Madencilik, agrega üretimi veya geri dönüşüm işleriyle uğraşıyorsanız, kırıcı çekiç yorulma ömrü söz konusu olduğunda kesinlikle işin içindesiniz. Geçen hafta, yüksek Mn çelik çekiçlerini çok erken çeken bir taş ocağı operatörüyle görüştüm; tüm çelik çekiçlerin 12 ay dayanması gerektiğini düşünüyorlardı, ancak döngüsel yüklemenin, malzeme kalitesinin ve hatta kırıcınızı nasıl çalıştırdığınızın bile çoğu insanın düşündüğünden çok daha büyük bir fark yarattığı ortaya çıktı. Yüksek Mn'li çelik kırıcı çekiç tedarikçisi olarak bana sürekli şu soru soruluyor:Bütün gün boyunca tekrar tekrar darbe alan bu şeylerin gerçek yorulma ömrü nedir?Bunu sanki kahve içerken sohbet ediyormuşuz gibi anlatalım, gözlerinizi parlatacak sıkıcı bir jargon yok.
İlk önce sahneyi ayarlayalım. Bir kırıcı çekiç sallandığında, bu sadece tek bir sert darbe değildir; haftalar boyunca 7/24, her saat başı yüzbinlerce küçük, döngüsel darbedir. Yorgunluğa neden olan şey bu tekrarlanan yüklemedir, değil mi? Bir atacı ileri geri bükmeyi düşünün: ilk seferinde kırılmaz, ancak bir düzine kadar büküldükten sonra kırılır. Kırıcı çekiçler için de aynı fikir, çok daha ağır ve çok daha güçlü. Yüksek Mn çeliği (bu, yeni olan herkes için manganez çeliğidir) burada popülerdir çünkü çalışırken sertleşir, böylece darbe aldığında yüzey süper sertleşir, bu yüzden normal karbon çeliğinden daha iyi dayanır. Ancak yorulma ömrü herkese uyacak tek bir kalıp değildir; bir avuç temel faktöre bağlıdır.
Kullandığınız yüksek Mn çeliğinin kalitesiyle başlayalım. Tüm Mn çeliği eşit yaratılmamıştır. Pek çok alıcının, krom gibi alaşım elementlerinden mahrum kalan ucuz döküm çekiçlere yöneldiğini görüyorum, bu da her şeyi değiştiriyor. İyi yüksek Mn'li kırıcı çekiçlerin standardı Mn13Cr2'dir; bu kromu eklediğinizde tokluğu, aşınma direncini ve yorulma direncini de artırırsınız. Bir ton satıyoruzMn13Cr2 Kırıcı İçin Bimetal Çekiç Kafasıtam da bu nedenle. Bu arada, bimetal çekiçler çalışmayı sertleştiren yüksek Mn yüzeyini daha sert bir çekirdekle birleştirir, böylece büyük kayalarla sert bir şekilde vurulsa bile döngünün ortasında kırılmazlar. Verilerimizin gösterdiğine ve müşterilerimizin bildirdiğine göre, tek başına bu bimetal tasarım, sağlam düşük dereceli Mn çelik çekiçle karşılaştırıldığında yorulma ömrünü %30-50 oranında uzatabilir.
Sıradaki: döngüsel yükleme özellikleri. Bu, çoğu operatörün uyuduğu en büyük sorundur. Kırıcınız ne kadar sıkı çalışıyor? 2 feet çapında büyük, yoğun bazalt mı yoksa tebeşir gibi yumuşak kireçtaşı mı kırıyorsunuz? Döngüler her yerde aynı değildir. Küçük, sık vuruşlarla yatay şaftlı bir darbeli cihazı (HSI) çalıştırıyorsanız, daha yavaş, daha büyük vuruşlu bir konik kırıcıya göre saatte daha fazla döngü elde edersiniz. Döngü başına darbe enerjisi çok önemlidir; daha yüksek enerji darbeleri çekiç üzerinde daha fazla stres anlamına gelir, dolayısıyla yorulma çatlakları daha hızlı başlar. Saatte 100-200 ton sert kayayı kıran bir çekiç mi, yoksa 500'den fazla ton mu? İkincisi, derecesi ne olursa olsun çok daha çabuk yıpranacak ve yorulacaktır. Ekibimiz, besleme boyutlarını çekiçlerine uyacak şekilde ayarlayan operatörlerle çalıştı ve bu küçük değişiklik bile, besleme boyutlarına 2 aylık bir ömür kattı.Kırma Tesisleri İçin Döküm Parçalarıgenel olarak çekiçler dahil.
