto de vista operativo para entornos de alta-rotación de consumibles, como la trituración de carbón.
Para aplicaciones HSI de carbón,Barras de golpe mn13son la base estándar y brindan resistencia contra la ocasional piedra del techo o la banda de piedra de hierro en el avance. Para obtener alimentaciones más limpias y con menos-cenizas,barras de golpe de hierro cromado-medianas (Cr8–Cr12)proporcionar una vida de abrasión mejorada. Las barras de soplado con muy alto-cromo (Cr26–Cr30) recomendadas para aplicaciones de abrasión pura, como piedra caliza y arenisca limpia, generalmente no son apropiadas para la trituración de carbón, debido a su fragilidad cuando se encuentran con intrusiones minerales más duras.
Productos DUMA recomendados para trituración por impacto en aplicaciones de carbón:
- Barras de soplado con alto contenido de cromo
- Barras de golpe para trituradora de impacto
- piezas de trituradora de impacto de piedra
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Resumen de selección de aleaciones para trituración de carbón y coque
Lo siguiente refleja la guía estándar-de la industria para la selección de aleaciones de piezas de desgaste de carbón y coque, consistente con las recomendaciones publicadas por los principales fabricantes de equipos de preparación de carbón y la Coal Preparation Society of America (CPSA):
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Material |
Tipo de trituradora |
Aleación recomendada |
Notas |
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Carbón térmico, bajo en cenizas (<15%) |
Trituradora de martillo |
mn13 |
Línea de base estándar; buena tenacidad para material atrapado |
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Thermal coal, high ash (>20%) |
Trituradora de martillo |
Medio-cromo Cr8–Cr15 |
Mejor resistencia a la abrasión frente al Mn13 |
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Carbón coquizable |
Trituradora de martillo/rollo |
Mn13 o Cr12 |
Perfil seleccionado por contenido de cenizas. |
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Coque de petróleo (verde o calcinado) |
Trituradora de martillo/rollo |
Cr12–Cr15 |
El bajo riesgo de atrapamiento permite una aleación más dura |
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coca cola |
trituradora de rodillos |
Cr12 o AR400–500 HB |
Abrasión-dominante; alimentación consistente |
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Carbón, cualquier grado. |
Trituradora de impacto (HSI) |
Mn13/Cr8–Cr12 |
Evite niveles muy altos de cromo (Cr26+) |
Principio de selección clave:En aplicaciones de carbón y coque, no se puede confiar en el comportamiento de endurecimiento por trabajo-del acero austenítico al manganeso porque el entorno de bajo-impacto de la trituración del carbón no genera tensión suficiente para activar la transformación-de endurecimiento por trabajo en la superficie del revestimiento. Elija grados de aleación según la dureza de la superficie adecuada a la condición de abrasión real - y no según el potencial de endurecimiento por trabajo-.
¿Por qué elegir DUMA para piezas de desgaste para trituración de carbón y coque?
- Ingeniería de aleaciones con coste-optimizado.DUMA entiende que las piezas de desgaste de carbón y coque son consumibles de gran-volumen y costes-sensibles. Nuestras formulaciones de aleaciones de Mn13 y de medio-cromo están calibradas específicamente para el régimen de desgaste dominante de bajo-impacto y abrasión-del procesamiento de carbón y coque - y no simplemente adaptados de los grados de minería de roca dura-. Esto significa que usted paga por el rendimiento de la aleación que su aplicación realmente necesita, sin pagar de más por las reservas de tenacidad que el servicio de carbón y coque no requiere.
- Capacidad de producción de alto-volumen.Con 4 juegos de hornos de inducción de frecuencia media- de 3 a 8 toneladas y 4 juegos de hornos de gas natural de 10 a 20 toneladas funcionando internamente-, DUMA puede sostener los altos volúmenes de producción y los ciclos cortos de reabastecimiento que requieren las plantas de preparación de carbón y los sistemas de manejo de coque. Los artículos en existencia se envían en un plazo de 7 a 10 días; Pedidos de aleaciones personalizadas en un plazo de 35 a 45 días.
- Compatible con las principales marcas de trituradoras de carbón.Las piezas de desgaste de trituradoras de martillos de DUMA cubren las configuraciones de rotor y las geometrías de revestimiento de los principales fabricantes de equipos originales de trituradoras de carbón utilizadas a nivel mundial en la preparación de carbón, el manejo de coque y los sistemas de preparación de combustible para generación de energía. Para modelos de trituradoras menos comunes u obsoletos, el servicio de ingeniería inversa de DUMA produce reproducciones dimensionales precisas a partir de muestras de piezas desgastadas o dibujos de ingeniería.
- Calidad certificada ISO 9001:2015.Cada lote de producción es rastreable mediante análisis químicos, certificación de dureza e inspección metalográfica. La química constante de la aleación garantiza que la vida útil del martillo de un lote sea predecible desde el último - esencial para la planificación del mantenimiento en plantas de preparación de carbón en funcionamiento-continuo.
