Экспертная статья по WRM Brokenstone

Комбинированные футеровки эффективнее всего защищают от нескольких типов износа сразу
Руководитель направления Износостойкие материалы в «Майнинг Элемент» Ольга Степук более 10 лет работает с различными футеровочными элементами. Эксперт знает, как подобрать материал так, чтобы стоимость владения футеровок была минимальной, а срок эксплуатации — максимальный. Специалист предлагает использовать комбинированные футеровки.
Схема дробильно-сортировочного комплекса
Перегрузочные и пересыпные узлы в составе трактов подачи сыпучих материалов являются одними из наиболее распространенных видов транспортных коммуникаций на большинстве современных заводов различных отраслей промышленности.

Эти устройства (бункера, лотки, течки и т.д.) разрабатывают с учетом конкретных условий эксплуатации: высоты перепада материала при пересыпке, угла падения потока, крупности фракции, интенсивности ударно-абразивного износа. Непрерывно пропуская через себя тонны транспортируемого материала, они нуждаются в защите износостойкими плитами.

Правильно подобранные футеровочные материалы помогают решать основные проблемы эксплуатации. Абразивный износ с ударными нагрузками, а также текучесть материала и, как следствие, его налипание могут стать не просто проблемой, но и парализовать работу всей технологической линии.
Однако для устранения каждой из этих проблем есть работающее решение.
Налипание
Часто применяемый метод борьбы с ним — установка вибраторов и пневмопушек. Но эти способы лишь устраняют следствие, а не причину. К тому же вызывают дополнительные проблемы: например, возникают трещины и усталостные напряжения в металлоконструкции бункера, что уменьшает их срок службы на 40%; появляются дополнительные затраты до 25% на обслуживание, инвестиции и расходы на электроэнергию.

На большинстве предприятий до сих пор применяется воздействие на металлоконструкции с применением ручного ударного инструмента. Метод весьма устарел, поскольку требует дополнительных трудовых ресурсов, потенциально ведет к производственным травмам и деформации металлоконструкций.
Стальные футеровки способствуют налипанию. Они ржавеют, и к ним легче примерзает влажный материал, особенно остро проблема стоит в осенне-весенний период.
В таких случаях мы предлагаем футеровки из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, который обладает низким коэффициентом трения и не имеет адгезию к материалам. Благодаря гладкой поверхности, к ней не прилипает даже мокрый и замерзший материал.
Один из наших клиентов долгое время искал эффективное решение проблемы налипания и намерзания материала. Для ее решения щебеночный завод применял методы магнитно-импульсного обрушения, пневмоимпульсных генераторов, сложных схем подогрева. Все это требовало дополнительных ресурсов. В результате, применение футеровок из высокомолекулярного полиэтилена сократило часы простоев вдвое.

Абразивный износ
Это наиболее интенсивный вид механического разрушения поверхности горного оборудования. Повышение объема добычи всегда ведет к более интенсивному абразивному износу, а значит и к связанным с ним издержкам.

Потери от абразивного износа исчисляются сотнями миллионов рублей ежегодно и включают в себя затраты на замену изношенных узлов оборудования, упущенную выгоду от простоев горного оборудования на ремонт и профилактику, а в удаленных районах — затраты на логистику и на поддержание необходимых складских запасов.
В зависимости от выбранного материала плиты, первоначальные расходы на ремонт варьируются от $5 тысяч до $50 тысяч в год. Чем дольше срок службы, тем ниже стоимость владения продуктом и меньше затраты на перефутеровку.
Производители строительного камня также используют наплавочные материалы, чугунные отливки, марганцовистые стали, обычные низкоуглеродистые стали.
Самое широкое применение получили наплавочные электроды, но, к сожалению, их достоинства исчерпываются только низкой стоимостью. Высокий сварочный ток, а значит интенсивное тепловложение и сильное перемешивание с материалом основы приводит к потере прочности. Заявленная твердость (61 HRC) достигается только в третьем слое, что влечет повышенный расход материала и человеко-часов.
Используются также марганцовистые стали, способные поглощать ударную энергию и обладающие эффектом «наклепа» (повышением твердости в процессе эксплуатации с 200 HB до 450 HB). Однако чугунные отливки и стали Гадфильда сложно механически обрабатывать и приваривать к устройствам.
Появление на рынке современных высокотехнологичных материалов упрощает задачу защиты от износа в абразивонагруженных участках технологических линий и узлах горного оборудования. Такие решения значительно сокращают стоимость владения футеровкой. К ним можно отнести биметалл и резино-керамику.

В графиках выше указаны наработка плит и стоимость владения ими в условиях эксплуатации щебеночного предприятия Уральского региона, который перешел на биметаллические футеровки Element для бункера. Отмечу, что в цифрах указаны только затраты на материал и не учтены косвенные издержки при замене плит — а именно, простой оборудования и использование трудовых ресурсов компании.
Так, мы видим, что стоимость годового владения биметаллической и резино-керамической футеровками практически одинакова. Но мы понимаем, что сами остановки оборудования и процесс замены относятся как раз к тем самым косвенным затратам.
Ударная нагрузка
В любом устройстве для сыпучих материалов есть место, куда при перегрузке падает основная часть породы. Это место принято называть ударным пятном контакта. Там происходит самый интенсивный износ, зачастую до сквозных дыр.

Таким повреждениям противостоят футеровки из резины и полиуретана, которые за счет своих амортизирующих свойств хорошо поглощают силу удара.
Однако, каждый футеровочный материал решает только свою конкретную задачу и, наряду с положительными преимуществами, всегда есть особенности. Например, резина хорошо воспринимает ударную нагрузку, но не противостоит абразивному износу, керамика — самый абразивостойкий материал, но ударные нагрузки совсем не выдерживает и раскалывается.
Комбинированные футеровки
Как быть если перегрузочные узлы одновременно испытывают два-три различных вида износа? В этой ситуации мы предлагаем комбинированное футерование на одном узле для выравнивания и увеличения межремонтных интервалов.
Многие ведущие строительные предприятия страны уже используют этот метод. На данный момент мы имеем ряд положительных результатов при комбинированной нагрузке, а именно при ударном и абразивном износе.
Например, применение одного типа футеровки из износостойкой стали нерационально для приемного бункера. Его верхняя часть, зона загрузки, подвергается в основном ударному воздействию со сроком службы футеровок не более двух месяцев, а задняя часть, зона выгрузки, — абразивному износу с ходимостью футеровок до шести месяцев.

Условия эксплуатации Высота падения материала: 6 метров, Угол падения материала 35-45 градусов, Фракция до 500мм, Толщина футеровки 50 мм

Фактические результаты работы предложенной нами комбинированной футеровки на приемном бункере составили два года за счет использования одновременно биметалла для зон выгрузки и нового высокотехнологичного ударостойкого биметалла для ударного пятна контакта.

Еще один пример — комбинированное футерование трапециевидного бункера. Менять стальные плиты приходилось раз в месяц. Специалисты «Майнинг Элемент» подобрали типы и толщины материалов футеровок исходя из особенностей эксплуатации отдельных элементов бункера. В результате, межремонтный интервал увеличился в шесть раз, а удельная стоимость футеровок снизилась на 11,5%.

Если нужно комплексное решение для увеличения межремонтного интервала пересыпных устройств, обращайтесь к нам через форму на сайте. Мы проанализируем условия эксплуатации и предложим решение.