Если у вас когда-нибудь конусная дробилка выходила из строя в середине-смены из-за преждевременного тресания кожуха, вы уже знаете, что реальная стоимость не имеет ничего общего со стоимостью детали. Это незапланированные простои, простаивающие бригады, задержка доставки вашему нижестоящему клиенту. Вопрос, к которому в конечном итоге возвращается большинство менеджеров по закупкам, заключается не в том, «какая мантия самая дешевая?» но «кто на самом деле знает, как сделать долговечный?»
В этой статье вы познакомитесь с литейным заводом Duma в провинции Цзянси, Китай, и познакомитесь с каждым этапом процесса отливки 3-корпуса конусной дробилки - выбор материала, контроль процесса и контрольные точки качества, которые отделяют надежную изнашиваемую деталь от азартной игры.
Прямая трансляция мастер-класса DUMA
Шаг 1: Все начинается с металлургии, а не с форм
Самое важное решение в производстве мантии принимается до того, как металл будет плавлен. Марганцевая сталь уже более столетия является основным материалом для изнашиваемых деталей дробилок, и на это есть веская причина: она-затвердевает под воздействием ударов, а это означает, что поверхность становится все более твердой по мере того, как она поглощает дробящую силу, в то время как сердечник остается достаточно прочным, чтобы поглощать удары без образования трещин.
Но не вся марганцевая сталь работает одинаково. В кожухах конусных дробилок обычно используются следующие марки:
Mn13Cr2- стандартная высоко-марганцовистая сталь, содержание марганца 11–14 %, подходит для дробления известняка средней-абразивности и речного гравия.
Mn18Cr2- более высокое содержание марганца (17–19 %), более глубокая реакция-отверждения, лучше подходит для твердых пород, таких как гранит и базальт.
Mn22Cr3- используется в приложениях с экстремальными-ударами, таких как большие первичные вращающиеся кожухи, где прочность и твердость поверхности имеют решающее значение.
Для кожуха конусной дробилки массой 3-тонны, отправляемого в гранитный карьер, мы обычно указываем Mn18Cr2. Добавление 2% хрома (Cr2) улучшает структуру карбида, улучшая как стойкость к истиранию, так и стабильность размеров во время термообработки. Заказчик сообщает нам тип руды, размер загрузки и целевое время работы каждого комплекта футеровок — мы выбираем сорт соответственно.
Совет по закупкам:Никогда не принимайте мантию, названную просто «высоким содержанием марганца». Перед утверждением заказа запросите у поставщика сертификат химического состава (отчет спектрометрии). Mn13 и Mn18 имеют существенно разный срок службы при абразивном применении, но разница в цене часто незначительна.
Шаг 2: Точность выкройки и подготовка формы
Мантия представляет собой большую асимметричную коническую отливку. Для точного изготовления требуется высокоточный-шаблон - физической модели, определяющей полость формы. Ошибки в размерах на этом этапе каскадные: кожух, который неправильно сидит на головке конуса, создает неравномерное контактное напряжение, ускоряет локальный износ и в худших случаях приводит к смещению и вращению вкладыша во время работы.
В компании Duma мы используем шаблоны,-обработанные на станках с ЧПУ для всех повторяющихся производственных мантий, а также создаем новые шаблоны на основе проверенных чертежей или-предоставленных клиентами образцов для индивидуальных заказов. Сама форма представляет собой песчаную форму, связанную смолой-, состоящую из двух половин (запираемая и перетаскиваемая). Смоляной песок обеспечивает более строгий контроль размеров, чем более старые методы глиняного-сырого песка, а обработка поверхности снижает необходимость в пост-механической обработке на не-критических поверхностях.
Для отливки весом 3-тонны литниковая система - (сеть каналов, через которые расплавленный металл поступает в форму) тщательно спроектирована для контроля скорости заполнения и минимизации турбулентности. Турбулентный поток вносит в отливку газовые и оксидные включения. Стояки (резервуары расплавленного металла, расположенные в определенных точках) питают отливку по мере ее усадки во время затвердевания, предотвращая образование внутренних пустот, известных как усадочные полости. Правильное выполнение этих задач — вот где действительно важен опыт литейного производства; Правильное размещение стояка для 3-тонной мантии — это не то же самое, что увеличение челюстной плиты массой 500 кг.
Шаг 3. Плавление и заливка -, где фиксируется химический состав
Для плавки мы используем индукционные печи средней-частоты. Индукционные печи обеспечивают точный контроль температуры и позволяют корректировать химический состав-в режиме реального времени путем добавления легирующих элементов. Для Mn18Cr2 мы ориентируемся на температуру расплавленной ванны примерно 1520–1560 градусов перед выпуском.
