Cómo elegir piezas duraderas para trituradoras destinadas a la trituración de mineral de hierro

Una placa mandibular con una vida útil estimada de varios años puede perder la mitad de su superficie en un solo trimestre

Si se cambia la línea de trituración de piedra caliza a mineral de formación ferrosa bandeada, una placa de mandíbula que normalmente duraba varias temporadas puede perder la mitad de su grosor en cuestión de meses. Los propios minerales de óxido de hierro no son los culpables. La hematita y la magnetita se sitúan aproximadamente entre 5,5 y 6,5 en la escala de Mohs, lo que no las hace más duras que muchas piedras de cantera. La diferencia suele deberse a las bandas de cuarzo y sílex que atraviesan el yacimiento, minerales que alcanzan un 7 en la escala de Mohs y que rozan contra la superficie del revestimiento mucho después de que el óxido de hierro que los rodea ya se haya desintegrado.

Una trituradora cónica instalada en una línea de producción de mineral de hierro, en la que la densidad del material de alimentación y el contenido de minerales de ganga determinan la elección de las piezas de desgaste.

Por qué el mineral de hierro se comporta de forma diferente a la roca de cantera

Hay dos propiedades que distinguen al mineral de hierro de los áridos típicos de la construcción. La primera es la densidad: la hematita tiene una densidad de entre 4,9 y 5,3, y la magnetita se sitúa entre 5,2 y 5,3, ambas muy por encima de los valores típicos del granito o la caliza, que oscilan entre 2,6 y 2,7. Una partícula más densa tiene mayor masa para un mismo tamaño, por lo que transmite más energía de impacto a la superficie del revestimiento a la misma velocidad y con el mismo ajuste de la trituradora. La segunda propiedad tiene que ver con la mineralogía de la ganga, más que con el propio mineral de hierro. Un estudio publicado sobre un mineral de hierro sudanés de baja ley registró un índice de trabajo de Bond superior a 52 kilovatios-hora por tonelada, una cifra inusualmente alta que los investigadores atribuyeron directamente a la elevada concentración y dureza de la ganga de cuarzo, más que a los minerales de hierro presentes en la muestra.

Esa combinación —una mayor densidad y las vetas de cuarzo— es la razón por la que, a la hora de elegir piezas de trituradora duraderas para una línea de mineral de hierro, no se puede recurrir al mismo grado de aleación ni al mismo espesor que funcionan bien en una cantera de granito o piedra caliza con un tonelaje similar.

Tipos de materiales que realmente resisten el contacto con el mineral de hierro

Para las materias primas con una dureza Mohs de 7 o superior, la respuesta habitual en el sector es el acero austenítico con alto contenido en manganeso, comúnmente conocido como acero Hadfield, para ASTM A128 con un contenido de manganeso del 11 al 14 % para las placas de las mandíbulas, que aumenta hasta un 18-22 % en el caso de las camisas cónicas y los concavos, que soportan cargas de impacto más intensas. La aleación se endurece por deformación bajo impactos repetidos, pasando de unos 200 a 250 HB en estado de fundición a 500 HB o más en la superficie de trabajo, mientras que el núcleo mantiene la tenacidad suficiente para absorber los golpes sin agrietarse.

Cuando el modo de desgaste se inclina hacia la abrasión por deslizamiento puro en lugar del impacto —como ocurre en las etapas secundarias y terciarias de trituración del mineral ya liberado—, el hierro blanco con alto contenido en cromo se convierte en la opción más habitual, normalmente con un contenido de cromo del 18 al 22 por ciento y, en ocasiones, superior, a cambio de sacrificar parte de la tenacidad del acero al manganeso a cambio de una superficie de trabajo más dura. El control dimensional sigue siendo tan importante como la composición química; los revestimientos moldeados en arena se fabrican generalmente para ISO 8062-3, grados CT8 a CT10, y una pieza fundida que se salga de ese rango puede quedar mal ajustada contra la culata o el cilindro, creando un punto de tensión que se desgasta antes que el resto del revestimiento.

