TIC-Einsätze verbessern die Verschleißlebensdauer der Zahnsegmente von Walzenbrechern um über 178 %

In der anspruchsvollen Welt der Rohstoffverarbeitung sind Walzenbrecherzahnsegmente kritische Bauteile, deren Lebensdauer sich direkt auf die Betriebseffizienz und Rentabilität auswirkt. Traditionelle Werkstoffe wie Mn14Cr2 und Mn18Cr2 gelten seit Langem als Industriestandard; sie erfordern jedoch häufig aufwändige Wartungszyklen und hohe Austauschkosten. Qiming Castings technischer Durchbruch—mit Strategisch eingebettete Titancarbid-Stäbe (TiC) in einer optimierten Mn18Cr2-Matrix—hat neue Maßstäbe in Sachen Langlebigkeit gesetzt. In anspruchsvollen russischen Kohlemahlversuchen erzielte diese innovative Lösung eine beispiellose Leistung. 39 Tage ununterbrochener Dienstund übertrifft damit herkömmliche Alternativen um bemerkenswerte Werte. 85 % längere Lebensdauer. 

HINTERGRUND

In den rauen und abgelegenen Bergbauregionen des russischen Fernen Ostens sind Betriebseffizienz und Zuverlässigkeit der Anlagen nicht nur erstrebenswerte Ziele, sondern überlebensnotwendig. Ein großer russischer Kohleproduzent stand vor einer kritischen und anhaltenden Herausforderung mit einer Schlüsselkomponente seiner Aufbereitungsanlage: einem Walzenbrecher eines führenden europäischen Herstellers, der zur Vorzerkleinerung von Rohkohleerz eingesetzt wird.

Der Kern des Problems lag in den ursprünglichen Zahnsegmenten des Brechers. Hergestellt aus einem Standardmaterial Mn14-MaterialDiese Segmente versagten in alarmierendem Tempo. Unter der starken Abriebbelastung durch das Kohleerz hielt ein vollständiger Segmentsatz nur 14 Tage bevor sie zu stark abgenutzt sind, um die Produktspezifikation oder die Betriebssicherheit zu gewährleisten.

Dieser 14-tägige Lebenszyklus schuf einen schwächenden Kreislauf für den Betrieb:

1. Häufige Produktionsunterbrechungen: Alle zwei Wochen musste die gesamte Brechanlage angehalten werden, um die Segmentplatten komplett auszutauschen.

2. Enorme Ausfallkosten: Jeder Produktwechsel kostete wertvolle Arbeitsstunden, während derer der gesamte Produktionsprozess stillstand, was zu erheblichen Produktions- und Umsatzeinbußen führte.

3. Steigende Betriebskosten: Der ständige Bedarf an neuen Ersatzteilen, verbunden mit den hohen Kosten für Notfallreparaturen an einem abgelegenen Standort, machte den Brechvorgang unerschwinglich teuer und unberechenbar.

Der Kunde befand sich in einem Kreislauf reaktiver Instandhaltung. Er betrieb den Brecher nicht, sondern wartete ihn lediglich. Die kurze Lebensdauer der Mn14-Segmente war der Flaschenhals Dies schränkte ihre gesamte Produktionskapazität ein. Der Kunde benötigte dringend eine grundlegende Veränderung – eine Lösung, die die Betriebszeit deutlich verlängern, die Wartungshäufigkeit reduzieren und vorhersehbare, niedrigere Kosten pro Tonne zerkleinertem Material ermöglichen würde. Er brauchte einen Partner, der die materialwissenschaftliche Herausforderung lösen konnte, die dem Problem zugrunde lag.

HERAUSFORDERUNGEN

Der Kunde formulierte ein klares, aber anspruchsvolles Ziel: die Lebensdauer der Zahnsegmente auf über 30 Tage verlängern—mehr als die doppelte Lebensdauer der ursprünglichen Mn14-Teile.

Das Erreichen dieses Ziels war entscheidend für die Umgestaltung ihrer Betriebsabläufe. Dieses einzelne Ziel brachte jedoch eine Reihe komplexer technischer Herausforderungen mit sich:

1. Dramatische Verbesserung der Verschleißfestigkeit: Die neuen Segmente mussten dem stark abrasiven Kohleerz über 30 Tage lang standhalten, ohne kritisch zu versagen, was einen grundlegenden Fortschritt in der Materialwissenschaft erforderte.