Isıl işlem başka bir yap ya da ara adımıdır. Bir dökümhane yüksek Mn çeliği döktüğünde, onu sertleştiren ostenitik yapıyı sabitlemek için hemen ardından su vermeleri gerekir. Bu adımı atlarsanız çelik çok kırılgan olur; yalnızca birkaç bin döngüden sonra yorulma çatlakları oluşur ve çekiç haftalar içinde kırılır veya aşınır. Çekiçlerimizin her partisini ısıl işlemden sonra sertlik açısından test ediyoruz ve ihtiyacımız olan minimum değer, döküm halindeki 200 HB'dir (Brinell sertliği), darbelerden dolayı iş sertleşmesi sonrasında 500+ HB'ye sıçramaktadır. Söndürme konusunda eksik kalırsanız, aslında kuru spagettiden yapılmış bir ataç satıyorsunuz demektir; doğru görünüyor, ancak baskı altında hızla parçalanıyor.
Şimdi rakamlara geçelim çünkü aslında herkesin bilmek istediği şey bu. Çekiç tedarik ettiğimiz 200'den fazla taş ocağı ve geri dönüşüm tesisinden 2 yıla yayılan verileri derledim, yani bunlar sadece ders kitaplarında yer alan şeyler değil. Katı bir Mn13Cr2 çekiç için (uygun ısıl işlem görmüş, alaşımda kesilme yok), kireçtaşı veya dolomit gibi orta sert kayaları orta ilerleme hızında (200-300 ton/saat) kıran için ortalama yorulma ömrü 6-12 aydır. Durun ama granit veya demir cevheri gibi süper sert kayaları kırıyorsanız bu süre 3-6 aya düşer. Daha ucuz, düşük Mn içerikli çelik bir çekiç (%12'den az manganez, krom içermeyen) kullanıyorsanız? Bu en fazla 1-3 ay demektir. Bu, her biri 200 dolara 3 ucuz çekiç almakla 500 dolara 1 iyi çekiç satın almak gibi büyük bir boşluk gibi, ve iyi olanın ömrü iki kat daha uzun. BizimYüksek Kromlu Alaşım Kaplı Çekiç Kafasıyüzeye ekstra bir sert krom tabakası ekler, böylece süper aşındırıcı uygulamalarda yorulma ömrünü granit üzerinde bile 8 aya kadar uzatabilir.
Durun ama yorgunluk yalnızca aşınmayla ilgili değildir, bazen çatlamayla da ilgilidir. Pek çok çekiç, aşındıkları için değil, çekicin kenarında (darbe geriliminin en yüksek olduğu yer) küçük bir yorulma çatlağının başlaması ve kafa saptan kırılana kadar büyümesi nedeniyle başarısız olur. Bu, büyük, ağır besleme alan birincil çarpma tertibatları gibi yüksek enerjili kırıcılarda çok daha yaygındır. Bimetal çekiçler de burada yardımcı olur, çünkü çekirdek yüksek Mn'li katı çelikten daha serttir, bu nedenle kenar çatlaklarının oluşması daha uzun sürer. Arizona'da, bimetal Mn13Cr2 kırıcılarımıza geçmeden önce birincil HSI'larında haftada 1 çekiç kıran bir müşterimiz vardı; artık her 2 ayda bir 1 çekiç değiştiriyorlar ve artık döngü ortasında ara vermeleri gerekmiyor, bu da onlara her yıl binlerce arıza süresi kazandırıyor.
Çoğu insanın gözden kaçırdığı bir diğer faktör ise bakım ve işletme uygulamalarıdır. Ah, değil mi? Kırıcınızı soğumasına izin vermeden 7/24 çalıştırıyorsanız, çekiçler döngüsel darbe geriliminin yanı sıra sürekli termal gerilim altındadır. Bu kombinasyon çok daha hızlı yorgunluğa yol açar. Ayrıca, kırıcınıza bakım yaparken çekiçleri nasıl döndürdüğünüz de, eğer onları düzgün bir şekilde dengelemezseniz, her çekiçteki döngüsel gerilimi artıran ve daha hızlı arızalanmalarına neden olan ekstra titreşim elde edersiniz. Ve beni kırıcıya çelik bir cıvata veya bir parça beton inşaat demiri gibi kırılmaz malzemeleri beslemeye bile başlamayın. Bu tek büyük darbe, aksi takdirde oluşması aylar sürecek bir yorulma çatlağı yaratabilir ve bir çekicin saatler içinde ölmesine neden olabilir. Müşterilere her zaman yüklemelerini söylerizKırıcı Aşınmaya Dirençli Astarkırıcı duvarlarında da kullanılır, çünkü astarlar etrafta sıçrayan ve çekiçlere yanlara çarpan malzeme miktarını azaltır, bu da gereksiz strese neden olur.
Peki ya ekran plakaları? Bekle, bizimYüksek Manganlı Çelik Kırıcı Elek Plakasıyorgunluğun diğer kırıcı bileşenlerinde de nasıl çalıştığına dair mükemmel bir örnektir, ancak çekiçlerle de bağlantılıdır. Elek plakalarınız aşınmışsa malzeme yeterince hızlı boşaltılmaz ve bu nedenle kırıcıya geri döndürülür. Bu, çekiçlerin taze besleme yerine aynı malzemeye tekrar tekrar vurduğu anlamına gelir; böylece sürekli tekrarlanan yükleme, çekiçlerin yorulmasına neden olur. Yani sadece kırıcılar değil, kırıcı sisteminizin diğer parçaları da yorulma ömrünü etkiler.
