Mn14 oder Mn18 – die Wahl der Backenplatte, die über die Lebensdauer bei Granit bestimmt

Ein Steinbruch, der Granit mit einer Standard-Backenplatte aus 14-prozentigem Manganstahl zerkleinert – der Güteklasse, die in den meisten Katalogen als Standard angegeben ist –, verschenkt möglicherweise mehrere Monate Lebensdauer, und zwar aus keinem anderen Grund als einem Datenblatt, das aus einem Vertrag für Kalkstein kopiert wurde. 14-prozentiger Manganstahl härtet sich unter Belastung auf etwa 400 Brinell ab, während 18-prozentiger Manganstahl im selben Brecher, der denselben Granit zerkleinert, Werte von über 450 bis 550 Brinell erreichen kann. Der Brecher hat sich nicht verändert. Das Gestein hat sich nicht verändert. Nur die Legierung hat sich verändert, und diese eine Änderung macht oft den Unterschied zwischen einem Auskleidungssatz, der seine Nennleistung erreicht, und einem, der dies nicht tut.

Warum Granit eine eingeschränktere Materialauswahl erfordert als weicheres Zuschlagmaterial

Granit liegt bei etwa 6 bis 7 auf der Mohs-Skala und befindet sich damit an der Grenze, an der Gestein in den Auswahlrichtlinien für Aufbereitungsanlagen als so hart eingestuft wird, dass eine Druckzerkleinerung anstelle einer Prallzerkleinerung erforderlich ist. Unabhängige Abriebtests ergeben für Granit einen Abriebindex nahe 0,55, was einer moderaten, aber anhaltenden Abnutzungsrate entspricht, sowie einen Bond-Work-Index zwischen 14 und 22 Kilowattstunden pro Tonne, der deutlich über dem für weicheres, mit Hammerbrechern zerkleinerbares Gestein typischen Bereich von 6 bis 12 Kilowattstunden liegt. Oberhalb von etwa Mohs 7 verschleißen Horizontalwellen-Prallbrecher zu schnell, um noch wirtschaftlich zu sein. Aus diesem Grund sind Backenbrecher, gefolgt von Kegelbrechern – beides Druckbrecher – die Standardkonfiguration für eine Granitanlage, während Vertikalwellen-Prallbrecher nur eine begrenzte Rolle in der Tertiärstufe der Aufbereitung spielen, in der das Gestein in der Brechkammer Gestein gegen Gestein statt Metall gegen Gestein zerkleinert wird.

Kieferplatten – die erste Verteidigungslinie

Die Backenplatten sind bei jeder Granitanlage den ersten und stärksten Belastungen ausgesetzt, und die Wahl der Legierung hat hier den größten Einfluss auf die Folgekosten. Eine Standardlegierung mit 14 Prozent Mangan Backenbrecherteil Die Härte liegt im Gusszustand bei etwa 230 Brinell und steigt durch Kaltverfestigung auf rund 400 Brinell an – eine Güte, die sich eher für weicheres oder gemischtes Recyclingmaterial als für Granit eignet. 18-prozentiger Manganstahl, manchmal auch als Mn18 bezeichnet, ist die Sorte, für die sich die meisten großen Hartgesteinsbetriebe entscheiden; er härtet sich unter der von Granit erzeugten Druckkraft von einem ähnlichen Ausgangswert auf 450 bis 550 Brinell oder höher aus. Neben der Legierungssorte spielt auch das Plattenprofil eine wichtige Rolle, da eine gewellte oder gezahnte Platte die Belastung an jedem Punkt konzentriert und eine Legierung mit höherem Mangangehalt an diesen Stellen unter Stoßbelastung anfälliger für Abplatzungen sein kann als eine etwas zähere Alternative mit geringerem Mangangehalt. Aus diesem Grund werden Profil und Legierung in der Regel gemeinsam und nicht unabhängig voneinander spezifiziert.

Kegeleinsätze aus Mn18Cr2 als Standard für Granit

Sobald der Granit die zweite und dritte Brechstufe erreicht, kommen die Mantel und Konkaven des Kegelbrechers zum Einsatz; hier ist Mn18Cr2-Manganstahl der Branchenstandard, der im Großen und Ganzen dem folgenden entspricht: ASTM A128 Güteklasse C, das sich im Einsatz von etwa 200 Brinell im Gusszustand auf 500 bis 550 Brinell verfestigt. Bei ungewöhnlich hartem Gestein, wie beispielsweise Quarzitbändern, die durch eine Granitlagerstätte verlaufen, greifen manche Betriebe für zusätzliche Härte auf Mn22Cr2 zurück, obwohl Mn18Cr2 speziell für Granit die vielseitigere und im Allgemeinen zuverlässigere Wahl bleibt. Wenn sich die Abnutzungsart weiter unten im Kreislauf in Richtung feines, stark abrasives Material verschiebt, ist Weißguss mit hohem Chromgehalt im Bereich von 26 bis 28 Prozent Chrom die bessere Wahl, da er nicht durch Kaltverfestigung härtet, sondern über seine gesamte Lebensdauer hinweg eine gleichbleibend hohe Oberflächenhärte beibehält, anstatt wie Manganstahl auf Aufprallenergie angewiesen zu sein, um diese Härte aufzubauen.

