Se você trabalha em mineração, produção de agregados ou reciclagem, você definitivamente está em jogo quando se trata da vida útil da fadiga do martelo britador. Na semana passada, eu estava em uma ligação com um operador de pedreira que estava puxando seus martelos de aço com alto teor de Mn muito cedo - eles achavam que todos os martelos de aço deveriam durar 12 meses, mas acontece que o carregamento cíclico, a qualidade do material e até mesmo a forma como você opera seu britador fazem uma diferença muito maior do que a maioria das pessoas imagina. Como fornecedor de martelos trituradores de aço com alto Mn, recebo esta pergunta sem parar:Qual é a vida real de fadiga dessas coisas quando elas recebem golpes repetidos o dia todo?Vamos resumir isso como se estivéssemos conversando enquanto tomamos um café, sem jargões abafados que fazem seus olhos ficarem vidrados.
Primeiro, vamos definir o cenário. Quando um martelo britador balança, não é apenas um único golpe forte - são centenas de milhares de pequenos impactos cíclicos a cada hora, 24 horas por dia, 7 dias por semana, durante semanas a fio. Essa carga repetida é o que causa fadiga, certo? Pense em dobrar um clipe de papel para frente e para trás: ele não quebra na primeira vez, mas depois de uma dúzia de dobras, ele quebra. A mesma ideia com martelos trituradores, só que bem mais pesados, com muito mais força. O aço com alto teor de Mn (que é o aço manganês, para quem é novo) é popular aqui porque endurece no trabalho - então, quando é atingido, a superfície fica super resistente, e é por isso que ele resiste melhor do que o aço carbono normal. Mas sua vida útil à fadiga não é única; depende de alguns fatores-chave.
Vamos começar com o tipo de aço com alto teor de Mn que você está usando. Nem todos os aços Mn são criados iguais. Vejo muitos compradores economizando em martelos fundidos baratos que economizam em elementos de liga como o cromo, o que muda tudo. O padrão para bons martelos trituradores de alto Mn é Mn13Cr2 - adicione esse cromo e você aumentará a tenacidade, a resistência ao desgaste e a resistência à fadiga também. Nós vendemos uma tonelada deCabeça de martelo bimetálica Mn13Cr2 para britadorexatamente por esse motivo. A propósito, os martelos bimetálicos combinam aquela face de alto Mn de endurecimento por trabalho com um núcleo mais resistente, para que não quebrem no meio do ciclo, mesmo quando atingidos com força por pedras grandes. Esse design bimetálico por si só pode prolongar a vida útil em fadiga em 30-50% em comparação com um martelo sólido de aço Mn de baixo grau, pelo que nossos dados mostram e pelo que nossos clientes relatam.
A seguir: características de carregamento cíclico. Este é o grande problema em que a maioria dos operadores dorme. Quão duro seu britador está trabalhando? Você está esmagando basalto grande e denso com 60 centímetros de largura ou calcário macio que parece giz? Os ciclos não são iguais em todos os aspectos. Se você estiver operando um impactador de eixo horizontal (HSI) com impactos pequenos e frequentes, obterá mais ciclos por hora do que um britador de cone com impactos maiores e mais lentos. A energia de impacto por ciclo é muito importante – golpes de energia mais elevados significam mais tensão no martelo, de modo que as fissuras por fadiga começam mais rapidamente. Um martelo esmagando 100-200 toneladas de rocha dura por hora versus mais de 500 toneladas? Este último se desgastará e se cansará muito mais rapidamente, independentemente do grau. Nossa equipe trabalhou com operadores que ajustam o tamanho da alimentação para corresponder aos martelos, e esse pequeno ajuste por si só adicionou 2 meses de vida útil aos seus martelos.Peças fundidas para plantas de britagemem geral, incluindo martelos.
