Ingrese a cualquier planta trituradora y pregúntele al ingeniero de mantenimiento qué grado de manganeso utilizan, y es probable que obtenga una respuesta segura respaldada por el hábito en lugar de la ingeniería. La mayoría de las operaciones utilizan de forma predeterminada lo que ordenó el administrador del sitio anterior, o simplemente eligen el número más alto disponible bajo el supuesto de que más manganeso significa mejor rendimiento. Esa suposición no sólo es errónea - sino que además es bastante cara.
La realidad es que seleccionar el grado de manganeso correcto es un ejercicio de combinación entre su material, su tipo de trituradora y sus condiciones de operación. Utilice el grado incorrecto en la aplicación incorrecta y desgastará las piezas más rápido de lo necesario o las romperá por completo. Comprender por qué Mn13, Mn18 y Mn22 se comportan de manera diferente bajo carga es la base de toda decisión acertada sobre piezas de desgaste.
La trituradora esta funcionando
Por qué el acero al manganeso funciona como lo hace
Los tres grados pertenecen a la familia de aceros austeníticos al manganeso, desarrollados originalmente por Sir Robert Hadfield en 1882 y que siguen siendo el material dominante para los revestimientos de trituradoras en todo el mundo. El comportamiento definitorio de estas aleaciones es el endurecimiento por trabajo. Cuando la superficie del acero se somete a repetidos impactos de compresión, la microestructura austenítica sufre una transformación inducida por tensión-mediante macla mecánica y conversión martensítica. El resultado es un aumento progresivo en la dureza de la superficie, desde aproximadamente 200 HB en la condición de fundición hasta 450 a 550 BHN o más durante la trituración activa, mientras que el núcleo permanece lo suficientemente resistente y dúctil para absorber los golpes sin fracturarse.
El detalle crítico que la mayoría de los compradores pasan por alto es este: la respuesta de endurecimiento del trabajo requiere que se active la energía de impacto adecuada. Sin suficiente impacto, el acero permanece blando y simplemente se desgasta. Cuanto mayor sea el contenido de manganeso, mayor será el límite de dureza potencial, pero también mayor será el umbral de energía de impacto necesaria para alcanzarlo. Esta es precisamente la razón por la que ejecutar Mn22 en una aplicación-de baja energía es contraproducente. El acero nunca se endurece, la superficie permanece cerca de su suavidad original y las tasas de desgaste se aceleran en lugar de mejorar. Paga una prima de costo por una desventaja de rendimiento.
Lo que realmente ofrecen los tres grados
El número en la designación de cada grado se refiere al porcentaje aproximado de manganeso en la aleación. Las adiciones de cromo, indicadas por el sufijo Cr en grados como Mn13Cr2 o Mn18Cr2, mejoran la dureza inicial y promueven una distribución más fina del carburo, razón por la cual la mayoría de los fabricantes de piezas de desgaste importantes ahora suministran versiones modificadas con cromo-como estándar.
| Calificación | contenido mn | Superficie endurecida por trabajo (BHN) | Mejor perfil de aplicación |
|---|---|---|---|
| Mn13/Mn13Cr2 | ~13% | 450 a 500 | Roca blanda a media, piedra caliza, reciclaje, carga variable |
| Mn18/Mn18Cr2 | ~17–19% | 500 a 550 | Roca dura, granito, basalto, alimentación estranguladora consistente |
| Mn22/Mn22Cr2 | ~21–23% | 550+ | Trabajo extremo, cuarcita, taconita, minerales con alto contenido de sílice |
Mn13 es el grado que maneja bien la imprevisibilidad. Su contenido de manganeso relativamente moderado le otorga una excelente tenacidad y una alta tolerancia al impacto, lo que lo convierte en la opción correcta cuando las condiciones de alimentación varían, cuando el hierro atrapado o las barras de refuerzo pueden ingresar a la cámara, o cuando el material que se tritura es piedra caliza, dolomita u otros agregados más blandos. Se endurece adecuadamente bajo impacto moderado y ofrece una vida útil confiable a un menor costo de material por unidad. Exigir un grado más alto aquí no prolongará la vida útil del revestimiento. Lo acortará.
