So wählen Sie langlebige Brecherteile für die Eisenerzzerkleinerung aus

Eine Backenplatte, die für eine Lebensdauer von mehreren Jahren ausgelegt ist, kann innerhalb eines einzigen Quartals die Hälfte ihrer Oberfläche verlieren

Wechselt man in einer Brechanlage von Kalkstein zu Erz aus gebänderter Eisenformation, kann eine Backenplatte, die normalerweise mehrere Saisons durchhält, innerhalb weniger Monate bereits die Hälfte ihrer Dicke einbüßen. Die Eisenoxidmineralien selbst sind nicht der Übeltäter. Hämatit und Magnetit liegen auf der Mohs-Skala bei etwa 5,5 bis 6,5 und sind damit nicht härter als viele Steine aus Steinbrüchen. Der Unterschied ist in der Regel auf die Quarz- und Hornsteinbänder zurückzuführen, die den Erzkörper durchziehen – Mineralien mit einer Härte von 7 auf der Mohs-Skala, die noch lange an der Auskleidungsoberfläche reiben, nachdem das sie umgebende Eisenoxid bereits zerkleinert wurde.

Ein Kegelbrecher, der in einer Eisenerz-Produktionslinie eingesetzt wird, in der die Dichte des Aufgabematerials und der Gehalt an Gangmineralien ausschlaggebend für die Auswahl der Verschleißteile sind.

Warum sich Eisenerz anders verhält als Steinbruchgestein

Zwei Eigenschaften unterscheiden Eisenerz von typischen Bauzuschlagstoffen. Die erste ist das spezifische Gewicht: Hämatit liegt bei 4,9 bis 5,3 und Magnetit bei etwa 5,2 bis 5,3; beide Werte liegen deutlich über den für Granit oder Kalkstein typischen Werten von 2,6 bis 2,7. Ein dichteres Partikel hat bei gleicher Größe eine größere Masse und überträgt daher bei gleicher Brechergeschwindigkeit und -einstellung mehr Aufprallenergie auf die Auskleidungsoberfläche. Die zweite Eigenschaft betrifft eher die Mineralogie der Gangart als das Erzmineral selbst. Eine veröffentlichte Studie zu einem minderwertigen sudanesischen Eisenerz ergab einen Bond-Arbeitsindex von über 52 Kilowattstunden pro Tonne – ein ungewöhnlich hoher Wert, den die Forscher direkt auf die hohe Konzentration und Härte der Quarzgangart zurückführten und nicht auf die Eisenmineralien in der Probe.

Diese Kombination – höhere Dichte plus Quarzstreifenbildung – ist der Grund dafür, dass man sich bei der Auswahl langlebiger Brecherteile für eine Eisenerz-Anlage nicht auf dieselbe Legierungssorte und Dicke verlassen kann, die sich in einem Granit- oder Kalksteinbruch mit ähnlicher Durchsatzleistung bewährt hat.

Werkstoffsorten, die tatsächlich gegen Eisenerz standhalten

Bei Werkstoffen der Mohs-Härte 7 oder höher ist die Standardlösung austenitischer Stahl mit hohem Mangangehalt, üblicherweise Hadfield-Stahl, um ASTM A128 Bei Backenplatten liegt der Mangangehalt bei 11 bis 14 Prozent, während er bei Kegelmänteln und Konkaven, die stärkeren Stoßbelastungen ausgesetzt sind, auf einen höheren Wert von 18 bis 22 Prozent steigt. Die Legierung härtet sich unter wiederholten Stößen durch Kaltverformung ab, wobei die Härte an der Arbeitsfläche von etwa 200 bis 250 HB im Gusszustand auf 500 HB oder mehr ansteigt, während der Kern zäh genug bleibt, um Stöße zu absorbieren, ohne zu reißen.

Wenn sich die Verschleißart eher in Richtung reinen Gleitverschleiß als in Richtung Schlagverschleiß verlagert – wie beispielsweise in der zweiten und dritten Brechstufe, in denen bereits aufgelockertes Erz zerkleinert wird –, wird hochchromhaltiges Weißguss die gängigere Wahl. Dieser weist typischerweise einen Chromgehalt von 18 bis 22 Prozent auf, manchmal auch mehr, und tauscht einen Teil der Zähigkeit von Manganstahl gegen eine härtere Arbeitsfläche ein. Die Maßhaltigkeit ist nach wie vor ebenso wichtig wie die chemische Zusammensetzung; Sandgussauskleidungen werden im Allgemeinen so hergestellt, dass ISO 8062-3, Güteklasse CT8 bis CT10, und ein Gussstück, das außerhalb dieses Bereichs liegt, kann ungleichmäßig am Kopf oder an der Schale anliegen, wodurch eine Belastungsstelle entsteht, die sich vor dem Rest der Auskleidung abnutzt.

