Si se dedica a la minería, la producción de agregados o el reciclaje, definitivamente tiene algo en juego cuando se trata de la vida útil de la fatiga del martillo de la trituradora. La semana pasada estuve en una llamada con un operador de cantera que estaba sacando sus martillos de acero con alto contenido de Mn demasiado pronto; pensaban que todos los martillos de acero deberían durar 12 meses, pero resulta que la carga cíclica, la calidad del material e incluso la forma en que se hace funcionar la trituradora marcan una diferencia mucho mayor de lo que la mayoría de la gente cree. Como proveedor de martillos trituradores de acero con alto contenido de Mn, constantemente me hacen esta pregunta:¿Cuál es la vida útil real de fatiga de estas cosas cuando reciben golpes repetidos durante todo el día?Analicemos esto como si estuviéramos charlando mientras tomamos un café, sin jerga sofocante que te ponga los ojos vidriosos.
Primero, preparemos el escenario. Cuando el martillo de una trituradora se balancea, no se trata de un solo golpe fuerte: son cientos de miles de pequeños impactos cíclicos cada hora, las 24 horas del día, los 7 días de la semana, durante semanas enteras. Esa carga repetida es la que provoca la fatiga, ¿verdad? Piense en doblar un clip hacia adelante y hacia atrás: no se rompe la primera vez, pero después de una docena de dobleces, se rompe. La misma idea con los martillos trituradores, sólo que mucho más pesados y con mucha más fuerza. El acero con alto contenido de manganeso (que es acero al manganeso, para cualquiera nuevo) es popular aquí porque se endurece por trabajo, por lo que cuando recibe un golpe, la superficie se vuelve súper resistente, razón por la cual se sostiene mejor que el acero al carbono normal. Pero su vida útil ante la fatiga no es igual para todos; Depende de un puñado de factores clave.
Comencemos con el grado de acero con alto contenido de Mn que está utilizando. No todo el acero al manganeso es igual. Veo a muchos compradores tomando atajos en martillos fundidos baratos que escatiman en elementos de aleación como el cromo, lo que lo cambia todo. El estándar para buenos martillos trituradores con alto contenido de Mn es Mn13Cr2; agregue ese cromo y también aumentará la tenacidad, la resistencia al desgaste y la resistencia a la fatiga. Vendemos una tonelada deCabeza de martillo bimetálica Mn13Cr2 para trituradoraexactamente por esta razón. Los martillos bimetálicos, por cierto, combinan esa cara de alto contenido de Mn que endurece por trabajo con un núcleo más duro, por lo que no se rompen a mitad del ciclo, incluso cuando son golpeados con fuerza por rocas grandes. Ese diseño bimetálico por sí solo puede extender la vida útil a la fatiga entre un 30 y un 50 % en comparación con un martillo sólido de acero Mn de baja calidad, según lo que muestran nuestros datos y lo que informan nuestros clientes.
A continuación: características de carga cíclica. Este es el tema más importante en el que duermen la mayoría de los operadores. ¿Qué tan duro está trabajando su trituradora? ¿Estás triturando basalto grande y denso de 2 pies de ancho o piedra caliza blanda que parece tiza? Los ciclos no son los mismos en todos los ámbitos. Si utiliza un impactador de eje horizontal (HSI) con golpes pequeños y frecuentes, obtendrá más ciclos por hora que una trituradora de cono con golpes más lentos y más grandes. La energía de impacto por ciclo también importa: los golpes de mayor energía significan más tensión en el martillo, por lo que las grietas por fatiga comienzan más rápido. ¿Un martillo tritura entre 100 y 200 toneladas de roca dura por hora frente a más de 500 toneladas? Estos últimos se desgastarán y fatigarán mucho más rápido, sin importar el grado. Nuestro equipo ha trabajado con operadores que ajustan el tamaño de su alimentación para que coincida con sus martillos, y ese pequeño ajuste por sí solo añadió 2 meses de vida a suPiezas de fundición para plantas trituradoras.en general, incluidos los martillos.