Componente	Aleación típica	Gama de dureza	Modo de uso más adecuado
Placa de mandíbula	Acero al manganeso Hadfield, con un contenido de Mn del 11 al 14 por ciento	De 200 a 250 HB en estado de fundición, 500 HB tras el endurecimiento	Impacto fuerte, trituración primaria
Manto cónico y cóncavo	Acero al manganeso Hadfield, con un contenido de Mn del 18 al 22 por ciento	De 200 a 250 HB en estado de fundición; 500 HB o más tras el endurecimiento	Impacto y abrasión moderada
Revestimientos secundarios y terciarios	Hierro blanco con alto contenido en cromo, entre un 18 % y un 22 % de Cr	De 58 a 64 HRC	Abrasión por deslizamiento provocada por la ganga de cuarzo

Dónde se concentra el desgaste en una línea de mineral de hierro y por qué es importante el casquillo

Aunque los revestimientos acaparan la mayor parte de la atención, los casquillos de bronce que soportan el eje excéntrico y el eje principal de una trituradora de cono soportan una mayor carga cada vez que el material de alimentación es más denso de lo que la máquina estaba diseñada inicialmente para procesar. La mayor densidad del mineral de hierro hace que el conjunto excéntrico absorba más fuerza por revolución de lo que lo haría con áridos más ligeros, y esa carga adicional se manifiesta primero en forma de variación de la holgura de los casquillos y aumento de la temperatura del aceite, más que como un desgaste visible de los revestimientos.

A buje excéntrico de trituradora de cono, un componente sujeto a desgaste que soporta una carga adicional en aplicaciones con mineral de hierro denso.

Un casquillo fundido o mecanizado con una tolerancia de holgura incorrecta para la densidad real del material alimentado se calentará más y se desgastará más rápidamente, mucho antes de que sea necesario sustituir las camisas; por eso, la calidad del casquillo merece el mismo escrutinio que la selección de la aleación de las camisas cuando el material alimentado es mineral de hierro, en lugar de la roca típica de cantera.

El tipo de aleación que figura en la ficha técnica solo ofrece una visión parcial; lo que determina si un revestimiento alcanza su vida útil nominal es la adecuación de ese tipo de aleación al contenido real de ganga y a la densidad del mineral.

Cómo elegir las piezas de la trituradora para tu línea de procesamiento de mineral de hierro

• Comprueba o solicita un análisis de los minerales de la ganga antes de encargar los revestimientos, ya que el contenido de cuarzo y sílex influye mucho más en el desgaste que los minerales de óxido de hierro.
• Adapta el contenido de manganeso a la fase de trituración: utiliza calidades con menor contenido de Mn para la trituración primaria por impacto y calidades con mayor contenido de Mn o de hierro blanco al cromo cuando predomina la abrasión por deslizamiento.
• Comprueba los informes de tolerancia de fundición y de dureza de cada lote, en lugar de basarte únicamente en el nombre de la aleación.
• Comprueba las especificaciones de holgura de los casquillos en función de la densidad real de tu mineral, y no solo según los valores genéricos del fabricante de la trituradora.
• Realiza un seguimiento de la tasa de desgaste en función del tonelaje procesado, en lugar de según el tiempo transcurrido, ya que la densidad del mineral y el contenido de ganga varían entre los distintos bancos o pozos dentro de una misma explotación.

Suministro de piezas para trituradoras adaptadas a tu yacimiento

Para hacerlo bien, lo primero es tratar piezas de trituradoras como una decisión de ingeniería vinculada a su mineral específico, en lugar de a un número de referencia de catálogo. Yonsmen fabrica placas de mandíbula, mantos cónicos, concavos y casquillos según las especificaciones de manganeso y cromo aquí descritas, y proporciona documentación sobre la composición química y la dureza de cada lote de piezas para trituradoras que enviamos.

Trabajar con un proveedor de piezas para trituradoras que analice el contenido de ganga y la densidad del mineral antes de recomendar un tipo de aleación puede marcar la diferencia entre un juego de revestimientos que alcance su tonelaje nominal y otro que tenga que sustituirse un trimestre antes de lo previsto. Envíanos el análisis de tu mineral y el patrón de desgaste actual y te recomendaremos el tipo y el perfil que mejor se adapten a tu línea de producción.