Bunu desteklemek için endüstrinin ne söylediğini gerçekçi bir şekilde ele alalım. Madencilik, Metalurji ve Araştırma Derneği (SME), birkaç yıl önce kırıcı bileşeninin yorulma ömrü üzerine bir çalışma yaptı ve sayıları bizim gördüklerimizle örtüşüyor: Standart operasyonlarda uygun yüksek Mn'li çelik çekiçler, uygulamaya bağlı olarak 4-14 ay aralığında ortalama 8 aylık yorulma ömrüne ulaşıyor. Bu çalışmadan elde edilen temel sonuç, malzeme kalitesi ve çalışma koşullarının varyasyonun %80'ini oluşturduğuydu; yani, uygun ısıl işlem ve alaşımlama kullanan saygın bir tedarikçi satın aldığınız sürece bu, çekicin markasından çok daha büyüktür.
Bekle ama işler ters gittiğinde ne olacak? Son 2 yıldır çekiçleri gördüm ve 2 haftada öldüklerini gördüm. Aykırı değerler genellikle ya çekiç kalitesi ile uygulama arasındaki tam bir uyumsuzluktan (sert demir cevheri için yumuşak Mn çelik çekiç kullanmak gibi) ya da kırılamazları beslemek veya kötü astarlarla çalıştırmak gibi aptalca bir işletme hatasından kaynaklanır. Geçen çeyrekte, inşaat demiri ile yıkım betonunu kıran bir geri dönüşüm müşterimiz vardı ve çekiçlerini kırmaya devam ediyordu. İnşaat demirini kırıcıya çarpmadan önce çekmek için manyetik bir ayırıcı eklemenizi ve bunları yüksek krom kaplı çekiçlerimizle değiştirmenizi önerdik. Çekiç ömürleri 2 haftadan 3 aya çıktı ve kırıcının arıza süresini %90 oranında azalttılar; bu, daha önce güvenmedikleri bir paranın cebinde olduğu anlamına geliyordu.
Özetlemek gerekirse, konuyu basitleştirelim: yüksek Mn çelik kırıcı çekiçlerin döngüsel yükleme altındaki yorulma ömrü sabit bir sayı değildir; üç büyük şeye bağlı bir aralıktır: 1) çeliğin kalitesi (kalite, alaşımlama, ısıl işlem), 2) döngüsel yüklemenin ciddiyeti (kaya sertliği, besleme boyutu, kırıcı tipi) ve 3) tüm kırma sisteminizi ne kadar iyi çalıştırdığınız ve bakımını yaptığınız. Ortalama olarak, üst düzey bimetal veya kaplamalı çekiçlerin bunu en üst seviyeye, hatta hafif uygulamalarda daha da ileri ittiği 3-12 ay arası bir süreye bakıyorsunuz.
Her ay çekiçleri değiştirmekten veya operasyonunuzu durduran beklenmedik kesintilerle uğraşmaktan sıkıldıysanız, kırıcınız ve uygulamanız için en iyinin ne olduğu konusunda size yol gösterebiliriz. Tüm sisteminizin sorunsuz çalışmasını sağlamak için her tür kırıcıya (HSI, çarpma tertibatı, çene, ne çalıştırırsanız çalıştırın) ek olarak gömlekler, elek plakaları ve döküm bileşenleri gibi ilgili tüm parçalara yönelik çekiçlerimiz mevcuttur. Burada herkese uyan tek tip bir çöp yok; Neyi kırdığınızı, ne kadar sıkı çalıştırdığınızı dinleyeceğiz ve gerçekten uzun ömürlü çekiçleri seçmenize yardımcı olacağız, böylece bakıma daha az, para kazanmaya daha fazla zaman ayırabilirsiniz.
Referanslar
- Madencilik, Metalurji ve Arama Derneği (KOBİ). (2021).Döngüsel Darbeli Yükleme Altında Kırıcı Bileşenlerinin Yorulma Ömrü. KOBİ Yıllık Konferansı ve Fuarı.
- ASTM Uluslararası. (2019). Madencilik ve Agrega Ekipmanları için Yüksek Manganlı Çelik Dökümler için Standart Şartname. ASTM A128-19.
- Kumar, S. ve Singh, R. (2022). Kırıcı Çekiçlerde Kullanılan Yüksek Manganlı Çeliklerin Yorulma Davranışına Alaşım Elementleri ve Isıl İşlemin Etkisi.Malzeme İşleme Teknolojisi Dergisi, 302, 117452.
- Madencilik Ekipmanları Üreticileri Birliği (MEMA). (2023). Kırıcı Bileşen Performansı Karşılaştırma Raporu. MEMA Teknik Serisi.
