Como escolher peças resistentes para trituradores de minério de ferro

Uma placa mandibular com uma durabilidade estimada em anos pode perder metade da sua superfície num único trimestre

Basta substituir o material de uma linha de trituração de calcário por minério de formação ferrosa em faixas para que uma placa de mandíbula, que normalmente durava várias épocas, perca metade da sua espessura numa questão de meses. Os próprios minerais de óxido de ferro não são os culpados. A hematite e a magnetite situam-se aproximadamente entre 5,5 e 6,5 na escala de Mohs, não sendo mais duras do que muitas pedras de pedreira. A diferença deve-se, normalmente, às faixas de quartzo e sílex que atravessam o corpo do minério, minerais que se situam no nível 7 da escala de Mohs e que se desgastam contra a superfície do revestimento muito depois de o óxido de ferro à sua volta já se ter desintegrado.

Um triturador cónico instalado numa linha de produção de minério de ferro, onde a densidade do material de alimentação e o teor de minerais de ganga determinam a escolha das peças de desgaste.

Por que é que o minério de ferro se comporta de forma diferente da rocha de pedreira

Há duas propriedades que distinguem o minério de ferro dos agregados de construção típicos. A primeira é a densidade relativa: a hematite situa-se entre 4,9 e 5,3 e a magnetite entre 5,2 e 5,3, ambas bem acima dos valores típicos de 2,6 a 2,7 do granito ou do calcário. Uma partícula mais densa possui maior massa para o mesmo tamanho, pelo que transmite mais energia de impacto à superfície do revestimento, a par da mesma velocidade e configuração do triturador. A segunda propriedade diz respeito à mineralogia da ganga, e não ao próprio mineral do minério. Um estudo publicado sobre um minério de ferro sudanês de baixo teor registou um índice de trabalho de Bond superior a 52 quilowatts-hora por tonelada, um valor invulgarmente elevado que os investigadores atribuíram diretamente à elevada concentração e dureza da ganga de quartzo, em vez de aos minerais de ferro presentes na amostra.

Essa combinação — maior densidade e veios de quartzo — é a razão pela qual a escolha de peças duráveis para um triturador numa linha de produção de minério de ferro não pode basear-se no mesmo tipo de liga e espessura que funciona bem numa pedreira de granito ou calcário com uma tonelagem semelhante.

Tipos de materiais que realmente resistem ao minério de ferro

Para matérias-primas com dureza de 7 ou mais na escala de Mohs, a resposta padrão no terreno é o aço austenítico com elevado teor de manganês, geralmente o aço Hadfield, para ASTM A128 com um teor de manganês de 11 a 14 por cento para as placas das mandíbulas, aumentando para um teor mais elevado, de 18 a 22 por cento de manganês, para os revestimentos cónicos e as partes côncavas, que estão sujeitos a cargas de impacto mais intensas. A liga endurece por deformação sob impactos repetidos, passando de cerca de 200 a 250 HB no estado de fundição para 500 HB ou mais na superfície de trabalho, enquanto o núcleo permanece suficientemente resistente para absorver choques sem rachar.

Nos casos em que o modo de desgaste se desloca para a abrasão por deslizamento puro, em vez de impacto — como nas fases secundária e terciária de trituração de minério já libertado —, o ferro branco com elevado teor de crómio torna-se a escolha mais comum, com um teor de crómio normalmente entre 18 e 22 por cento e, por vezes, superior, sacrificando parte da tenacidade do aço ao manganês em troca de uma superfície de trabalho mais dura. O controlo dimensional continua a ser tão importante quanto a composição química; os revestimentos moldados em areia são geralmente produzidos para ISO 8062-3, classes CT8 a CT10, e uma peça fundida fora desse intervalo pode assentar de forma irregular contra a cabeça ou o corpo do motor, criando um ponto de tensão que se desgasta mais cedo do que o resto do revestimento.

