Este artigo aborda o componente da tremonha do britador cônico, uma peça crucial para guiar o material, localizada na parte superior do britador. Suas principais funções incluem coleta e armazenamento de material, distribuição uniforme, amortecimento de impactos e prevenção de contaminação, exigindo alta resistência ao desgaste, resistência estrutural e resistência à corrosão.
O funil é normalmente em formato de funil ou retangular, composto pelo corpo do funil, grade/tela de alimentação, revestimentos de desgaste, nervuras de reforço, flange de montagem, porta de acesso e suportes de dispositivos de vibração opcionais, cada um com funções e características estruturais específicas.
Para variantes de aço fundido, o processo de fundição envolve a seleção do material (aço fundido de alta resistência, como ZG270–500), modelagem, moldagem, fusão e vazamento, resfriamento e desmoldagem, tratamento térmico e inspeção da fundição. A maioria das tremonhas, no entanto, é fabricada a partir de chapas de aço, passando por corte, conformação e dobra, montagem por soldagem, tratamento pós-soldagem, usinagem dos elementos de montagem, instalação do revestimento e tratamento de superfície.
Os processos de controle de qualidade abrangem validação de materiais, verificações de precisão dimensional, inspeção de qualidade de solda, testes de integridade estrutural, testes de desempenho do revestimento e inspeção final. Esses processos garantem que a tremonha resista ao desgaste abrasivo e ao impacto, garantindo a operação contínua e eficiente do britador cônico em aplicações relevantes.
Introdução detalhada ao componente do funil do britador cônico
1. Função e papel do funil
A tremonha do britador cônico (também chamada de tremonha de alimentação ou tremonha de entrada) é um componente essencial para o direcionamento de materiais, localizado na parte superior do britador, servindo como ponto de entrada para as matérias-primas. Suas principais funções incluem:
Coleta e Armazenamento de Materiais:Retenção temporária de materiais a granel (minérios, rochas) antes que eles entrem na câmara de britagem, garantindo um fornecimento contínuo de alimentação.
Distribuição uniforme: Guiar os materiais uniformemente para dentro da câmara de britagem para evitar desgaste irregular nos revestimentos do cone móvel e do cone fixo, otimizando a eficiência da britagem.
Amortecimento de impacto: Reduzindo a força de impacto de materiais em queda (especialmente pedaços grandes) através de sua estrutura inclinada, protegendo os componentes internos do britador de danos diretos.
Prevenção de Contaminação: Equipado com grelhas ou telas para filtrar detritos de grandes dimensões ou objetos estranhos (por exemplo, restos de metal), evitando emperramento ou danos ao mecanismo de trituração.
Dada sua função no manuseio de materiais abrasivos e de alto impacto, a tremonha deve apresentar alta resistência ao desgaste, resistência estrutural e resistência à corrosão.
2. Composição e Estrutura do Funil
O funil é normalmente uma estrutura em forma de funil ou retangular, composta pelas seguintes partes principais e características estruturais:
Corpo do funil: A estrutura principal, geralmente feita de chapas de aço espessas (10–30 mm) ou aço fundido, com seção transversal cônica ou curva para facilitar o fluxo de material. Seu formato é projetado para minimizar a retenção de material, com um diâmetro de saída compatível com a entrada da câmara de britagem (variando de 300 mm a 1500 mm, dependendo do modelo do britador).
Grade/tela de alimentação: Uma grade ou placa perfurada instalada na entrada superior, com aberturas dimensionadas para controlar o tamanho máximo do material que entra no britador (normalmente 80–90% da abertura de alimentação da câmara de britagem). As grades são removíveis para limpeza ou substituição.
Revestimentos de desgaste: Placas de proteção substituíveis fixadas na superfície interna do corpo da tremonha, feitas de ferro fundido com alto teor de cromo, aço resistente à abrasão (AR400/AR500) ou borracha. Esses revestimentos reduzem o desgaste direto no corpo da tremonha e prolongam sua vida útil.
Costelas de reforço: Nervuras de aço soldadas à superfície externa do corpo da tremonha, aumentando a rigidez estrutural para suportar o impacto do material e evitar deformações. As nervuras são dispostas em um padrão de grade ou ao longo da parte cônica da tremonha.