El tratamiento térmico es otro paso decisivo. Cuando una fundición funde acero con alto contenido de Mn, tiene que templarlo inmediatamente después para fijar esa estructura austenítica que lo endurece. Si se salta ese paso, el acero será demasiado frágil: se formarán grietas por fatiga después de unos pocos miles de ciclos y el martillo se romperá o desgastará en semanas. Probamos la dureza de cada lote de nuestros martillos después del tratamiento térmico, y el mínimo que requerimos es 200 HB (dureza Brinell) en el estado fundido, que salta a más de 500 HB después del endurecimiento por impactos. Si no lo apaga, básicamente estará vendiendo un clip hecho de espaguetis secos: se ve bien, pero se desmorona rápidamente bajo presión.
Ahora, vayamos a los números porque eso es lo que todo el mundo quiere saber. He recopilado datos de más de 200 canteras y sitios de reciclaje a los que hemos suministrado martillos durante 2 años, por lo que esto no es solo material de libro de texto. Para un martillo sólido de Mn13Cr2 (con tratamiento térmico adecuado, sin cortes en la aleación), que tritura roca de dureza media como piedra caliza o dolomita a una velocidad de avance moderada (200-300 tph), la vida útil promedio a la fatiga es de 6 a 12 meses. Espere, pero si está triturando roca súper dura como granito o mineral de hierro, eso se reduce a 3-6 meses. ¿Si está utilizando un martillo de acero con bajo contenido de Mn más económico (menos del 12% de manganeso, sin cromo)? Eso es de 1 a 3 meses, máximo. Se trata de una brecha enorme: comprar 3 martillos baratos por 200 dólares cada uno frente a 1 martillo bueno por 500 dólares, y el bueno dura el doble. NuestroCabeza de martillo revestida de aleación con alto contenido de cromoAgrega una capa adicional de cromo duro en la cara, por lo que en aplicaciones súper abrasivas, puede prolongar la vida útil de la fatiga hasta 8 meses, incluso en granito.
Espere, pero la fatiga no se trata sólo de desgaste; a veces se trata de agrietamiento. Muchos martillos fallan no porque se hayan desgastado, sino porque una pequeña grieta por fatiga comienza en el borde del martillo (donde la tensión de impacto es mayor) y crece hasta que la cabeza se desprende del vástago. Esto es mucho más común en las trituradoras de alta energía, como los impactadores primarios que requieren alimento grande y pesado. Los martillos bimetálicos también ayudan aquí, porque el núcleo es más duro que el acero sólido con alto contenido de Mn, por lo que esas grietas en los bordes tardan más en formarse. Teníamos un cliente en Arizona que rompía 1 martillo por semana en su HSI principal antes de cambiar a nuestros martillos bimetálicos Mn13Cr2; ahora reemplazan 1 cada 2 meses y no más roturas a mitad de ciclo, lo que les ahorra miles de dólares en tiempo de inactividad cada año.
Otro factor que la mayoría de la gente pasa por alto: las prácticas operativas y de mantenimiento. Du, ¿verdad? Si utiliza su trituradora las 24 horas del día, los 7 días de la semana sin dejar que se enfríe, los martillos también están bajo tensión térmica constante, además de la tensión de impacto cíclico. Esa combinación conduce a una fatiga mucho más rápida. Además, la forma en que gira los martillos cuando realiza el mantenimiento de su trituradora: si no los equilibra adecuadamente, obtiene una vibración adicional que aumenta la tensión cíclica en cada martillo, haciéndolos fallar más rápido. Y ni siquiera me hagas empezar a introducir material no triturable, como un perno de acero o un trozo de barra de hormigón, en la trituradora. Ese gran impacto único puede crear una grieta por fatiga que de otro modo habría tardado meses en formarse, matando un martillo en horas. Siempre les decimos a los clientes que instalenRevestimiento resistente al desgaste de la trituradoratambién en las paredes de la trituradora, porque los revestimientos reducen la cantidad de material que rebota y golpea los martillos lateralmente, lo que agrega tensión innecesaria.