Перед разливкой отбирают пробу расплава на оптико-эмиссионный спектрометрический анализ. Это занимает примерно четыре минуты и подтверждает, что марганец, углерод, кремний, хром, фосфор и сера находятся в пределах нормы. В частности, содержание фосфора должно поддерживаться на уровне ниже 0,06 %, - повышенное содержание фосфора вызывает охрупчивание стали с высоким-марганцем, что проявляется в преждевременном разрушении под ударной нагрузкой, а не в постепенном износе.
Если анализ показывает, что какой-либо элемент выходит за пределы диапазона, мы корректируем его перед постукиванием. Заливка продолжается только после подтверждения химического состава.
Заливка 3-тонной формы требует контролируемой скорости. Слишком быстро, и турбулентность приводит к дефектам; слишком медленно, и металл начинает затвердевать в литниковой системе до того, как форма будет заполнена. Мы рассчитываем время заливки и контролируем ее через разливочную чашку, чтобы обеспечить постоянный поток.
Шаг 4. Термическая обработка - Превращение отливок в изнашиваемые детали
Свежезатвердевшая отливка из стали с высоким-марганцем на самом деле является хрупкой и непригодной для использования в-литом состоянии. Микроструктура содержит карбиды на границах зерен, которые делают материал склонным к разрушению. Термическая обработка устраняет эту хрупкость и развивает аустенитную структуру, которая придает марганцевой стали характерное сочетание вязкости и способности к деформационному упрочнению.
Процесс изготовления мантий Mn18Cr2:
Отжиг в растворе:Отливку нагревают примерно до 1050–1100 градусов и выдерживают до равномерной температуры по всему сечению-. Для мантии весом 3 тонны время выдержки обычно составляет 4–6 часов, в зависимости от толщины стенки в самой толстой секции.
Закалка водой:Отливку быстро переносят в закалочную ванну и погружают в воду, быстро охлаждая ее от температуры раствора до температуры ниже 300 градусов. Это «замораживает» аустенитную микроструктуру, предотвращая повторное осаждение карбидов.
Осмотр:После закалки мантия проверяется визуально и размерно перед дальнейшей обработкой. На этом этапе выявляются и устраняются закалочные трещины -, которые могут возникнуть, если перемещение из печи в резервуар происходит слишком медленно или если отливка имеет остаточные температурные градиенты -.
Шаг 5: Обработка и окончательный контроль
После термообработки выбранные контактные поверхности обрабатываются на станке с ЧПУ-до окончательных допусков. Для кожуха конусной дробилки критическими поверхностями являются посадочное отверстие (соприкосновение с конусной головкой) и монтажная резьба или контактная поверхность стопорной гайки. Они должны быть обработаны с теми же допусками, что и чертеж OEM -. Разница в диаметре посадочного места в 0,3–0,5 мм может означать, что кожух раскачивается при установке, а не притирается правильно.
Для проверки размеров используются калиброванные штангенциркули, нутромеры, а для сложных профилей - проверка КИМ (координатно-измерительной машины) по чертежу клиента. Испытание на твердость проводится в нескольких точках по поверхности оболочки с использованием твердомера по Бринеллю, подтверждая, что термообработка позволила достичь требуемого диапазона твердости (обычно 170–240 HB для обработанного раствором Mn18, при этом ожидается, что при деформационном-упрочнении в процессе эксплуатации она возрастет до 450–550 HB).
Окончательная проверка включает проверку поверхности на наличие трещин, поверхностной пористости или холодных замыканий (видимые швы на поверхности отливки, возникшие в результате встречи двух металлических потоков без полного сплавления). Детали, прошедшие все проверки, проходят-пескоструйную обработку и покрываются-антикоррозийным покрытием перед отправкой.
Выбор подходящей мантии для вашего применения: практическое руководство
В приведенном выше пошаговом руководстве описан процесс литья, но менеджерам по закупкам также необходима основа для выбора подходящей мантии перед заказом. Три переменные определяют правильный выбор:
Твердость и абразивность руды.Для известняка и мягких руд (твердость по шкале Мооса ниже 5) Mn13Cr2 обеспечивает достаточный срок службы при меньших затратах. Для гранита, базальта, железной руды и других твердых или высокоабразивных материалов (Mohs 6–7+) Mn18Cr2 или Mn22Cr2 обеспечивают значительно более длительный срок службы гильзы. В условиях чрезвычайно высоких-ударных нагрузок, таких как крупные вращающиеся дробилки первичного дробления, кожух вставки TiC внедряет стержни из карбида титана в матрицу марганца, продлевая срок службы футеровки в 1,5–2 раза по сравнению со стандартными марганцевыми марками.
Профиль камеры и модель дробилки.Манжеты не являются взаимозаменяемыми в разных моделях конусных дробилок. Геометрия камеры - крупная, средняя или мелкая - влияет на угол захвата, диапазон размеров загрузки и форму продукта. При покупке манжет на вторичном рынке всегда указывайте модель дробилки, номер детали и текущий профиль камеры.