Mn18 es el estándar de la industria por una razón. Con un contenido de manganeso del 17 al 19 por ciento, se encuentra en el punto de equilibrio óptimo entre dureza y potencial de endurecimiento por trabajo para la más amplia gama de aplicaciones de roca dura. En condiciones constantes de alimentación de estrangulamiento, las superficies de Mn18 alcanzan entre 500 y 550 BHN en servicio, lo que brinda el tipo de retención de bordes del que dependen los operadores de canteras de granito y plantas de agregados de basalto. Si corres con roca dura y no estás seguro de por dónde empezar, Mn18 es casi siempre la primera opción correcta.
Mn22 es un grado especializado, no una actualización universal. Alcanza los valores de dureza endurecidos por trabajo más altos de los tres, pero exige condiciones de trituración genuinamente agresivas y de alta-energía para llegar allí. Las aplicaciones que justifican el Mn22 incluyen cámaras de trituración primaria gruesa que procesan cuarcita, agregados con alto contenido de sílice-, mineral de hierro o taconita, donde el Mn18 se desgasta notablemente más rápido que los objetivos de campaña aceptables.
Placas fijas y oscilantes de mandíbula Mn13: cuando el grado inferior es la decisión correcta
Uno de los errores más persistentes en la selección del revestimiento de una trituradora de mandíbulas es especificar un grado de manganeso más alto que el que realmente garantiza la aplicación.Placas fijas y oscilantes de mandíbula Mn13siguen siendo la especificación correcta en una gama más amplia de aplicaciones de lo que muchos operadores creen. En operaciones de reciclaje que procesan escombros de demolición de concreto, en trituradoras de mandíbulas secundarias que manejan agregados pre-triturados y en cualquier aplicación de mandíbulas donde la composición de la alimentación es variable y el riesgo de atrapamiento de metales es real, las placas de Mn13 ofrecen una tenacidad y absorción de impacto superiores en comparación con las de Mn18 o Mn22.
La geometría de la trituradora de mandíbulas también importa. Tanto la placa de mandíbula fija, que está montada en el marco estacionario, como la placa de mandíbula oscilante, que se fija al pitman y proporciona el movimiento de cierre, experimentan un desgaste altamente localizado concentrado en la zona de aplastamiento inferior. Cuando el material de alimentación no es consistentemente lo suficientemente duro como para lograr un endurecimiento completo, el manganeso en grados superiores permanece en su estado austenítico blando y la superficie de la placa se desgasta por simple abrasión. Las placas fijas y oscilantes de mandíbula Mn13 en estas condiciones superarán a las de calidad superior porque la relación entre tenacidad-y-costo es más apropiada para el mecanismo de desgaste real.
Las placas de mejillas en las trituradoras de mandíbulas suelen ser un grado más bajo que las propias placas de mandíbulas exactamente por esta razón. Una configuración de campo común combina placas de mandíbula de Mn18Cr2 con placas de mejilla de Mn13Cr2 o Mn14, ya que las placas de mejilla sufren menos impacto de compresión y más abrasión por deslizamiento.
Placas fijas y oscilantes de mandíbula DUMA Mn13
Mn18 para operaciones de trituradora de mandíbulas móvil
Las operaciones de trituración móviles presentan un conjunto específico de desafíos que hacen que la selección de materiales sea más importante que en las instalaciones de plantas fijas. La consistencia del alimento cambia constantemente a medida que la máquina recorre un sitio. Los eventos de impacto provenientes de material de gran tamaño, contaminación y tipos variables de rocas son más frecuentes que en ambientes de plantas controladas. El costo de un cambio de revestimiento no planificado en una unidad móvil implica no sólo las piezas sino también el tiempo de inactividad de la máquina, retrasos en el posicionamiento y la interrupción de la secuencia de excavación.
El Mn18 para aplicaciones de trituradoras de mandíbulas móviles se ha convertido en la recomendación estándar de la industria precisamente porque maneja bien esta variabilidad. El mayor contenido de manganeso en comparación con el Mn13 le brinda una ventana de endurecimiento por trabajo más amplia y su resistencia al impacto sigue siendo lo suficientemente alta como para absorber los eventos de impacto que son comunes en la operación móvil sin el riesgo de agrietamiento que el Mn22 puede presentar cuando las condiciones de impacto son inconsistentes. Los operadores que procesan granito, piedra caliza dura o roca dura mixta en una trituradora móvil obtendrán consistentemente campañas de revestimiento más largas y predecibles con Mn18 que con cualquiera de los grados vecinos.
