O revestimento do recipiente do britador cônico, também conhecido como revestimento cônico fixo ou revestimento côncavo, é um componente resistente ao desgaste montado na superfície interna da estrutura superior ou recipiente, formando a parte estacionária da câmara de britagem. Suas principais funções incluem britagem de material (cooperando com o revestimento cônico móvel para reduzir materiais), proteção contra desgaste (protegendo a estrutura superior), direcionamento do material (garantindo a distribuição uniforme do material através de seu perfil interno) e controle do tamanho do produto (influenciando a distribuição do tamanho das partículas através de seu perfil interno). Ele requer resistência excepcional ao desgaste, tenacidade ao impacto e integridade estrutural, com uma vida útil de 500 a 2.000 horas, dependendo da dureza do material.
Estruturalmente, é um componente cônico ou troncocônico que consiste no corpo do revestimento (ferro fundido com alto teor de cromo, como Cr20–Cr26 ou aço martensítico), perfil de desgaste interno (com seções paralelas, superfícies escalonadas/ranhuradas e um ângulo cônico de 15°–30°), recursos de montagem (ranhuras em cauda de andorinha, furos para parafusos, pinos de localização), nervuras de reforço e um flange superior.
O processo de fundição do revestimento da cuba envolve a seleção do material (ferro fundido com alto teor de cromo Cr20Mo3), a modelagem (com tolerâncias de contração), a moldagem (molde de areia aglomerado com resina), a fusão e o vazamento (temperatura e vazão controladas), o resfriamento e a desmoldagem, e o tratamento térmico (recozimento em solução e austêmpera). Seus processos de usinagem e fabricação incluem usinagem de desbaste, usinagem de elementos de montagem, usinagem de perfis internos e tratamento de superfície.
Os processos de controle de qualidade abrangem testes de materiais (composição química e análise metalográfica), testes de propriedades mecânicas (dureza e impacto), verificações de precisão dimensional (usando CMM e scanner a laser), testes não destrutivos (testes ultrassônicos e de partículas magnéticas) e testes de desempenho de desgaste. Esses processos garantem que o revestimento da cuba tenha a resistência ao desgaste, a precisão e a durabilidade necessárias.
Introdução detalhada ao componente de revestimento da tigela do triturador cônico
1. Função e papel do revestimento da tigela
O revestimento da câmara de britagem do britador cônico (também chamado de revestimento cônico fixo ou revestimento côncavo) é um componente resistente ao desgaste montado na superfície interna da estrutura superior ou da câmara, formando a parte estacionária da câmara de britagem. Suas principais funções incluem:
Britagem de materiais: Trabalhando em conjunto com o revestimento cônico móvel (manto) para aplicar forças de compressão e cisalhamento aos materiais (minérios, rochas), reduzindo-os ao tamanho de partícula desejado.
Proteção contra desgaste: Protegendo a estrutura superior do contato direto com materiais abrasivos, prolongando a vida útil da estrutura e reduzindo os custos de manutenção.
Orientação de materiais: Guiar os materiais através da câmara de britagem por meio de sua superfície interna cônica ou escalonada, garantindo distribuição uniforme e britagem eficiente.
Controle de tamanho do produto:O perfil interno do revestimento (por exemplo, seções paralelas, convexas ou côncavas) influencia diretamente a folga de britagem e a distribuição do tamanho das partículas do produto final.
Dada sua exposição a condições de alto impacto e alta abrasão, o revestimento da tigela deve apresentar resistência excepcional ao desgaste, tenacidade ao impacto e integridade estrutural, durando normalmente de 500 a 2.000 horas, dependendo da dureza do material.
2. Composição e estrutura do revestimento da tigela
O revestimento da tigela é um componente cônico ou troncocônico com um perfil interno complexo, consistindo nas seguintes peças principais e características estruturais:
Corpo do forro: A estrutura principal, feita de ferro fundido com alto teor de cromo (p. ex., Cr20–Cr26) ou aço martensítico (p. ex., 12Cr13), com espessura variando de 50 a 150 mm. Sua superfície externa é usinada para se ajustar à estrutura superior, enquanto a superfície interna apresenta um perfil resistente ao desgaste.