Целевая стоимость за тонну дробленого сырья.Это показатель, который действительно имеет значение. Мантия, которая стоит на 20 % дешевле, но требует на 35 % меньше часов работы за комплект, увеличивает общую стоимость изнашиваемых деталей. Запрашивайте у поставщиков документированные данные о сроке службы при сопоставимых условиях эксплуатации, а не только характеристики твердости.
думыДетали конусной дробилкивыпускается марок Mn13, Mn18 и Mn22. В частности, для серий Metso GP и HPМантия и футеровка чаши для конусной дробилки Metsoпредлагает OEM-профили, соответствующие HP200–HP500 и семейству GP300/GP500. Для самых требовательных абразивных примененийВкладыш чаши из карбида титана (TiC) и подбарабаньестоит оценить - более высокие первоначальные затраты обычно окупаются в течение двух-трех циклов замены футеровки за счет увеличения времени эксплуатации и снижения частоты остановов.
Для полных комплектов вкладышейМантия вкладыша вогнутой чаши из высокомарганцовистой стали для конусной дробилкиспроектирован как согласованная пара с профилями кожуха, обеспечивая одинаковый угол захвата и рисунок износа по всей камере дробления.
Детали конусной дробилки DUMA
Резюме: что проверить перед размещением заказа
Мантия конусной дробилки, которая выходит из строя раньше, редко выходит из строя по одной причине. Обычно это сочетание несоответствующей марки сплава, дефекта отливки, не обнаруженного при контроле качества, и профиля камеры, который не совсем соответствует геометрии дробилки. Работа с поставщиком, который может документировать каждый этап описанного выше процесса -, а не просто вручать вам сертификат -, является наиболее надежной защитой от такого результата.
Прежде чем окончательно оформить заказ на кожух, проверьте: марку сплава с отчетом спектрометрии, процесс термообработки и целевой диапазон твердости, допуски на размеры посадочного отверстия, а также отливал ли поставщик эту конкретную модель дробилки ранее. Если они не могут ответить на эти вопросы письменно, это ваш ответ.
Свяжитесь с технической командой Duma и сообщите модель вашей дробилки, тип руды и текущее время работы футеровки -, мы порекомендуем правильную марку и профиль и предоставим сравнение с вашим существующим поставщиком, если это будет полезно.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Каков типичный срок поставки 3-тонной конусной дробилки китайского литейного завода?Стандартные профили для распространенных моделей дробилок (Metso HP, Sandvik CH, 5½ футов и 7 футов Symons) обычно могут быть доставлены в течение 3–5 недель, если сплав имеется на складе. Пользовательские профили, требующие новых выкроек, добавляют 2–4 недели на изготовление выкроек и первую-проверку изделия. При планировании запасов учитывайте морской транзит грузов (обычно 25–40 дней до большинства портов).
Вопрос: Как мне узнать, получаю ли я Mn18, а не Mn13, помеченный как Mn18?Запросите сторонний-сертификат спектрометрии, выданный на момент плавки, а не только внутренний-отчет производителя. Поставщики с хорошей репутацией предоставят номер плавки, соответствующий конкретной отливке. Mn18 и Mn13 визуально выглядят одинаково, поэтому единственным надежным подтверждением является документальное отслеживание.
Вопрос: Могу ли я использовать новую мантию с уже изношенной облицовкой вогнутой чаши?Это распространенная попытка-сэкономить средства, которую обычно не рекомендуется использовать. Когда вогнутая гильза изнашивается, ее профиль меняется - новая оболочка прижимается к вогнутой части с отклоненным-профилем, что создает неравномерное контактное напряжение, вызывает ненормальный износ новой гильзы и может сократить эффективный срок службы обеих деталей. Одновременная замена соответствующего комплекта футеровок обычно со временем приводит к более выгодным результатам с точки зрения затрат на тонну.
Вопрос: Что приводит к тому, что кожух конусной дробилки трескается, а не изнашивается?Растрескивание (в отличие от постепенного абразивного износа) обычно имеет одну из трех причин: содержание фосфора выше 0,06%, вызывающее охрупчивание, неполный отжиг на раствор во время термообработки (оставление карбидов на границах зерен) или проблемы с установкой, такие как покачивание мантии на конусной головке из-за несоответствия размеров. Отчет об анализе износа -, в котором исследуется поверхность излома -, обычно позволяет определить, какая причина имеет место.
Вопрос: Предлагаете ли вы OEM-чертежи для менее распространенных моделей дробилок?Да. Для того чтобы компания Duma произвела подходящую замену, достаточно предоставить подробный чертеж с основными размерами (диаметр головки конуса, угол конусности, посадочное отверстие, общая высота, вес) или образец изношенной оболочки для обратного измерения. Мы произвели кожухи для более чем 40 моделей дробилок различных брендов, включая Metso, Sandvik, Terex, Shanbao и нескольких региональных OEM-производителей. Отправьте свои спецификации через страницу решений Duma по изготовлению индивидуальных изнашиваемых деталей, чтобы получить соответствующее предложение.
