Mn14 o Mn18: la elección de la placa de la mandíbula que determina la vida útil frente al desgaste del granito

Una cantera que utilice una placa de mandíbula estándar con un 14 % de manganeso para el granito —el grado que la mayoría de los catálogos indican como predeterminado— puede estar desperdiciando varios meses de vida útil sin otra razón que una ficha técnica copiada de un contrato para piedra caliza. El acero con un 14 % de manganeso se endurece por deformación hasta alcanzar aproximadamente 400 Brinell bajo carga, mientras que el acero con un 18 % de manganeso, en la misma trituradora y triturando el mismo granito, puede superar los 450 y llegar hasta los 550 Brinell. La trituradora no ha cambiado. La roca no ha cambiado. Solo ha cambiado la aleación, y ese único cambio suele marcar la diferencia entre un juego de revestimientos que alcanza su tonelaje nominal y otro que no lo hace.

Por qué el granito limita más la elección de materiales que los áridos más blandos

El granito se sitúa aproximadamente entre 6 y 7 en la escala de Mohs, lo que lo sitúa en el límite en el que las guías de selección de materiales clasifican la roca como lo suficientemente dura como para requerir una trituración por compresión en lugar de una trituración por impacto. Las pruebas independientes de abrasión sitúan al granito en un índice de abrasión cercano a 0,55, lo que supone una tasa de desgaste moderada pero persistente, con un índice de trabajo de Bond que oscila entre 14 y 22 kilovatios-hora por tonelada, muy por encima del rango de 6 a 12 kilovatios-hora típico de las rocas más blandas, que pueden triturarse con martillos. Por encima de aproximadamente 7 en la escala de Mohs, las trituradoras de impacto de eje horizontal se desgastan demasiado rápido como para seguir siendo rentables, razón por la cual las trituradoras de mandíbulas seguidas de trituradoras cónicas —ambas máquinas de compresión— constituyen la configuración estándar para una línea de granito, mientras que las trituradoras de impacto de eje vertical conservan únicamente un papel limitado en la fase terciaria de conformación, donde la cámara procesa roca contra roca en lugar de metal contra roca.

Las placas mandibulares: la primera línea de defensa

Las placas de la mandíbula son las que reciben el primer impacto, y el más fuerte, en cualquier línea de procesamiento de granito, y la elección de la aleación en este caso es lo que más influye en los costes posteriores. Una aleación estándar con un 14 % de manganeso pieza de la trituradora de mandíbulas Comienza con una dureza aproximada de 230 Brinell en estado de fundición y, tras el endurecimiento por deformación, alcanza unos 400 Brinell, un grado adecuado para materiales de reciclaje más blandos o mixtos, más que para el granito. El acero con un 18 % de manganeso, a veces denominado Mn18, es el tipo por el que se decantan la mayoría de las explotaciones de roca dura a gran escala; su endurecimiento por deformación parte de un punto similar y alcanza entre 450 y 550 Brinell, o incluso más, bajo la fuerza de compresión que genera el granito. El perfil de la placa es tan importante como el tipo de aleación, ya que una placa corrugada o dentada concentra la tensión en cada punto, y un tipo con mayor contenido de manganeso puede ser más propenso a astillarse en esos puntos bajo cargas de impacto que una alternativa ligeramente más resistente y con menor contenido de manganeso; por eso, el perfil y la aleación suelen especificarse conjuntamente en lugar de de forma independiente.

Revestimientos cónicos de Mn18Cr2 como referencia para el granito

Una vez que el granito llega a las etapas secundaria y terciaria, entran en acción los mantos y los cóncavos de la trituradora de cono, y el material estándar del sector en este caso es el acero al manganeso Mn18Cr2, que equivale en términos generales a ASTM A128 Grado C, que se endurece por deformación pasando de unos 200 Brinell en estado de fundición a entre 500 y 550 Brinell en servicio. Para materiales de alimentación inusualmente duros, como las bandas de cuarcita que atraviesan un yacimiento de granito, en algunas operaciones se recurre al Mn22Cr2 para obtener mayor dureza, aunque el Mn18Cr2 sigue siendo la opción más versátil y, en general, más fiable específicamente para el granito. Cuando el tipo de desgaste se inclina hacia materiales finos y altamente abrasivos más adelante en el circuito, el hierro blanco con alto contenido en cromo, en el rango del 26 al 28 por ciento de cromo, resulta más adecuado, ya que no se endurece por deformación, sino que mantiene una dureza superficial elevada y constante a lo largo de toda su vida útil, en lugar de depender de la energía de impacto para desarrollar esa dureza, como ocurre con el acero al manganeso.

