Soluzioni per la frantumazione di carbone e coke
Il carbone e il coke di petrolio occupano una posizione distinta nel mercato dei componenti soggetti ad usura dei frantoi. A differenza delle applicazioni di estrazione di rocce dure-in cui il costo delle parti soggette a usura è determinato da abrasione estrema e carichi di impatto elevati, la lavorazione del carbone e del coke presenta un'equazione economica diversa: il materiale stesso è relativamente tenero - il carbone bituminoso misura tipicamente 1–2 sulla scala di Mohs, l'antracite 2–3 e il coke di petrolio calcinato 3–4 - ma i sistemi di frantumazione funzionano a una produttività molto elevata, spesso da 500 a 3.000 tonnellate all'ora ininterrottamente, rendendo il costo unitario delle parti soggette a usura e la frequenza di sostituzione-sono i fattori principali delle spese operative.
Il mercato globale degli impianti di preparazione del carbone, combinato con i sistemi di movimentazione del coke per acciaierie, fonderie di alluminio e produttori di prodotti a base di carbonio, rappresenta un segmento ad alto-volume e sensibile ai costi-in cui la selezione del tipo di lega sbagliato - anche marginalmente - composti comporta notevoli spese inutili per migliaia di ore di funzionamento. Allo stesso modo, la scelta di parti soggette ad usura che sono troppo dure e fragili per l'applicazione (causando rotture improvvise per frattura) o troppo morbide (causando un eccessivo tasso di usura per abrasione) crea tempi di fermo evitabili nei sistemi progettati per funzionare con interruzioni minime.
DUMA produce parti soggette ad usura per frantoi a martelli, rivestimenti per frantoi a rulli e relativi materiali di consumo, specificatamente calibrati per le condizioni di lavorazione del carbone e del coke - bilanciando la resistenza all'abrasione con l'efficienza dei costi per offrire il costo più basso per tonnellata di materiale lavorato.
Comprendere la sfida dell'usura nella frantumazione di carbone e coke
Carbone e coke impongono meccanismi di usura che differiscono fondamentalmente dalle applicazioni per rocce dure-e l'incomprensione di queste differenze è la fonte più comune di errata selezione delle parti soggette a usura in questo segmento.
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1. Basso impatto, abrasione persistente.
Carbone e coke sono materiali morbidi che generano uno shock da impatto minimo sulle superfici di frantumazione rispetto al granito o al minerale di ferro. Il meccanismo di usura dominante è l'abrasione a basso-stress: particelle minerali fini e spigolose - principalmente quarzo e minerali argillosi nella frazione di ceneri del carbone e particelle fini di carbonio nel coke - graffiano ed erodono ripetutamente la superficie di usura nel tempo. Questo regime di usura abrasiva-a basso stress favorisce materiali con elevata durezza superficiale, ma non elevata resilienza. Di conseguenza, gli acciai austenitici al manganese (Mn18, Mn22) che eccellono nelle applicazioni minerarie di roccia dura-{10}} dove il loro comportamento di incrudimento-è attivato da carichi ad alto-impatto - sono scarsamente adatti alla frantumazione del carbone, perché l'ambiente a basso-impatto della lavorazione del carbone non attiva sufficientemente la trasformazione di incrudimento-. L'acciaio al manganese utilizzato nel servizio del carbone a basso-impatto si usura rapidamente a causa dell'abrasione superficiale senza mai indurirsi al massimo del suo potenziale.
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2. Il contenuto di impurità minerali è la variabile critica.
Il carbone grezzo contiene ceneri minerali in proporzioni che vanno dal 5% nel carbone termico di alta-qualità al 30–40% nelle alimentazioni minerarie di-grado-di-inferiore. I minerali dominanti - quarzo (SiO₂, Mohs 7), feldspato e pirite - sono molto più duri della matrice del carbone e sono responsabili della maggior parte dell'usura abrasiva sulle superfici del frantoio. Un carbone con il 15% di ceneri e il 60% di quarzo nella frazione minerale presenta un ambiente di usura significativamente più aggressivo rispetto a un carbone con il 10% di ceneri e prevalentemente minerali argillosi. Il coke derivante dalla raffinazione del petrolio contiene in genere una quantità inferiore di ceneri minerali rispetto al carbone, ma trasporta particolato fine di carbonio abrasivo con superfici di frattura taglienti che generano un'abrasione costante a basso stress.