Prallbrecher und VSI-Brecher haben nach wie vor ihre Berechtigung

Horizontalwellen-Prallbrecher haben im Allgemeinen Schwierigkeiten mit Granit und verschleißen die Schlagleisten schneller, als es die verarbeitete Tonnage rechtfertigt. Daher wird in den meisten Granit-Verarbeitungsanlagen die Prallzerkleinerung der Vertikalwellen-Prallstufe vorbehalten, wo eine autogene „Stein-auf-Stein“-Kammer die Verschleißteile vor direktem Metallkontakt schützt und gleichzeitig die kubische Kornform liefert, die die Spezifikationen für Beton und Asphalt erfordern. Schlagleisten in dieser Anwendung bestehen typischerweise aus Manganstahl, wo Bruchfestigkeit am wichtigsten ist, oder aus martensitischem legiertem Stahl, wenn das Aufgabematerial kontrolliert und mäßig abrasiv ist; dabei wird ein Teil der Zähigkeit zugunsten einer härteren Oberfläche aufgegeben, deren Leistung nicht auf Kaltverfestigung beruht.

Komponente	Typische Legierung für Granit	Härtebereich	Am besten geeigneter Trage-Modus
Backenplatte	Mn18-Manganstahl	230 HB im Gusszustand, 450 bis 550 HB im gehärteten Zustand	Primäre Aufprall- und Druckbelastung
Kegelmantel und Konkavität	Mn18Cr2, entspricht ASTM A128, Güteklasse C	200 HB im Gusszustand, 500 bis 550 HB im gehärteten Zustand	Sekundäre und tertiäre Kompression
Feinzerkleinerungsauskleidung	Weißes Eisen mit hohem Chromgehalt, 26 bis 28 Prozent Cr	Gleichbleibend hohe Härte, keine Kaltverfestigung	Feines, stark abrasives Material
VSI-Rotor und Verschleißteile	Mangan oder martensitischer legierter Stahl	Hängt von der gewählten Klasse ab	Kubische Formgebung, Aufprall von Gestein auf Gestein

Gusstoleranzen und Passgenauigkeit sind ebenso wichtig wie die Legierung

Die Chemie erklärt nur einen Teil des Ganzen. Sandgussauskleidungen werden in der Regel hergestellt, um ISO 8062-3, Güteklasse CT8 bis CT10, und ein Gussteil, das außerhalb dieses Toleranzbereichs liegt, kann ungleichmäßig am Kopf, an der Schale oder am Backenrahmen anliegen, was zu einer Spannungskonzentration führt, die zu vorzeitigem Verschleiß führt, unabhängig davon, wie gut die Legierung ausgewählt wurde. Ein Verschleißteil für Brecher mit dem richtigen Mangangehalt, aber der falschen Gusstoleranz wird dennoch seine Nennlebensdauer nicht erreichen. Aus diesem Grund garantieren Härtezertifikate allein keine gute Leistung im Einsatz, wenn keine entsprechende Maßprüfung erfolgt.

Auswahl von Brecherteilen für eine Granitanlage

• Verwenden Sie für die Backenplatten die Güteklasse Mn18 anstelle der Standardgüteklasse Mn14, sobald die Härte des Aufgabematerials den Bereich von Granit und Basalt erreicht.
• Standardmäßig ist für Kegelmäntel und Konkavitäten Mn18Cr2 zu verwenden; auf Mn22Cr2 ist nur dann umzustellen, wenn im Aufgabegut Quarzitbänder nachgewiesen wurden.
• Verwenden Sie hochchromhaltiges Weißgussmaterial eher für feine, stark abrasive Anwendungen weiter hinten im Kreislauf als in der Primärstufe.
• Überprüfen Sie die Härteprüfberichte für jedes eingegangene Backenbrecherteil, anstatt sich allein auf die auf der Rechnung angegebene Legierungsbezeichnung zu verlassen.
• Vergleichen Sie die Gusstoleranzen mit den Angaben zur Güteklasse gemäß ISO 8062, da eine schlecht sitzende Auskleidung ungleichmäßig verschleißt, unabhängig davon, wie hart die Legierung ist.

Beschaffung von Brecherteilen, die für den Einsatz bei Granit geeignet sind

Bei der Auswahl von Brecherteilen für eine Granitanlage kommt es darauf an, die Legierungssorte und die Gussqualität auf ein Aufgabegut abzustimmen, das eindeutig in die Kategorie „Hartgestein“ fällt, anstatt einfach auf die Sorte zurückzugreifen, die bei einem Auftrag mit weicherem Gestein gut funktioniert hat. Yonsmen gießt Backenplatten, Kegelmäntel, Konkavplatten und komplette Auskleidungssätze gemäß den hier behandelten Spezifikationen Mn18, Mn18Cr2 und hochchromhaltig, wobei für jede Charge eine Dokumentation der chemischen Zusammensetzung und der Härte bereitgestellt wird.

Die Wahl des richtigen Brechers Verschleißteil Eine Auswahl vor der Installation – anstatt erst nach frühen Ausfällen während der Vertragslaufzeit ein Upgrade vorzunehmen – ist entscheidend dafür, dass eine Granit-Aufbereitungsanlage ihre Nennkapazität voll ausschöpft. Senden Sie uns Ihre Daten zur Härtung des Aufgabematerials sowie das aktuelle Verschleißbild zu, damit wir Ihnen die für jede Stufe Ihrer Brechanlage am besten geeignete Gesteinssorte empfehlen können.