Flange de montagem: Flange periférica na parte inferior da moega, com furos para parafusos para fixação segura à estrutura do britador. A flange garante o alinhamento com a entrada da câmara de britagem e evita vazamentos de material.
Porta de acesso: Uma porta articulada ou removível no lado da tremonha, permitindo inspeção, limpeza ou remoção de materiais bloqueados sem desmontar todo o componente.
Suportes para dispositivos de vibração (opcional): Suportes para fixação de vibradores para evitar obstrução de material na tremonha, especialmente ao manusear materiais úmidos ou pegajosos.
3. Processo de fundição do funil (para variantes de aço fundido)
Tremonhas grandes ou de formato complexo (por exemplo, aquelas com cones irregulares) são frequentemente fabricadas por fundição, com as seguintes etapas:
Seleção de materiais:
Aço fundido de alta resistência (ZG270–500 ou ZG310–570) é escolhido por sua excelente resistência ao impacto (alongamento ≥15%) e soldabilidade, adequado para suportar impactos pesados de materiais.
Criação de padrões:
Um padrão de espuma ou madeira em escala real é criado, replicando o cone, a flange e as características internas do funil. Adicionam-se margens de contração (1,5–2%) para compensar a contração por resfriamento, e ângulos de inclinação (3–5°) são incluídos para facilitar a remoção do padrão do molde.
Moldagem:
Moldes de areia aglomerados com resina são moldados ao redor do molde, com núcleos de areia usados para criar cavidades internas ou reforçar seções espessas. A superfície do molde é revestida com uma camada refratária (à base de alumina) para melhorar o acabamento superficial e evitar a penetração de metal.
Derretendo e Derramando:
O aço fundido é derretido em um forno elétrico a arco a 1520–1560°C, com composição química controlada para C 0,25–0,35%, Si 0,2–0,6% e Mn 0,6–1,0% para garantir resistência e tenacidade.
O vazamento é realizado a 1480–1520°C usando uma concha com uma bacia de vazamento para controlar a vazão, garantindo o enchimento completo do molde sem turbulência (o que pode causar porosidade).
Resfriamento e Shakeout:
A peça fundida é resfriada no molde por 48 a 72 horas para reduzir o estresse térmico e, em seguida, removida por vibração. Os resíduos de areia são limpos com jateamento de granalha (grão de aço G25) para atingir uma rugosidade superficial de Ra25 a 50 μm.
Tratamento térmico:
A normalização (850–900 °C, resfriado a ar) refina a estrutura do grão, seguida pelo revenimento (600–650 °C) para reduzir a dureza para 180–220 HBW, melhorando a usinabilidade e a tenacidade.
Inspeção de Fundição:
A inspeção visual e o teste de penetração de tinta (DPT) verificam se há rachaduras na superfície, bolhas ou fechamento a frio.
O teste ultrassônico (UT) inspeciona seções espessas (≥20 mm) em busca de defeitos internos, com qualquer porosidade >φ3 mm resultando em rejeição.
4. Processo de usinagem e fabricação (para fabricação de chapas de aço)
A maioria dos funis é fabricada com chapas de aço para melhor custo-benefício e flexibilidade, com as seguintes etapas:
Corte de chapa:
Chapas de aço resistentes à abrasão (AR400, 10–30 mm de espessura) são cortadas em seções planas por corte a plasma ou a laser, com tolerâncias dimensionais de ±1 mm. As laterais cônicas da tremonha são cortadas em ângulos precisos usando máquinas de corte CNC.
Conformação e Dobramento:
Seções curvas (se aplicável) são moldadas usando uma prensa hidráulica com matrizes personalizadas, garantindo curvatura consistente (tolerância de ±0,5°). Os lados cônicos são dobrados no ângulo necessário (normalmente 45–60° em relação à vertical) para facilitar o fluxo do material.
Montagem de Soldagem:
As placas cortadas e moldadas são montadas no formato da tremonha por meio de soldagem a arco submerso (SAW) para costuras longas e soldagem com gás inerte metálico (MIG) para cantos. As costuras de solda são alisadas para evitar concentração de tensões, com uma altura de reforço de 2 a 3 mm acima da superfície da placa.