3. L'elevata produttività amplifica il tasso di usura.
Con una velocità di 1.000–3.000 t/h, un impianto di preparazione del carbone processa una quantità di materiale maggiore al giorno attraverso le superfici soggette a usura del frantoio rispetto a molte cave di roccia dura che lavorano a settimana. Anche un modesto miglioramento del tasso di usura, pari al 10-15% per tonnellata, si traduce in una riduzione significativa del consumo annuale di componenti e della sostituzione della manodopera.
4. Rischio di materiale fuori misura e fuori misura.
Il carbone di--miniera contiene spesso pietre del tetto, fasce di pietra di ferro e occasionalmente metalli estranei provenienti da attrezzature minerarie. Le parti soggette ad usura per la frantumazione del carbone devono mantenere una tenacità sufficiente per sopravvivere agli impatti occasionali di queste intrusioni più dure senza fratture fragili - la modalità di guasto principale per materiali ad altissima-durezza e bassa-tenacità in questo ambiente.
Configurazione del frantoio consigliata per carbone e coke
La lavorazione del carbone e del coke utilizza una gamma più ristretta di tipi di frantumatori rispetto all'estrazione di rocce dure-, con frantoi a martelli e granulatori ad anelli che dominano la preparazione del carbone, e frantoi a rulli ampiamente utilizzati sia per carbone che per coke di petrolio in applicazioni di -prodotto-dimensioni controllate.
Frantoio a martelli - Scelta standard per impianti di preparazione del carbone
Il frantoio a martelli (chiamato anche mulino a martelli o granulatore ad anelli in alcune configurazioni) è il frantoio primario e secondario più utilizzato negli impianti di preparazione del carbone in tutto il mondo. Il suo rotore ad alta-velocità garantisce una riduzione delle dimensioni-dominante dell'impatto adatta al carbone fragile e friabile, produce un prodotto di dimensioni relativamente uniformi e funziona con portate da 100 a 3,000+ t/h in installazioni su scala-industriale.
I principali materiali di consumo soggetti a usura in un frantoio a martelli sono:martelli frantoio(gli elementi di impatto montati sul rotore-) e ilpiastre di rivestimento(il rivestimento della parete della camera contro il quale viene scagliato il materiale e contro il quale avviene la riduzione dimensionale finale in corrispondenza della griglia). Nel servizio standard di preparazione del carbone, questi sono i-articoli soggetti a usura con il fatturato più elevato dell'impianto e rappresentano il centro di costo più grande delle parti soggette a usura.
Selezione della lega per le parti soggette ad usura del frantoio a martelli per carbone.Il consenso del settore per le applicazioni dei frantoi a martelli per la preparazione del carbone - in linea con le raccomandazioni dei principali OEM di frantoi a martelli tra cui Williams Patent Crusher, Pennsylvania Crusher (TerraSource Global) e Hazemag - èAcciaio al manganese austenitico Mn13come lega di base per martelli e piastre di rivestimento. Mn13 fornisce la robustezza necessaria per sopravvivere agli impatti occasionali delle pietre del tetto e dei materiali estranei, a un costo adeguato per gli elevati tassi di turnover inerenti al servizio di frantumazione del carbone. Laddove il contenuto di ceneri minerali è costantemente elevato (superiore al 20%) o dove il contenuto di quarzo nella frazione di ceneri è elevato,acciaio legato-medio al cromo (Cr8–Cr15)fornisce una resistenza all'abrasione superiore rispetto all'Mn13 ed è l'aggiornamento preferito. Il ferro al cromo-medio offre una durezza superficiale nell'intervallo HRC 48-56 senza la fragilità delle leghe di cromo-molto elevate, mantenendo un'adeguata tenacità per l'occasionale inclusione dura incontrata nelle alimentazioni di carbone.
Percoke di petrolio e coke calcinatofrantumazione a martello, il minor rischio di materiali estranei e una composizione più uniforme dell'alimentazione consentono il passaggio a leghe più dure e resistenti all'abrasione-. Il ferro medio-al cromo (Cr12–Cr15) è la raccomandazione standard per le applicazioni dei frantoi a martelli da coke, garantendo intervalli di manutenzione sostanzialmente più lunghi rispetto all'Mn13 nell'ambiente del coke dominante-all'abrasione.