- Diseños personalizados de martillo y revestimiento.El equipo técnico de DUMA puede optimizar la geometría de la cara del martillo, la distribución del peso y la selección de materiales para tipos de carbón específicos, configuraciones del rotor de la trituradora y requisitos de tamaño del producto. Esto es particularmente relevante para los granuladores de anillo y los molinos de martillos de carbón especiales, donde los martillos de repuesto estándar pueden no reflejar el perfil óptimo para su material y circuito específicos.
P: ¿Por qué se recomienda Mn13 para la trituración de carbón en lugar de los grados-de manganeso más altos (Mn18, Mn22) utilizados en la minería de roca dura-?
R: Los grados de manganeso-más altos (Mn18, Mn22) obtienen su resistencia al desgaste del -endurecimiento por trabajo -, un proceso que requiere una tensión de impacto significativa para activarse. El carbón es demasiado blando para generar el estrés de impacto necesario para esta transformación. En el servicio de carbón, el Mn18 y el Mn22 se desgastan por abrasión de la superficie antes de que el endurecimiento por trabajo-se active significativamente, sin un rendimiento mejor que el Mn13 y con un mayor costo de material. El Mn13 proporciona la dureza necesaria para sobrevivir a los impactos de materiales atrapados y, al mismo tiempo, es el grado adecuado en términos de costo-para el régimen de desgaste del carbón.
P: ¿Cuándo debo actualizar de Mn13 a hierro con cromo medio-para las piezas de desgaste de la trituradora de martillos?
R: Cuando su alimentación de carbón tiene un contenido de cenizas minerales consistentemente alto (por encima del 18 % al 20 %), una alta proporción de cuarzo en la fracción de ceniza, o cuando la vida útil del martillo de Mn13 es inaceptablemente corta para su mineral específico - generalmente por debajo de 300 a 400 horas de operación por juego. El hierro con medio-cromo (Cr8–Cr15) proporciona una vida útil significativamente más larga ante la abrasión en estas condiciones. DUMA puede asesorarle sobre el punto de cruce según las especificaciones de su carbón y los datos actuales de tasa de desgaste.
P: ¿Puede DUMA suministrar piezas de desgaste tanto para las trituradoras de martillos de carbón como para las trituradoras de rodillos de coque?
R: Sí. DUMA produce piezas de desgaste para trituradoras de martillos (martillos y placas de revestimiento) y piezas de desgaste para trituradoras de rodillos (carcasas de rodillos y segmentos de trituración) para aplicaciones de carbón y coque. Proporcione la marca, modelo, dimensiones del rotor o rodillo de su trituradora y las especificaciones de aleación actuales cuando realice una consulta.
P: ¿El tipo de coque (coque verde, coque calcinado o coque metálico) afecta la selección de piezas de desgaste?
R: Sí. El coque de petróleo calcinado es significativamente más duro y abrasivo que el coque verde debido a la eliminación de materia volátil durante la calcinación, lo que aumenta la rigidez estructural y la nitidez de las superficies de fractura de las partículas. El servicio de coque calcinado generalmente garantiza un grado de aleación más duro (Cr15 o superior) en comparación con el procesamiento de coque verde. El coque metálico procedente de los hornos de coquización también es relativamente duro y se beneficia de la familia de aceros de aleación con resistencia media-al cromo o a la abrasión-en comparación con el acero al manganeso simple.
P: ¿Cuál es la vida útil típica de los martillos de Mn13 en la preparación de carbón?
R: La vida útil varía significativamente según el contenido de cenizas de carbón, el rendimiento y la configuración de la trituradora. En el servicio de carbón térmico con bajo contenido de cenizas (10-15 % de cenizas), se puede lograr una vida útil del martillo de Mn13 de 500 a 1000 horas de funcionamiento. En servicio con alto contenido de cenizas (entre 25 y 35 % de cenizas), los intervalos de 200 a 400 horas son más típicos. DUMA puede proporcionar datos de referencia de operaciones de preparación de carbón comparables a pedido.
P: ¿Puede DUMA revertir-los perfiles de martillo de ingeniería para modelos de trituradoras más antiguos o descontinuados?
R: Sí. El servicio de ingeniería inversa de DUMA produce modelos 3D precisos a partir de muestras de piezas desgastadas, mediciones físicas o dibujos de ingeniería originales, lo que permite la producción de reemplazo directo para modelos de trituradoras donde las piezas OEM ya no están disponibles o los plazos de entrega son inaceptables.
Las operaciones de preparación de carbón y manipulación de coque compiten en costo por tonelada. En un entorno de bajo-margen donde el costo de energía, la mano de obra de mantenimiento y el consumo de piezas afectan directamente la rentabilidad, la selección de piezas de desgaste es una de las pocas variables controlables que se agravan significativamente a lo largo de un año operativo.
El equipo técnico de DUMA está disponible para revisar las especificaciones de su carbón, la configuración de su trituradora y el rendimiento actual de las piezas de desgaste para recomendar la aleación y el diseño que le brindarán el costo más bajo posible por tonelada de material procesado.
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