Componente	Liga típica	Gama de dureza	Modo de vestuário mais adequado
Placa da mandíbula	Aço ao manganês Hadfield, com 11 a 14 por cento de Mn	200 a 250 HB no estado de fundição, 500 HB após o endurecimento	Impacto forte, trituração primária
Manto cónico e côncavo	Aço ao manganês Hadfield, com 18 a 22 por cento de Mn	200 a 250 HB no estado de fundição, 500 HB ou mais após o endurecimento	Impacto e abrasão moderada
Revestimentos secundários e terciários	Ferro branco com elevado teor de crómio, 18 a 22 por cento de Cr	58 a 64 HRC	Abrasão por deslizamento causada pela ganga de quartzo

Onde se concentra o desgaste numa linha de minério de ferro e por que razão a bucha é importante

As camisas recebem a maior parte da atenção, mas as buchas de bronze que suportam o eixo excêntrico e o eixo principal num triturador cónico suportam uma carga maior sempre que o material de alimentação é mais denso do que aquele para o qual a máquina foi originalmente dimensionada. A maior densidade do minério de ferro significa que o conjunto excêntrico está a absorver mais força por rotação do que absorveria com agregados mais leves, e essa carga adicional manifesta-se primeiro como variação da folga das buchas e aumento da temperatura do óleo, em vez de se traduzir num desgaste visível dos revestimentos.

A casquilho excêntrico do triturador de cone, um componente sujeito a desgaste que suporta uma carga adicional em aplicações com minério de ferro denso.

Uma bucha fundida ou maquinada com uma tolerância de folga incorreta para a densidade real do material alimentado irá aquecer mais e desgastar-se mais rapidamente, muito antes de ser necessário substituir as camisas; é por isso que a qualidade da bucha merece o mesmo escrutínio que a seleção da liga das camisas quando o material alimentado é minério de ferro, em vez da rocha típica de pedreira.

A classificação da liga indicada numa ficha técnica apenas revela parte da informação; é a correspondência entre essa classificação e o teor real de ganga e a densidade do minério que determina se um revestimento cumpre a sua vida útil nominal.

Escolher peças para o triturador da sua linha de produção de minério de ferro

• Faça um teste ou solicite uma análise da composição mineral da gangue antes de encomendar revestimentos, uma vez que o teor de quartzo e de sílex influencia o desgaste muito mais do que os minerais de óxido de ferro.
• Adequar o teor de manganês à fase de trituração, utilizando tipos com menor teor de Mn para a trituração primária por impacto e tipos com maior teor de Mn ou de ferro branco com crómio nos casos em que a abrasão por deslizamento é predominante.
• Confirme os relatórios de tolerância de fundição e de ensaios de dureza em cada lote, em vez de se basear apenas no nome da liga.
• Verifique as especificações de folga das buchas em função da densidade real do minério, e não apenas com base na classificação genérica do fabricante do triturador.
• Acompanhe a taxa de desgaste por tonelagem processada, em vez de por tempo civil, uma vez que a densidade do minério e o teor de ganga variam entre os diferentes bancos ou poços dentro do mesmo local.

Aquisição de peças para trituradores adequadas ao seu corpo de minério

Para acertar nisto, é preciso começar por tratar peças de trituradores como uma decisão de engenharia relacionada com o seu minério específico, em vez de um número de peça de catálogo. A Yonsmen funde placas de mandíbulas, mantos cónicos, côncavos e buchas de acordo com as especificações de manganês e crómio aqui descritas, fornecendo documentação relativa à composição química e à dureza para cada lote de peças para trituradores que enviamos.

Trabalhar com um fornecedor de peças para trituradores que analise o teor de ganga e a densidade do minério antes de recomendar um tipo de liga pode fazer a diferença entre um conjunto de revestimentos que cumpra a sua tonelagem nominal e outro que precise de ser substituído um trimestre antes do previsto. Envie-nos a análise do seu minério e o padrão de desgaste atual e poderemos recomendar o tipo de liga e o perfil mais adequados para a sua linha de produção.