Prodotti DUMA consigliati per la frantumazione a martelli:
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Frantoio a rulli - Dimensionamento preciso del prodotto per carbone e coke
I frantoi a rulli (frantumatori a doppio-rullo e a triplo-rullo) sono ampiamente utilizzati nella preparazione del carbone per la loro capacità di produrre una distribuzione dimensionale ristretta e controllata con precisione con una generazione minima di fini - un requisito fondamentale per i contratti di carbone termico che penalizzano un'eccessiva frazione di fini e per la preparazione del carbone da coke in cui la distribuzione delle dimensioni delle particelle influisce sulla densità di carica del forno da coke e sulla forza del coke.
Nella movimentazione del coke per fonderie di alluminio e acciaierie, i frantoi a rulli sono la macchina dominante per dimensionare il coke di petrolio calcinato e il coke met secondo le rigorose specifiche richieste per la produzione di anodi o la preparazione della carica nell'altoforno.
I principali materiali di consumo soggetti a usura in un frantoio a rulli sono:rotolare i gusci(i rivestimenti antiusura cilindrici che ricoprono i rulli di frantumazione) e, nelle configurazioni dei rulli-dentati, ilschiacciamento di segmenti o denti. I gusci dei rulli subiscono prevalentemente un'usura abrasiva su tutta la loro superficie, con un modello di usura relativamente uniforme ma accelerato nella zona di contatto tra i due rulli.
Selezione delle leghe per le parti soggette ad usura del frantoio a rulli.Per i frantoi a rulli di carbone che lavorano meno-ceneri,Mn13i gusci dei rulli garantiscono una durata di servizio adeguata con la robustezza necessaria per sopravvivere a intrusioni occasionali di roccia dura. Per il carbone con-ceneri più elevate e per la frantumazione a rulli di coke,acciaio legato-medio al cromo (Cr12–Cr15)offre un intervallo di manutenzione del guscio del rullo sostanzialmente più lungo. L'acciaio legato resistente all'abrasione-(qualità equivalenti a ABREX-, durezza Brinell 400–500 HB) rappresenta un'alternativa-economica per la frantumazione a rulli di coke dove il regime di abrasione costante e a basso-impatto può essere anticipato in modo affidabile e la riserva di resilienza agli urti è meno critica.
Prodotti DUMA consigliati per la frantumazione a rulli/rulli:
Frantoio a urto - Dimensionamento secondario nella preparazione del carbone
I frantoi ad urto ad albero orizzontale (HSI) vengono utilizzati in alcune configurazioni di preparazione del carbone per la dimensionatura secondaria, in particolare negli impianti che lavorano carboni a basso contenuto di ceneri- dove il ridotto contenuto di impurità minerali limita l'usura abrasiva a livelli gestibili. Il design del rotore aperto dell'HSI e il facile accesso al martelletto lo rendono interessante dal punto di vista operativo per gli ambienti di consumo ad alto-fatturato, come la frantumazione del carbone.
Per le applicazioni HSI del carbone,Martelli Mn13sono la linea di base standard, che fornisce resistenza contro la pietra del tetto occasionale o la fascia di pietra di ferro nel mangime. Per un'alimentazione di ceneri più pulita e con meno-ceneri,martelli medi-in ferro al cromo (Cr8–Cr12)fornire una migliore durata all'abrasione. I martelli ad alto contenuto di cromo (Cr26–Cr30) consigliati per applicazioni di pura abrasione come calcare e arenaria pulita non sono generalmente adatti per la frantumazione del carbone, a causa della loro fragilità quando incontrano intrusioni di minerali più duri.