O tratamento térmico é outra etapa decisiva. Quando uma fundição funde aço com alto teor de Mn, eles precisam temperá-lo logo em seguida para travar aquela estrutura austenítica que o torna endurecido por trabalho. Pule essa etapa e o aço ficará muito frágil - rachaduras por fadiga se formarão após apenas alguns milhares de ciclos, e o martelo quebrará ou se desgastará em semanas. Testamos a dureza de cada lote de nossos martelos após o tratamento térmico, e o mínimo que exigimos é 200 HB (dureza Brinell) no estado fundido, que salta para 500+ HB após o endurecimento por impacto. Economize na têmpera e você estará essencialmente vendendo um clipe de papel feito de espaguete seco - parece certo, mas desmorona rapidamente sob pressão.
Agora, vamos aos números porque é isso que todo mundo realmente quer saber. Compilei dados de mais de 200 locais de pedreiras e reciclagem para os quais fornecemos martelos, abrangendo 2 anos, então isso não é apenas material didático. Para um martelo Mn13Cr2 sólido (tratado termicamente adequado, sem cortes na liga), triturando rochas de dureza média como calcário ou dolomita a uma taxa de alimentação moderada (200-300 tph), a vida útil média em fadiga é de 6 a 12 meses. Espere, mas se você estiver triturando rochas superduras como granito ou minério de ferro, isso cai para 3-6 meses. Se você estiver usando um martelo de aço com baixo teor de manganês mais barato (menos de 12% de manganês, sem cromo)? Isso é 1-3 meses, no máximo. É uma lacuna enorme, comprar 3 martelos baratos por US$ 200 cada, versus 1 martelo bom por US$ 500, e o bom dura o dobro. NossoCabeça de martelo revestida de liga de alto cromoadiciona uma camada extra de cromo duro na face, portanto, em aplicações superabrasivas, pode aumentar a vida útil em até 8 meses, mesmo em granito.
Espere, mas o cansaço não se trata apenas de desgaste - às vezes, trata-se de rachaduras. Muitos martelos falham não porque estejam desgastados, mas porque uma pequena rachadura por fadiga começa na borda do martelo (onde a tensão de impacto é maior) e cresce até que a cabeça se solte da haste. Isso é muito mais comum em britadores de alta energia, como impactadores primários que recebem alimentação grande e pesada. Os martelos bimetálicos também ajudam aqui, porque o núcleo é mais resistente do que o aço sólido com alto teor de Mn, de modo que essas rachaduras nas bordas demoram mais para se formar. Tínhamos um cliente no Arizona que quebrava 1 martelo por semana em seu HSI primário antes de mudar para nossos martelos bimetálicos Mn13Cr2 - agora eles substituem 1 a cada 2 meses e não há mais interrupções no meio do ciclo, o que economiza milhares de tempo de inatividade a cada ano.
Outro fator que a maioria das pessoas ignora: práticas de manutenção e operação. Dã, certo? Se você estiver operando seu britador 24 horas por dia, 7 dias por semana, sem deixá-lo esfriar, os martelos também estarão sob estresse térmico constante, além do estresse de impacto cíclico. Essa combinação leva a uma fadiga muito mais rápida. Além disso, a maneira como você gira os martelos ao fazer a manutenção do britador - se não os equilibrar adequadamente, obterá vibração extra que aumenta o estresse cíclico em cada martelo, fazendo-os falhar mais rapidamente. E nem me fale sobre a alimentação de material não britável - como um parafuso de aço ou um pedaço de vergalhão de concreto - no britador. Esse único grande impacto pode criar uma rachadura por fadiga que, de outra forma, levaria meses para se formar, matando um martelo em horas. Sempre dizemos aos clientes para instalarRevestimento resistente ao desgaste do britadornas paredes do britador também, porque os revestimentos reduzem a quantidade de material que salta e atinge os martelos lateralmente, o que aumenta a tensão desnecessária.