Perfil de desgaste interno: Projetado com geometrias específicas para otimizar a eficiência de britagem:
Seções paralelas: Para produzir partículas finas uniformes, mantendo uma folga de britagem consistente.
Superfícies escalonadas ou ranhuradas: Melhora a aderência do material e reduz o deslizamento, adequado para britagem grossa.
Ângulo de conicidade: Normalmente 15°–30° em relação ao eixo vertical, determinando a taxa de fluxo do material e a distribuição da força de esmagamento.
Características de montagem:
Ranhuras de cauda de andorinha: Ranhuras longitudinais na superfície externa que se encaixam com saliências correspondentes na estrutura superior, protegendo o revestimento contra forças rotacionais.
Furos para parafusos: Furos circunferenciais próximos às bordas superior/inferior para parafusos que fixam o revestimento à estrutura, evitando deslocamento axial.
Pinos de localização: Pequenas saliências ou furos que alinham o revestimento com a estrutura, garantindo o posicionamento correto do perfil interno.
Costelas de reforço: Nervuras radiais externas (10–30 mm de espessura) que reforçam o corpo do revestimento, reduzindo a deformação sob cargas de impacto.
Flange superior: Uma borda radial na extremidade superior que se sobrepõe ao alimentador, evitando vazamento de material entre o revestimento e a estrutura.
3. Processo de fundição para revestimento de tigela
O ferro fundido com alto teor de cromo, o principal material para revestimentos de tigelas, é fabricado por meio de fundição em areia para atingir perfis de desgaste complexos:
Seleção de materiais:
Ferro fundido com alto teor de cromo (Cr20Mo3) é preferido por sua excelente resistência ao desgaste (dureza ≥HRC 60) e tenacidade ao impacto (≥15 J/cm²). A composição química é controlada para C 2,5–3,5%, Cr 20–26%, Mo 0,5–1,0% para formar carbonetos de cromo duro (M7C3) na matriz.
Criação de padrões:
Um padrão em escala real é criado usando madeira, espuma ou resina impressa em 3D, replicando o perfil interno, a superfície externa, os recursos de montagem e as nervuras do revestimento. Margens de contração (1,5–2,5%) são adicionadas para compensar a contração do ferro fundido por resfriamento.
Moldagem:
Um molde de areia aglomerado com resina é preparado, com o padrão posicionado para formar a superfície externa do revestimento. Um núcleo de areia (revestido com lavagem refratária) cria o perfil de desgaste interno, garantindo a precisão dimensional do ângulo cônico e das ranhuras.
Derretendo e Derramando:
O ferro fundido é fundido em um forno de indução a 1450–1500°C, com controle rigoroso de carbono equivalente (CE = C + 0,3(Si + P) ≤4,2%) para evitar defeitos de contração.
O vazamento é realizado a 1380–1420°C usando uma concha, com uma vazão lenta e constante para preencher a cavidade do molde sem turbulência, o que pode causar porosidade na fundição.
Resfriamento e Shakeout:
O molde é resfriado por 24 a 48 horas para reduzir o estresse térmico e, em seguida, a peça fundida é removida por vibração. Os resíduos de areia são limpos com jateamento de granalha (grão de aço G25), atingindo uma rugosidade superficial de Ra50 a 100 μm.
Tratamento térmico:
Recozimento de solução:A peça fundida é aquecida a 950–1050°C, mantida por 2–4 horas e então resfriada ao ar para dissolver carbonetos e homogeneizar a estrutura.
Austêmpera: Têmpera em óleo a 250–350°C, seguida de revenimento a 200–250°C para transformar a matriz em martensita, alcançando dureza HRC 60–65, mantendo a tenacidade.