Prodotti DUMA consigliati per la frantumazione ad urto nelle applicazioni del carbone:
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Riepilogo della selezione delle leghe per la frantumazione di carbone e coke
Quanto segue riflette le linee guida standard del settore-per la selezione delle leghe delle parti soggette ad usura di carbone e coke, in linea con le raccomandazioni pubblicate dai principali produttori di apparecchiature per la preparazione del carbone e dalla Coal Preparazione Society of America (CPSA):
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Materiale |
Tipo di frantoio |
Lega consigliata |
Note |
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Carbone termico, a basso contenuto di ceneri (<15%) |
Frantoio a martelli |
Mn13 |
Linea di base standard; buona tenacità per il materiale inerte |
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Thermal coal, high ash (>20%) |
Frantoio a martelli |
Cromo medio-Cr8–Cr15 |
Migliore resistenza all'abrasione rispetto al Mn13 |
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Carbone da coke |
Frantoio a martelli/rulli |
Mn13 o Cr12 |
Profilo selezionato dal contenuto di ceneri |
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Coke di petrolio (verde o calcinato) |
Frantoio a martelli/rulli |
Cr12-Cr15 |
Il basso rischio di vagabondaggio consente una lega più dura |
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Ho incontrato la coca cola |
Frantoio a rulli |
Cr12 o AR400–500 HB |
Abrasione-dominante; alimentazione coerente |
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Carbone, di qualsiasi qualità |
Frantoio a urto (HSI) |
Mn13 / Cr8–Cr12 |
Evita un cromo molto elevato (Cr26+) |
Principio di selezione chiave:Nelle applicazioni per carbone e coke, non è possibile fare affidamento sul-comportamento di incrudimento dell'acciaio austenitico al manganese poiché l'ambiente a basso-impatto della frantumazione del carbone non genera stress sufficiente per attivare la trasformazione-di incrudimento sulla superficie del rivestimento. Scegli i gradi di lega in base alla durezza superficiale adeguata alle effettive condizioni di abrasione - e non al potenziale di indurimento-.
Perché scegliere DUMA per le parti soggette ad usura per la frantumazione di carbone e coke
- Ingegneria delle leghe-a costi ottimizzati.DUMA è consapevole del fatto che le parti soggette ad usura di carbone e coke sono beni di consumo ad alto-volume e-sensibili ai costi. Le nostre formulazioni di leghe di cromo Mn13 e medie-sono calibrate specificamente per il regime di usura a basso-impatto e abrasione-dominante della lavorazione del carbone e del coke - e non semplicemente adattate dai gradi di estrazione della roccia dura-. Ciò significa che pagherete per le prestazioni della lega effettivamente necessarie alla vostra applicazione, senza pagare più del dovuto per le riserve di tenacità che il servizio di carbone e coke non richiede.
- Capacità di produzione di volumi elevati-.Con 4 set di forni a induzione a media frequenza da 3–8 tonnellate- e 4 set di forni a gas naturale da 10–20 tonnellate che funzionano internamente-, DUMA è in grado di sostenere gli elevati volumi di produzione e i brevi cicli di rifornimento richiesti dagli impianti di preparazione del carbone e dai sistemi di movimentazione del coke. Gli articoli in stock vengono spediti entro 7-10 giorni; ordini di leghe personalizzate entro 35–45 giorni.
- Compatibile con le principali marche di frantoi per carbone.Le parti soggette ad usura dei frantoi a martelli DUMA coprono le configurazioni del rotore e le geometrie dei rivestimenti dei principali OEM di frantoi per carbone utilizzati a livello globale nella preparazione del carbone, nella movimentazione del coke e nei sistemi di preparazione del carburante per la produzione di energia. Per i modelli di frantoio meno comuni o obsoleti, il servizio di reverse engineering di DUMA produce riproduzioni dimensionali precise da campioni di parti usurate o disegni tecnici.
- Qualità certificata ISO 9001:2015.Ogni lotto di produzione è tracciabile attraverso analisi chimiche, certificazione di durezza e ispezione metallografica. La chimica coerente della lega garantisce che la durata del martello di un lotto sia prevedibile a partire dall'ultimo - essenziale per la pianificazione della manutenzione negli impianti di preparazione del carbone-a funzionamento continuo.
- Disegni personalizzati di martelli e rivestimenti.Il team tecnico di DUMA può ottimizzare la geometria della superficie del martello, la distribuzione del peso e la selezione dei materiali per specifici tipi di carbone, configurazioni del rotore del frantoio e requisiti dimensionali del prodotto. Ciò è particolarmente rilevante per i granulatori ad anello e i mulini a martelli per carbone speciale, dove i martelli sostitutivi standard potrebbero non riflettere il profilo ottimale per il materiale e il circuito specifici.
D: Perché per la frantumazione del carbone è consigliato l'Mn13 invece dei gradi di manganese-più elevati (Mn18, Mn22) utilizzati nell'estrazione di rocce dure-?