As nervuras de reforço são soldadas à superfície externa usando soldas de filete (comprimento da perna = espessura da chapa), com soldas intermitentes (soldas de 100 mm espaçadas de 150 mm) usadas em áreas não críticas para reduzir a entrada de calor.
Tratamento Pós-Soldagem:
O tratamento térmico pós-soldagem (PWHT) é realizado a 600–650 °C por 2–4 horas para aliviar o estresse da soldagem, evitando rachaduras durante a operação. A tremonha é então resfriada a ar até a temperatura ambiente.
Usinagem de recursos de montagem:
O flange de montagem é usinado em uma fresadora CNC para garantir planicidade (≤ 1 mm/m) e perpendicularidade ao eixo da tremonha (≤ 0,5 mm/m). Os furos dos parafusos são perfurados com uma furadeira CNC, com tolerância posicional de ± 0,5 mm.
Instalação do revestimento:
Revestimentos de desgaste (ferro fundido com alto teor de cromo ou AR500) são fixados à superfície interna por meio de parafusos escareados (M16–M24) espaçados de 200–300 mm. Os revestimentos de borracha são fixados com adesivo epóxi, com fixadores mecânicos adicionados nas bordas para reforço.
Tratamento de superfície:
A superfície externa é pintada com tinta anticorrosiva (primer epóxi + acabamento de poliuretano, espessura total de 80–120 μm) para proteger contra a corrosão ambiental. As áreas soldadas são lixadas e preparadas com primer antes da pintura.
5. Processos de Controle de Qualidade
Validação de materiais:
Para funis fundidos: a análise espectrométrica confirma a composição química (por exemplo, ZG310–570: C ≤ 0,37%, Mn ≤ 1,2%). O teste de tração em cupons verifica a resistência ao escoamento (≥ 310 MPa) e a tenacidade ao impacto (≥ 30 J/cm² a -20 °C).
Para funis fabricados: o teste ultrassônico (UT) de placas de aço garante que não haja defeitos internos (por exemplo, laminações) no material de base.
Verificações de precisão dimensional:
O ângulo de conicidade da tremonha é medido usando um transferidor ou scanner a laser, com tolerância de ±0,5°.
Uma máquina de medição de coordenadas (CMM) verifica a planura do flange, as posições dos furos dos parafusos e o diâmetro de saída (tolerância de ±2 mm).
Inspeção de qualidade de solda:
As costuras de solda são inspecionadas por meio de exame visual (sem rachaduras, rebaixo ≤0,5 mm) e teste ultrassônico (UT) para detectar defeitos internos (por exemplo, falta de fusão).
Testes destrutivos de amostras de solda (testes de tração e flexão) confirmam que a resistência da solda corresponde ao material base (≥400 MPa).
Teste de Integridade Estrutural:
Teste de carga: O funil é montado em um equipamento de teste e preenchido com materiais pesados (120% da capacidade nominal) por 24 horas, sem deformação visível (medida por meio de indicadores de mostrador).
Teste de impacto: Um bloco de aço de 50 kg é solto de 1 m sobre a superfície interna (revestimento de desgaste removido) para simular o impacto do material, com a inspeção pós-teste não mostrando rachaduras ou deformação permanente.
Teste de desempenho do revestimento:
A resistência ao desgaste dos revestimentos é avaliada usando testes de roda de borracha/areia seca ASTM G65, com revestimentos AR400 exigindo perda de peso ≤0,8 g/1000 ciclos.
A adesão do revestimento (para revestimentos colados) é testada por meio de um teste de tração, com resistência mínima de adesão de 5 MPa necessária.
Inspeção Final:
Uma verificação abrangente garante que todos os componentes (grades, porta de acesso, furos de montagem) atendam às especificações do projeto.
O funil é testado sob pressão com ar (0,1 MPa) para detectar pontos de vazamento de material ao redor de soldas ou conexões de flange.
Seguindo esses processos de fabricação e controle de qualidade, o funil do britador cônico atinge um desempenho confiável no manuseio de materiais, resistindo ao desgaste abrasivo e ao impacto para garantir uma operação contínua e eficiente do britador em aplicações de mineração, pedreiras e processamento de agregados.