4. Processo de Usinagem e Fabricação
Usinagem de desbaste:
O revestimento fundido é montado em um torno vertical CNC para usinar a superfície externa, o flange superior e os locais dos furos dos parafusos, deixando uma margem de acabamento de 1 a 2 mm. As dimensões principais (por exemplo, diâmetro externo, ângulo de conicidade) são controladas para ±0,5 mm.
Usinagem de recursos de montagem:
Ranhuras em cauda de andorinha são fresadas na superfície externa usando uma fresadora CNC, com tolerância de profundidade (±0,1 mm) e espaçamento uniforme para garantir um encaixe perfeito com as saliências da estrutura.
Os furos dos parafusos são perfurados e rosqueados de acordo com a tolerância da classe 6H, com precisão posicional (±0,2 mm) em relação ao eixo do revestimento, evitando a concentração de tensões nos parafusos.
Usinagem de Perfil Interno:
A superfície de desgaste interna é torneada grosseiramente até o perfil aproximado e, em seguida, retificada com uma retificadora CNC e uma ferramenta de contorno. A rugosidade da superfície é controlada para Ra3,2 μm para otimizar o fluxo de material e reduzir o desgaste.
O ângulo de conicidade é verificado usando um scanner a laser, garantindo que ele corresponda ao projeto (tolerância de ±0,1°) para manter a folga de britagem correta com o cone em movimento.
Tratamento de superfície:
A superfície externa (que se conecta à estrutura) é revestida com tinta antiferrugem para evitar corrosão durante o armazenamento.
A superfície de desgaste interna pode ser submetida a granalhamento (usando granalhas de aço de 0,3–0,8 mm) para induzir estresse compressivo, melhorando a resistência à fadiga.
5. Processos de Controle de Qualidade
Teste de materiais:
A análise da composição química (espectrometria) confirma que o ferro fundido atende aos padrões (por exemplo, Cr20Mo3: Cr 20–23%, C 2,8–3,2%).
A análise metalográfica verifica a distribuição de carbonetos de cromo (fração de volume ≥30%) e a estrutura da matriz (martensita com ≤5% de perlita).
Teste de Propriedades Mecânicas:
O teste de dureza (Rockwell) garante que a superfície interna tenha dureza ≥HRC 60; a dureza do núcleo é verificada para confirmar o tratamento térmico uniforme (≤HRC 55 para tenacidade).
O teste de impacto (Charpy V-notch) mede a tenacidade à temperatura ambiente, exigindo ≥12 J/cm² para resistir à fratura sob impacto.
Verificações de precisão dimensional:
Uma máquina de medição de coordenadas (CMM) inspeciona as principais dimensões: diâmetro externo (±0,2 mm), perfil interno (desvio de ±0,1 mm do modelo CAD) e ângulo de conicidade (±0,1°).
Um gabarito verifica se o perfil de desgaste interno corresponde ao projeto, garantindo uma folga de britagem adequada com o cone móvel.
Ensaios Não Destrutivos (END):
O teste ultrassônico (UT) detecta defeitos internos (por exemplo, poros de contração, rachaduras) no corpo do revestimento, com um limite de tamanho de φ3 mm.
O teste de partículas magnéticas (MPT) verifica se há rachaduras superficiais em ranhuras de cauda de andorinha e furos de parafusos, e qualquer rachadura com comprimento de 0,2 mm resulta em rejeição.
Teste de desempenho de desgaste:
Testes de desgaste acelerado usando um aparelho de roda de areia seca/borracha (ASTM G65) medem a perda de peso, com revestimentos Cr20 exigindo ≤0,5 g/1000 ciclos.
Um teste de bancada monta o revestimento com um cone móvel, britando 10 toneladas de minério padrão; a inspeção pós-teste mostra desgaste uniforme, sem lascas ou descascamentos.
Por meio desses processos de fabricação e controle de qualidade, o revestimento do recipiente atinge a resistência ao desgaste, a precisão e a durabilidade necessárias para garantir um desempenho de britagem eficiente e de longo prazo em britadores cônicos, adequados para aplicações de mineração, pedreiras e processamento de agregados.