R: I gradi di manganese-più alti (Mn18, Mn22) derivano la loro resistenza all'usura dal lavoro di incrudimento -, un processo che richiede uno stress da impatto significativo per essere attivato. Il carbone è troppo debole per generare lo stress da impatto necessario per questa trasformazione. Nel servizio del carbone, l'usura di Mn18 e Mn22 per abrasione superficiale prima che l'incrudimento venga attivato in modo significativo, con prestazioni non migliori di Mn13 e con un costo del materiale più elevato. Mn13 fornisce la tenacità necessaria per sopravvivere agli impatti dei materiali estranei pur essendo il grado di costo-appropriato per il regime di usura del carbone.
D: Quando dovrei passare dal ferro Mn13 al ferro medio-al cromo per le parti soggette ad usura dei frantoi a martelli?
R: Quando l'alimentazione del carbone ha un contenuto costantemente elevato di ceneri minerali (superiore al 18–20%), un'elevata percentuale di quarzo nella frazione di ceneri o quando la durata del martello Mn13 è inaccettabilmente breve sul minerale specifico - in genere inferiore a 300–400 ore di funzionamento per set. Il ferro medio-al cromo (Cr8–Cr15) garantisce una durata all'abrasione significativamente più lunga in queste condizioni. DUMA può consigliare il punto di crossover in base alle specifiche del carbone e ai dati attuali sul tasso di usura.
D: DUMA può fornire parti soggette ad usura sia per frantoi a martelli per carbone che per frantoi a rulli per coke?
R: Sì. DUMA produce parti soggette ad usura per frantoi a martelli (martelli e piastre di rivestimento) e parti soggette ad usura per frantoi a rulli (gusci dei rulli e segmenti di frantumazione) per applicazioni sia di carbone che di coke. Si prega di fornire la marca, il modello, le dimensioni del rotore o del rullo del frantoio e le specifiche della lega attuale quando si richiede informazioni.
D: Il tipo di coke (green coke, calcinato o met) influisce sulla selezione delle parti soggette ad usura?
R: Sì. Il coke di petrolio calcinato è significativamente più duro e più abrasivo del coke verde a causa della rimozione della materia volatile durante la calcinazione, che aumenta la rigidità strutturale e l'affilatura delle superfici di frattura delle particelle. Il servizio del coke calcinato garantisce in genere un grado di lega più duro (Cr15 o superiore) rispetto alla lavorazione del coke verde. Anche il coke incontrato proveniente dai forni da coke è relativamente duro e trae vantaggio dalla famiglia di acciai legati con media resistenza al-cromo o all'abrasione-rispetto al semplice acciaio al manganese.
D: Qual è la durata tipica dei martelli Mn13 nella preparazione del carbone?
R: La durata varia in modo significativo in base al contenuto di ceneri di carbone, alla produttività e alla configurazione del frantoio. Nel servizio a carbone termico a basso-ceneri (10–15% di ceneri), è possibile ottenere una durata del martello Mn13 di 500–1.000 ore di funzionamento. Nel servizio ad alto-cenere (25–35% di ceneri), intervalli di 200–400 ore sono più tipici. Su richiesta, la DUMA può fornire dati di riferimento relativi ad operazioni comparabili di preparazione del carbone.
D: DUMA può eseguire il reverse-engineering dei profili dei martelli per modelli di frantoi più vecchi o fuori produzione?
R: Sì. Il servizio di reverse engineering di DUMA produce modelli 3D precisi da campioni di parti usurate, misurazioni fisiche o disegni tecnici originali, consentendo la produzione sostitutiva diretta per modelli di frantoio dove le parti OEM non sono più disponibili o i tempi di consegna sono inaccettabili.
Le operazioni di preparazione del carbone e di movimentazione del coke competono sul costo per tonnellata. In un ambiente a basso-margine in cui i costi energetici, la manodopera di manutenzione e il consumo dei componenti incidono direttamente sulla redditività, la scelta dei componenti soggetti a usura è una delle poche variabili controllabili che si accumula in modo significativo nel corso di un anno operativo.
Il team tecnico di DUMA è disponibile per esaminare le specifiche del carbone, la configurazione del frantoio e le attuali prestazioni delle parti soggette a usura per consigliare la lega e il design che forniranno il minor costo ottenibile per tonnellata di materiale lavorato.
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