Решения по защите от износа HPGR

Поскольку HPGR должны работать с чрезвычайно высокими давлениями и абразивными материалами, износ является основной статьей эксплуатационных расходов и фактором их эффективности и доступности. Эффективная защита от износа имеет важное значение. Давайте проанализируем решения по защите от износа для шлифовальных валков высокого давления (HPGR).

Решения по защите от износа HPGR

1. Материалы и конструкция поверхности вала:

Базовый материал: корпус сердечника валка обычно изготавливается из высокопрочной кованой стали или иногда из специализированных чугунных сплавов, чтобы выдерживать огромные рабочие давления.

Конструкция поверхности износа: наиболее распространенные подходы к фактической поверхности износа:

Цельные валки (менее распространены для крупных агрегатов): весь корпус валка может быть изготовлен из износостойкого сплава, но это менее распространено для больших современных HPGR из-за стоимости и производственных проблем.

Сегментированные валки: поверхность валка изготовлена из нескольких литых или кованых сегментов, прикрепленных болтами или шпонками к корпусу валка. Это позволяет легче заменять изношенные секции.

Шины/втулки: сменный внешний слой износа («шина» или «втулка») посажен в горячую форму или механически закреплен на валу/корпусе сердечника валка. Это очень распространенная и практичная конструкция, позволяющая легче заменять поверхность износа без замены всего корпуса валка.

2. Технологии защиты поверхности (применяемые к шинам/рукавам или сегментам):

Вот где лежат самые разные стратегии защиты от износа:

Сварные наплавки:

Процесс: Нанесение слоев чрезвычайно твердого, износостойкого сварочного материала на поверхность валков. Распространенные методы включают сварку под флюсом (SAW) или сварку открытой дугой (дуговая сварка порошковой проволокой - FCAW).

Материалы: Обычно сплавы с высоким содержанием хрома (CrC), сложные карбиды или иногда композиты из карбида вольфрама (WC) в матрице.

Характеристики: Создает очень твердую, износостойкую поверхность. Может быть многослойной. Часто наносится в определенных узорах (например, шеврон, вафля) для облегчения захвата и транспортировки материала. Часто может быть повторно сварена/отремонтирована несколько раз, как на месте, так и в мастерской.

Плюсы: Относительно экономичное первоначальное решение, ремонтопригодная, хорошо зарекомендовавшая себя технология.

Минусы: срок службы может быть разным в зависимости от руды; подвержены скалыванию или растрескиванию при очень сильном ударе или перепадах давления; качество сварки имеет решающее значение.

Шпильки/вставки из карбида вольфрама (WC):

Процесс: внедрение цилиндрических или специально сформированных шпилек из карбида вольфрама в предварительно просверленные отверстия в поверхности валка (шина/сегмент). Шпильки выступают над базовой поверхностью.

Механизм: шпильки принимают на себя прямое истирание. Важно, что мелкий материал уплотняется между шпильками, образуя «автогенный» или «самозащитный» слой, который защищает материал базовой поверхности валка. Износ происходит в основном на шпильках WC и этом слое захваченного материала.

Материалы: высококачественные спеченные шпильки из карбида вольфрама и кобальта (WC-Co).

Плюсы: превосходный срок службы, часто значительно дольше, чем наплавка в высокоабразивных приложениях; сохраняет относительно постоянный профиль поверхности по мере износа; способствует стабильной работе благодаря автогенному слою.

Минусы: более высокая начальная стоимость; требует специализированного производства; сложнее ремонтировать на месте (обычно требуется замена шин); возможна потеря шипов, если они изготовлены/установлены неправильно или если посторонний металл вызывает повреждение.

Литые износостойкие сегменты/плитки:

Процесс: крепление болтами или крепление износостойких литых блоков или плиток (часто из высокохромистого белого чугуна - HCWI или других специализированных сплавов) к корпусу валка или базовой конструкции шины.

Характеристики: в принципе аналогичны сегментированным валкам, но иногда могут применяться в виде более мелких, более многочисленных плиток.

Плюсы: позволяет заменять отдельные быстроизнашивающиеся секции; можно использовать очень твердые литые материалы.

Минусы: головки болтов/точки крепления могут быть точками износа; плитки могут трескаться или ослабевать; многочисленные соединения иногда могут влиять на защемление материала по сравнению со сплошной поверхностью.

Гибридные решения: Иногда используются комбинации, например, наплавка между рядами шпилек или различные решения на разных частях поверхности валка.

3. Защита кромок (щеки):

Боковые стороны валков (кромки) также подвергаются значительному износу из-за давления материала и истирания.

Решение: защитные пластины, известные как «щековые пластины» или «краевые блоки», устанавливаются рядом с концами валков. Обычно они изготавливаются из стали с твердым покрытием, чугунных отливок с высоким содержанием хрома или иногда из керамики. Они предназначены для периодической замены. Правильная конструкция и обслуживание щековых пластин имеют решающее значение для предотвращения чрезмерного износа кромок на основных поверхностях валков.

4. Эксплуатационные соображения:

Управление подачей: постоянная подача дросселя имеет жизненно важное значение. Неравномерное распределение подачи приводит к неравномерному износу.

Управление давлением: работа в оптимальном диапазоне давления уравновешивает производительность, эффективность измельчения и скорость износа. Избыточное давление ускоряет износ.

Удаление инородных металлических включений: магниты и металлодетекторы выше по потоку необходимы для предотвращения катастрофического повреждения поверхностей валков.

Содержание влаги: может влиять на поток материала и абразивность.

Скорость валков: более высокие скорости обычно увеличивают скорость износа.

5. Мониторинг и обслуживание:

Мониторинг износа: Регулярное измерение диаметра и профиля валков (с использованием лазерных сканеров или профилемеров) имеет решающее значение для отслеживания скорости износа и прогнозирования графиков замены.

Мониторинг состояния: Вибрационный, температурный и акустический мониторинг может помочь обнаружить такие проблемы, как проблемы с подшипниками или неравномерная работа, которые могут усугубить износ.

Осмотры: Регулярные визуальные осмотры на предмет трещин, сколов, потерянных шпилек или повреждений щековой пластины.

Прогностическое обслуживание: Использование данных об износе и истории эксплуатации для планирования повторной наплавки (твердой наплавки) или замены шин/сегментов заранее, что сводит к минимуму время простоя.

Шлифовка валков: Периодическая шлифовка поверхностей валков (особенно с твердой наплавкой) может восстановить желаемый профиль и удалить неровности поверхности, хотя при этом удаляется пригодный для использования материал износа.

Факторы выбора:

Лучшее решение для защиты от износа во многом зависит от:

Характеристики руды: Абразивность (критически важно!), твердость, размер частиц, минералогия.

Рабочие параметры: Давление, скорость, целевые показатели производительности.

Бюджет: Начальная стоимость против долгосрочной стоимости владения (срок службы до износа, частота замены, время простоя).

Стратегия обслуживания: Возможности ремонта на месте против предпочтительности замены в мастерской.

Рекомендации OEM: Производители имеют большой опыт в различных областях применения.

Подводя итог, защита от износа HPGR включает в себя сочетание прочной конструкции ролика, передовых технологий защиты поверхности (в первую очередь, наплавки или WC-шпилек), эффективной защиты кромок, оптимизированных методов эксплуатации и тщательного мониторинга и обслуживания. Выбор зависит от области применения и направлен на наилучший баланс срока службы до износа, производительности и стоимости.