El tipo de trituradora determina la calidad correcta
La misma roca procesada a través de diferentes tipos de trituradoras puede requerir diferentes grados de manganeso porque el perfil de carga mecánica cambia fundamentalmente entre los tipos de máquinas.
En las trituradoras de mandíbulas, el mecanismo de desgaste dominante es el impacto de compresión combinado con algo de abrasión por deslizamiento a medida que el material atraviesa la cámara. Mn13Cr2 maneja la mayoría de las aplicaciones de piedra caliza y reciclaje; Mn18Cr2 es el estándar para la trituración primaria de granito y roca dura; El Mn22Cr2 se justifica sólo para trituradoras de mandíbulas muy grandes que procesan minerales de abrasión realmente alta-.
En las trituradoras de cono, la interacción entre el manto y el revestimiento del tazón crea una acción de compresión que es menos impactante pero más continua que la trituración de mandíbula. Mn18Cr2 es el valor predeterminado de la industria para los revestimientos de trituradoras de cono secundarias y terciarias en la producción de roca dura. Mn13Cr2 es adecuado para conos de trituración fina donde el ajuste del lado cerrado es ajustado y la energía de impacto por ciclo es menor. Mn22Cr2 sirve para conos primarios de alto-rendimiento en minería de roca dura donde la abrasividad de la alimentación es consistentemente severa.
En las trituradoras de impacto de eje horizontal, el cálculo cambia. Las barras de impacto experimentan un impacto a alta velocidad en lugar de una fuerza de compresión, y el mecanismo de desgaste está dominado por la abrasión en lugar de la compresión. El acero al manganeso simple a veces es desplazado por completo por el hierro blanco con alto contenido de cromo en aplicaciones HSI altamente abrasivas, aunque las barras de soplado Mn14 y Mn18Cr2 siguen siendo apropiadas donde el riesgo de atrapamiento de metales hace que la tenacidad sea una prioridad sobre la resistencia pura a la abrasión.
Protocolo de interrupción-: el paso que omiten la mayoría de las operaciones
Seleccionar la calificación correcta es sólo la mitad de la ecuación. Los nuevos revestimientos de manganeso llegan de la fundición con una dureza Brinell de aproximadamente 200 a 220, que es esencialmente acero blando. Requieren un rodaje controlado-para desarrollar la capa superficial-endurecida que ofrece una vida útil de diseño.
Hacer funcionar un nuevo revestimiento de manganeso a plena capacidad de inmediato es una de las formas más confiables de acortar su vida útil. Bajo carga completa antes de que la superficie se haya endurecido, el manganeso puede deformarse plásticamente en lugar de endurecerse por deformación. En los mantos de las trituradoras de cono, esto produce un flujo de metal, donde el material literalmente migra bajo presión, distorsionando el perfil y potencialmente bloqueando el anillo de ajuste. El protocolo correcto es operar la trituradora a aproximadamente el 50 por ciento de su capacidad nominal durante las primeras cuatro a seis horas, permitiendo que el mecanismo de endurecimiento de la superficie establezca una capa de armadura estable antes de que la carga progresiva aumente hasta alcanzar tasas de producción completas.
Tomar la decisión
Tres preguntas resuelven la mayoría de las decisiones de selección del grado de manganeso: ¿Cuál es la dureza y abrasividad de su material de alimentación? ¿Cuál es el tipo de trituradora y qué energía de impacto genera en su configuración operativa? ¿Ha observado grietas, lo que sugiere una calidad demasiado alta, o desgaste abrasivo inusualmente rápido, lo que sugiere una calidad demasiado baja?
Las respuestas a esas tres preguntas se relacionan más directamente con el rendimiento del revestimiento que cualquier especificación del catálogo. Mn13 no es una opción económica y Mn22 no es una mejora automática del rendimiento. Son herramientas diseñadas para trabajos específicos, y la operación que las utiliza correctamente siempre superará a la que lo hace por costumbre o por precio.