Komponente	Typische Legierung	Härtebereich	Am besten geeigneter Trage-Modus
Backenplatte	Hadfield-Manganstahl, 11 bis 14 Prozent Mn	200 bis 250 HB im Gusszustand, 500 HB im gehärteten Zustand	Hochleistungs-Prallbrecher, Vorzerkleinerung
Kegelmantel und Konkavität	Hadfield-Manganstahl, 18 bis 22 Prozent Mn	200 bis 250 HB im Gusszustand, 500 HB oder mehr im gehärteten Zustand	Stöße und mäßiger Abrieb
Sekundär- und Tertiärauskleidungen	Weißes Eisen mit hohem Chromgehalt, 18 bis 22 Prozent Cr	58 bis 64 HRC	Gleitabrieb durch Quarzgangart

Wo es in einer Eisenerzförderanlage zu verstärktem Verschleiß kommt und warum die Buchse eine wichtige Rolle spielt

Die Auskleidungen stehen zwar meist im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit, doch die Bronzebuchsen, die die Exzenterwelle und die Hauptwelle eines Kegelbrechers lagern, werden stärker belastet, sobald das Aufgabegut eine höhere Dichte aufweist, als für die Maschine ursprünglich ausgelegt wurde. Das höhere spezifische Gewicht von Eisenerz bedeutet, dass die Exzentereinheit pro Umdrehung mehr Kraft aufnimmt als bei leichterem Zuschlagmaterial, und diese zusätzliche Belastung macht sich zunächst eher durch ein Nachlassen des Buchsenspiels und steigende Öltemperatur bemerkbar als durch sichtbaren Verschleiß der Auskleidungen.

A Exzenterbuchse für Kegelbrecher, ein Verschleißteil, das bei Anwendungen mit dichtem Eisenerz einer erhöhten Belastung ausgesetzt ist.

Eine Buchse, die mit einer für die tatsächliche Aufgabedichte falschen Spieltoleranz gegossen oder bearbeitet wurde, erwärmt sich stärker und verschleißt schneller, lange bevor die Auskleidungen ausgetauscht werden müssen. Deshalb verdient die Qualität der Buchsen dieselbe sorgfältige Prüfung wie die Auswahl der Auskleidungslegierung, wenn es sich bei dem Aufgabematerial um Eisenerz und nicht um typisches Steinbruchgestein handelt.

Die in einem Datenblatt angegebene Legierungssorte gibt nur einen Teil der Informationen wieder; erst die Abstimmung dieser Sorte auf den tatsächlichen Gehalt an Gangmineralien und die Erzdichte entscheidet darüber, ob eine Auskleidung ihre angegebene Lebensdauer erreicht.

Auswahl von Brecherteilen für Ihre Eisenerz-Produktionslinie

• Lassen Sie vor der Bestellung von Auskleidungen eine Analyse der Ganggesteinsmineralien durchführen oder anfordern, da der Quarz- und Hornsteinanteil den Verschleiß weitaus stärker beeinflusst als die Eisenoxidmineralien.
• Passen Sie den Mangangehalt an die jeweilige Zerkleinerungsstufe an: Verwenden Sie Mn-Sorten mit geringerem Mangangehalt für den Primärprallbereich und Mn- oder Chrom-Weißguss-Sorten mit höherem Mangangehalt dort, wo Gleitabrieb vorherrscht.
• Überprüfen Sie bei jeder Charge die Berichte zu Gusstoleranzen und Härtetests, anstatt sich allein auf die Bezeichnung der Legierung zu verlassen.
• Vergleichen Sie die Vorgaben zum Buchsenspalt mit Ihrer tatsächlichen Erz-Dichte und nicht nur mit den allgemeinen Angaben des Brecherherstellers.
• Erfassen Sie den Verschleißgrad anhand der verarbeiteten Tonnage und nicht anhand der verstrichenen Zeit, da die Erzdichte und der Ganggehalt zwischen den einzelnen Abbaustufen oder Gruben innerhalb desselben Standorts variieren.

Beschaffung von Brecherteilen, die auf Ihren Erzkörper abgestimmt sind

Um das richtig hinzubekommen, muss man zunächst Brecherteile als technische Entscheidung, die sich nach Ihrem spezifischen Erz richtet, und nicht nach einer Katalog-Teilenummer. Yonsmen fertigt Backenplatten, Kegelmäntel, Konkavplatten und Buchsen gemäß den hier aufgeführten Mangan- und Chrom-Spezifikationen, wobei für jede von uns versandte Charge von Brecherteilen eine Dokumentation der chemischen Zusammensetzung und der Härte mitgeliefert wird.

Die Zusammenarbeit mit einem Lieferanten für Brecherteile, der Ihren Ganggehalt und Ihre Erzdichte prüft, bevor er eine Legierungssorte empfiehlt, kann den Unterschied ausmachen zwischen einem Auskleidungssatz, der seine Nennleistung erreicht, und einem, der bereits ein ganzes Quartal früher ausgetauscht werden muss. Senden Sie uns Ihre Erzanalyse und Ihr aktuelles Verschleißbild, damit wir Ihnen die für Ihre Anlage am besten geeignete Legierungssorte und das passende Profil empfehlen können.