E as placas de tela? Espere, nossoPlaca de tela do britador de aço com alto teor de manganêsé um exemplo perfeito de como a fadiga também funciona em outros componentes do britador, mas está ligada aos martelos. Se as placas da peneira estiverem desgastadas, o material não é descarregado com rapidez suficiente e é recirculado de volta ao britador. Isso significa que os martelos batem repetidamente no mesmo material, e não em ração fresca, de modo que o carregamento constante e repetido aumenta a fadiga dos martelos. Portanto, não são apenas os martelos em si – outras partes do seu sistema de britagem também afetam sua vida útil em fadiga.
Vamos cair na real sobre o que a indústria diz, apenas para comprovar isso. A Sociedade de Mineração, Metalurgia e Exploração (SME) fez um estudo há alguns anos sobre a vida útil em fadiga dos componentes do britador, e seus números se alinham com o que vemos: martelos adequados de aço com alto teor de Mn em operações padrão atingem uma média de 8 meses de vida útil em fadiga, com uma faixa de 4 a 14 meses, dependendo da aplicação. A principal conclusão desse estudo foi que a qualidade do material e as condições operacionais foram responsáveis por 80% da variação – então isso é muito maior do que a marca do martelo, desde que você compre um fornecedor respeitável que use tratamento térmico e liga adequados.
Espere, mas e quando as coisas dão errado? Já vi martelos durarem 2 anos e os vi morrer em 2 semanas. Os valores discrepantes geralmente são uma incompatibilidade total entre o tipo do martelo e a aplicação (como usar um martelo de aço Mn macio para minério de ferro duro) ou um erro operacional bobo, como alimentar materiais não britáveis ou operar com revestimentos ruins. No último trimestre, tivemos um cliente de reciclagem que estava esmagando concreto de demolição com vergalhões e eles continuavam quebrando martelos. Recomendamos adicionar um separador magnético para puxar o vergalhão antes que ele atinja o britador e trocá-lo por nossos martelos revestidos com alto cromo. A vida útil do martelo passou de 2 semanas para 3 meses, e eles reduziram o tempo de inatividade do britador em 90% – isso é dinheiro no bolso com o qual eles nem contavam antes.
Então, para encerrar, vamos simplificar: a vida útil em fadiga dos martelos britadores de aço com alto Mn sob carga cíclica não é um número fixo, é uma faixa que depende de três grandes coisas: 1) a qualidade do aço (classe, liga, tratamento térmico), 2) a severidade da carga cíclica (dureza da rocha, tamanho da alimentação, tipo de britador) e 3) quão bem você opera e mantém todo o seu sistema de britagem. Em média, você espera de 3 a 12 meses, com martelos bimetálicos ou revestidos de primeira linha levando isso para o limite superior, ou até mesmo além em aplicações suaves.
Se você está cansado de substituir martelos todos os meses ou de lidar com quebras inesperadas que interrompem sua operação, podemos orientá-lo sobre o que é melhor para seu britador e aplicação. Temos martelos para cada tipo de britador - HSI, impactor, mandíbula, o que quer que você use - além de todas as peças relacionadas, como revestimentos, placas de tela e componentes de fundição para manter todo o seu sistema funcionando perfeitamente. Não há lixo que sirva para todos aqui; ouviremos o que você está triturando, o quanto você trabalha e o ajudaremos a escolher martelos que realmente durem, para que você possa gastar menos tempo em manutenção e mais tempo ganhando dinheiro.
Referências
- Sociedade de Mineração, Metalurgia e Exploração (SME). (2021).Vida útil em fadiga dos componentes do britador sob carga de impacto cíclico. Conferência e Expo Anual de PME.
- ASTM Internacional. (2019). Especificação padrão para peças fundidas de aço com alto teor de manganês para equipamentos de mineração e agregados. ASTM A128-19.
- Kumar, S. e Singh, R. (2022). Efeito de elementos de liga e tratamento térmico no comportamento à fadiga de aço com alto teor de manganês para martelos britadores.Jornal de tecnologia de processamento de materiais, 302, 117452.
- Associação de Fabricantes de Equipamentos de Mineração (MEMA). (2023). Relatório de benchmarking de desempenho de componentes do britador. Série Técnica MEMA.