Las trituradoras de impacto y las VSI siguen teniendo su lugar

Las trituradoras de impacto de eje horizontal suelen tener dificultades con el granito, ya que desgastan las barras de impacto más rápido de lo que justifica el tonelaje procesado; por ello, la mayoría de las líneas de procesamiento de granito reservan la trituración por impacto para la etapa de trituración de eje vertical, donde una cámara autógena —roca contra roca— protege las piezas de desgaste del contacto directo con el metal, al tiempo que sigue proporcionando la forma cúbica de las partículas que exigen las especificaciones del hormigón y el asfalto. Las barras de impacto que desempeñan esta función suelen ser de acero al manganeso, donde la resistencia a la fractura es lo más importante, o de acero aleado martensítico, cuando la alimentación está controlada y es moderadamente abrasiva, sacrificando algo de tenacidad a cambio de una superficie más dura que no depende del endurecimiento por deformación para funcionar.

Componente	Aleación típica para el granito	Gama de dureza	Modo de uso más adecuado
Placa de mandíbula	Acero al manganeso Mn18	230 HB en estado de fundición, de 450 a 550 HB tras el endurecimiento	Impacto primario y compresión
Manto cónico y cóncavo	Mn18Cr2, equivalente a la norma ASTM A128, grado C	200 HB en estado de fundición, 500 a 550 HB tras el endurecimiento	Compresión secundaria y terciaria
Revestimiento para trituración fina	Hierro blanco con alto contenido en cromo, entre un 26 % y un 28 % de Cr	Dureza elevada y constante, sin endurecimiento por deformación	Material fino y muy abrasivo
Rotor y piezas de desgaste del VSI	Manganeso o acero aleado martensítico	Depende del curso seleccionado	Forma cúbica, impacto de roca contra roca

La tolerancia de fundición y el ajuste son tan importantes como la aleación

La química solo explica una parte del proceso. Los revestimientos moldeados en arena suelen fabricarse para ISO 8062-3, grados CT8 a CT10, y una pieza fundida que se salga de ese margen de tolerancia puede asentarse de forma irregular contra la cabeza, la cubeta o el bastidor de la mandíbula, lo que genera una concentración de tensiones que provoca un desgaste prematuro, independientemente de lo bien que se haya elegido la aleación. Una pieza de desgaste de una trituradora con el contenido adecuado de manganeso, pero con una tolerancia de fundición incorrecta, seguirá teniendo un rendimiento inferior al de su vida útil nominal; por eso, los certificados de dureza por sí solos no garantizan un buen rendimiento en campo sin una inspección dimensional que los corrobore.

Elección de piezas para trituradoras en una línea de producción de granito

• Especifica Mn18 en lugar del grado predeterminado Mn14 para las placas de las mordazas cuando la dureza del material a procesar alcance los valores propios del granito y el basalto.
• Utilizar de forma predeterminada Mn18Cr2 para las camisas cónicas y los cóncavos, pasando a Mn22Cr2 únicamente cuando se confirmen la presencia de bandas de cuarcita en la materia prima.
• Reserva el hierro blanco con alto contenido en cromo para tareas delicadas y muy abrasivas en fases posteriores del circuito, en lugar de en la etapa primaria.
• Comprueba los informes de los ensayos de dureza de cada pieza de trituradora de mandíbulas que se reciba, en lugar de fiarte únicamente del nombre de la aleación que figura en la factura.
• Comprueba la tolerancia de fundición según la documentación relativa a los grados de la norma ISO 8062, ya que un revestimiento que no se asienta correctamente se desgasta de forma desigual, independientemente de la dureza de la aleación.

Adquisición de piezas para trituradoras adaptadas al trabajo con granito

La selección de piezas para trituradoras en una línea de granito se reduce a adaptar el grado de aleación y la calidad de la fundición a un material de alimentación que se encuadra claramente en la categoría de roca dura, en lugar de recurrir por defecto al grado que funcionó en un contrato con roca más blanda. Yonsmen fabrica placas de mandíbula, mantos cónicos, concavos y juegos completos de revestimientos según las especificaciones Mn18, Mn18Cr2 y de alto contenido en cromo que aquí se describen, y proporciona documentación sobre la composición química y la dureza de cada lote.

Cómo elegir la trituradora adecuada pieza de desgaste Realizar la instalación desde el principio, en lugar de actualizarla a mitad del contrato tras fallos iniciales, es lo que permite que una línea de granito funcione a su capacidad nominal. Envíanos los datos sobre la dureza del material de alimentación y el patrón de desgaste actual, y te recomendaremos el tipo de granito más adecuado para cada etapa de tu línea de trituración.