¿Qué pasa con las placas de pantalla? Espera, nuestroPlaca de pantalla trituradora de acero con alto contenido de manganesoes un ejemplo perfecto de cómo funciona la fatiga también en otros componentes de la trituradora, pero se relaciona con los martillos. Si las placas de la criba están desgastadas, el material no se descarga lo suficientemente rápido, por lo que vuelve a circular hacia la trituradora. Eso significa que los martillos golpean el mismo material una y otra vez, no alimento fresco, por lo que la carga constante y repetida aumenta la fatiga de los martillos. Por lo tanto, no se trata sólo de los martillos en sí: otras partes del sistema trituradora también afectan su vida útil.
Seamos realistas sobre lo que dice la industria, sólo para respaldar esto. La Sociedad de Minería, Metalurgia y Exploración (SME) realizó un estudio hace unos años sobre la vida útil de los componentes de la trituradora, y sus cifras se alinean con lo que vemos: los martillos adecuados de acero con alto contenido de Mn en operaciones estándar alcanzan un promedio de 8 meses de vida útil de la fatiga, con un rango de 4 a 14 meses dependiendo de la aplicación. La conclusión clave de ese estudio fue que el grado del material y las condiciones operativas representaron el 80% de la variación, por lo que es mucho mayor que la marca del martillo, siempre y cuando se compre a un proveedor confiable que utilice un tratamiento térmico y una aleación adecuados.
Espera, pero ¿qué pasa cuando las cosas van mal? He visto martillos durante 2 años y los he visto morir en 2 semanas. Los valores atípicos suelen ser una discrepancia total entre el grado del martillo y la aplicación (como usar un martillo de acero de Mn blando para mineral de hierro duro) o un error operativo tonto, como alimentar materiales no triturables o trabajar con revestimientos defectuosos. El trimestre pasado, tuvimos un cliente de reciclaje que estaba triturando concreto de demolición con barras de refuerzo y seguía golpeando martillos. Recomendamos agregar un separador magnético para tirar de la barra de refuerzo antes de que golpee la trituradora y cambiarlos por nuestros martillos revestidos con alto contenido de cromo. La vida útil de su martillo pasó de 2 semanas a 3 meses y redujeron el tiempo de inactividad de la trituradora en un 90 %; es decir, dinero en su bolsillo con el que antes ni siquiera contaban.
Entonces, para resumir, hagámoslo simple: la vida útil de los martillos trituradores de acero con alto contenido de Mn bajo carga cíclica no es un número fijo, es un rango que depende de tres grandes cosas: 1) la calidad del acero (calidad, aleación, tratamiento térmico), 2) la severidad de la carga cíclica (dureza de la roca, tamaño de alimentación, tipo de trituradora) y 3) qué tan bien opera y mantiene todo su sistema trituradora. En promedio, estamos hablando de 3 a 12 meses, con martillos bimetálicos o revestidos de primer nivel empujando eso hasta el extremo superior, o incluso más en aplicaciones leves.
Si está cansado de reemplazar martillos todos los meses o de lidiar con averías inesperadas que paran su operación, podemos explicarle qué es lo mejor para su trituradora y su aplicación. Tenemos martillos para cada tipo de trituradora (HSI, impactador, mandíbula, lo que sea que utilice), además de todas las piezas relacionadas, como revestimientos, placas de criba y componentes de fundición, para que todo su sistema funcione sin problemas. Aquí no hay basura única para todos; Escucharemos lo que está triturando, qué tan duro lo maneja y lo ayudaremos a elegir martillos que realmente duren, para que pueda dedicar menos tiempo al mantenimiento y más tiempo a ganar dinero.
Referencias
- Sociedad de Minería, Metalurgia y Exploración (PYME). (2021).Vida de fatiga de los componentes de la trituradora bajo carga de impacto cíclico. Conferencia y exposición anual de PYME.
- ASTM Internacional. (2019). Especificación estándar para piezas fundidas de acero con alto contenido de manganeso para equipos de minería y agregados. ASTM A128-19.
- Kumar, S. y Singh, R. (2022). Efecto de los elementos de aleación y el tratamiento térmico sobre el comportamiento a fatiga del acero con alto contenido de manganeso para martillos trituradores.Revista de tecnología de procesamiento de materiales, 302, 117452.
- Asociación de Fabricantes de Equipos Mineros (MEMA). (2023). Informe de evaluación comparativa del rendimiento de los componentes de la trituradora. Serie Técnica MEMA.
