Установление резервов повышения эффективности эксплуатации щековых и конусных дробилок

ХХΙ столетие будет характеризоваться как всплеском результативности научно-технического прогресса, так осмыслением комплексного влияния новшеств на эффективность производственных процессов [1]. В МГГУ создаются инновации для горных машин и оборудования (ГМО) и устанавливается влияние новшеств на эффективность эксплуатации карьерного, шахтного и обогатительного оборудования .

Целесообразность комплексного подхода в изыскании резервов повышения эффективности применения ГМО обосновывается взаимосвязанностью их технологических и конструктивных параметров в рабочем процессе. Так, любое даже не значительное несоответствие материалов, используемых в ГМО, требованиям рабочего процесса не позволяет реализовать в полной мере их конструктивные возможности. В свою очередь, не оптимальные конструктивные решения в узлах и деталях ГМО также не дают возможности оценить по достоинству технологические новшества материалов. На примере основных показателей эксплуатации дробилок ОАО «Комбинат КМАРуда» рассмотрим     влияние технологических аспектов ГМО на их конструктивные параметры (рис.1).

Приведенные стоимостные показатели по основным узлам и деталям конусных дробилок (рис. 1а) и щековых дробилок (рис. 1б), а также анализ времени общих простоев конусных дробилок типа КСД-2200 (рис. 2а) и их аварийных простоев (рис. 2б) отражают, в основном, характерную картину, присущую    всем    горнодобывающим    предприятиям   рудной промышленности. В оценочных показателях как стоимостных, так и временных превалируют большие значения доли стоимости и времени простоев футеровок по сравнению с другими элементами ГМО. Более того, выполненный сравнительный анализ приведенных показателей эксплуатации дробилок ОАО «Комбинат КМАРуда» с аналогичными показателями других горно-обогатительных предприятиям рудной промышленности 80-х годов прошлого века [2, 3] фиксирует аналогичный уровень сравниваемых показателей.

Основные причины явно недостаточного качества футеровок дробилок кроются в низком качестве литейной продукции - стали 110Г13Л для абразивных горно-обогатительных процессов.

Вместе с тем, результаты сравнительного анализа химического состава высокомарганцовистых сталей, приведенные в табл. 1, демонстрируют широкие возможности в выборе оптимального химического состава литейной продукции горняцкого профиля.

Таблица 1.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВЫСОКОМАРГА1ПДОВИСТЫХ СТАЛЕЙ

М л pie я Ci или	Массонам доля элемен!						и, %
	С	Мп	Si	V	Ti	( 'г	NI	S	Р	Мо
						не Долее
110Г13Л	0.9 1.5	11.5-15.0	0.3-1.0	-	-	1.0	1.0	0.05	0.12	-
1101 13ФТЛ	0.9 1.3	11.5-14.5	0.4-0.9	0.150.3	До o.i3	-	-	0.05	0.12	-
11 or 13X2.1	0.9 1.5	11.5-15.0	0.40-0.9	*	я	1.0-2.0	0.5	0.05	0.07	0.50

а). Конусные дробилки КСД-2200

в неподвижные плиты и подвижные плиты в клинья

0 крепления клиньев в футеровка камеры дробления

10%

13%

б). Щековые дробилки С140

6-2011 гг

Рис. 1. Доля стоимости затрат, наиболее изнашивающихся деталей и узлов дробилок ОАО «КОМБИНАТ КМАРУДА» за

а). Диаграмма общих простоев КСД-2200 за 2010г.

б). Диаграмма аварийных простоев КСД-2200 за 2010г.

Рис. 2. Диаграммы простоев конусных дробилок типа КСД-2200.

Результаты обобщения приведенных табличных данных позволили представить      изменение       физико-механических      свойств высокомарганцовистых сталей в зависимости от их химического состава в виде следующих корреляционных зависимостей

ЭМПИРИЧЕСКИЕ ЗАВИСИМОСТИ ВЛИЯНИЯ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТАЛИ 1 ЮГ 13

Тк = 28+176C+62A^-133S+ 255Р-5х(н»мерзерна), где: h - толщина отливки;

Si, С, Мп и т.д. - содержание элемента в масс %; Тк - температура перехода в хрупкое состояние.

В представленных зависимостях влияния легирующих элементов на физико-механические свойства стали 110Г13 помимо пределов прочности и текучести состава приведено влияние химического состава на температуру перехода в хрупкое состояние, т.к. эта величина оценивает ресурс работы при изменении температуры эксплуатации.

На эксплуатационный ресурс дробилок существенное влияние оказывает термическая обработка литейных футеровок, которые даже при оптимальном химическом составе могут не обеспечивать требуемую износостойкость при не соблюдении параметров термообработки, что демонстрируют фрагменты изменений стали 110Г13 в зависимости от видов термообработки (Рис. 3).

Так, приведенные на рис. 3 иллюстрации структурных изменений стали 110Г13, в зависимости от видов термообработки, показывают, как совершенствование химического состава стали и оптимальных режимов последующей обработки, позволяют повысить ресурс эксплуатации литых деталей дробящего (измельчительного) оборудования. Соблюдая режим термической обработки стальных литых деталей можно получать требуемую структуру и, следовательно, управлять их свойствами. Поэтому проведение химического анализа литейной продукции перед назначением режима термической обработки, является обязательным к литейщикам. Требования к изготовлению любой литейной продукции, в том числе к литейным деталям дробящего (измельчительного) оборудования, принято отражать в Техническом условии (ТУ) на конкретное литье. Металлурги этих требований придерживаются, но их общие ТУ не отражают специфику эксплуатации литейной продукции, которая зависит не только от химического состава металла, но и от физико-механических свойств литья, которое в абразивных условиях дробления (измельчения) является определяющим факторов его износостойкости.

СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ СТАЛИ I ЮГ 13 В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВИДОВ ТЕРМООБРАБОТКИ

Ун .г п~м ~*ж~ ТПГ|Г ■ л5СО

Э) Структура после неправильной ТО

Т ермоо bps ботка: 1050°С в течение 15 мин, охлаждение в течение 24 сек до 500° С.

Твердость 2 17 HV. Аустенит с двойниками.

Слишком медле мио е охлаждение до 500°С. Аустенит начинает превращаться в перлит, м ежду Круп ным и плас типа мм — тонкая игольчатая структура мартенсита.

Аустенит виден в нижнем левом углу фото.

Узсшпепк: к5СО

б) Структура после хорошо проведенной термической обработки

Уя с п-н -^- МНС ■ В-5 ОО

В) Структура в процессе работы

Биднм следа-i п го. ^ х ич есКо к деформации в пределах зерна, что приводит К наКгепу.

Рис. 3.

По нашему мнению, ТУ на изготовление литых деталей дробящего (измельчительного) оборудования от заказчиков – горно-обогатительных предприятий должно содержать требования по качеству дробящих поверхностей, а после получения отливки, желательно сделать химический анализ. По имеющемуся химическому анализу следует назначать режим термической обработки. Получение требуемой структуры – рис. 3 б и твердости НВ217-230 является критерием качества литой детали.

Также после эксплуатации литья желательно также произвести металлографический анализ, изменение структуры показывает деформационное упрочнение без следов разрушения. Соблюдая режим термической обработки можно получать требуемую структура, и следовательно свойства. Перед назначением режима термической обработки обязательным является проведение химического анализа.

инновации, дробилки, литье, комплексное обоснование, технологические и конструктивные параметры innovation, crushers, steel castings, comprehensive justification, technological and design parameters