2. Kompromisslose Leistung: Die Lösung  Die Brecherleistung darf nicht beeinträchtigt werdenEs musste die erforderlichen Standards einhalten. Durchsatz (Tonnen pro Stunde) und eine einheitliche Produktgrößenverteilung.

3. Wirtschaftliche Begründung: Die längere Lebensdauer musste sich in einer deutlichen Reduzierung der gesamten Betriebskosten niederschlagen, um die Investition durch die Verringerung von Ausfallzeiten und Arbeitskosten im Zusammenhang mit häufigen Austauschvorgängen zu rechtfertigen.

Vereinfacht gesagt bestand die Herausforderung darin, ein Segment zu entwickeln, das nicht nur wesentlich langlebiger, sondern auch gleichermaßen effizient und wirtschaftlich rentabel ist.

LÖSUNG

Angesichts der Grenzen herkömmlicher Werkstoffe entwickelte Qiming Casting eine revolutionäre dritte Lösung, die über die Legierungszusammensetzung hinausging und sich auf fortschrittliche Verbundwerkstoffkonstruktionen konzentrierte.

• Erste Iteration: Mn18Cr2
  Zunächst ersetzten wir das Standardmaterial Mn14 durch ein verbessertes Material. Mn18Cr2-LegierungDiese Rezeptur erhöhte sowohl den Mangan- als auch den Chromgehalt, um die anfängliche Oberflächenhärte und die allgemeine Verschleißfestigkeit des Segments zu verbessern. Der Kunde berichtete von einer verlängerten Lebensdauer. 16 TageDas ist zwar eine leichte Verbesserung, aber weit entfernt vom 30-Tage-Ziel.

• Zweite Iteration: Mn18Cr6
  Die Analyse ergab, dass die Härte weiterhin der limitierende Faktor war. In der nächsten Iteration erhöhten wir den Chromgehalt signifikant um weitere 4 % und erzielten so ein... Mn18Cr6-LegierungDiese Änderung führte zu einer deutlicheren Leistungssteigerung und verlängerte die Betriebsdauer auf 21 TageDies bestätigte zwar unsere eingeschlagene Richtung, zeigte aber auch, dass schrittweise Verbesserungen der Standardlegierungszusammensetzung nicht ausreichten, um das Ziel des Kunden zu erreichen.

Angesichts der sinkenden Erträge konventioneller Metallurgieverfahren war ein radikaler Technologiesprung erforderlich.

• Die dritte und letzte Iteration: TiC-integrierte Technik
  Der Kunde teilte uns mit, dass andere Gießereien bereits ultrahochharte Werkstoffe wie … ausprobiert hätten. Cr26 und 40CrNiMoDiese Bauteile erreichten zwar eine längere Lebensdauer, versagten aber aufgrund von Brüchen katastrophal. Daraus schlossen wir, dass eine Lösung extreme Härte mit überragender Zähigkeit kombinieren muss.

  Wir nutzen unsere bewährte Expertise mit TiC-Insert-Technologie Für Kiefer und Kegel schlugen wir eine bahnbrechende Lösung vor: ein Kompositsegment mit strategisch eingebetteten Titancarbid-Stäben. Nach detaillierter Analyse stimmte der Kunde einer geringfügigen Anpassung des Zahnprofils zu, um diese fortschrittliche Fertigung zu ermöglichen. Unser finaler Ansatz basierte auf drei Säulen:

  1. Optimiertes Zahnprofil: Wir haben die scharfe Zahnspitze in eine Flaches DesignDadurch wurde eine stabile Plattform für die Platzierung der TiC-Stäbe geschaffen, ohne die Montageabmessungen der Segmente oder die grundlegenden Austragseinstellungen des Brechers zu verändern, wodurch die Endproduktgröße erhalten blieb.

  2. Strategische TiC-Verstärkung: Wir haben eingebettet Stäbe aus hochhartem Titancarbid (TiC) (Ø14mm x 60mm) direkt in den Kern jedes Verschleißpunktes. Diese Stäbe fungieren als dauerhaftes, extrem verschleißfestes „Skelett“, das den Großteil der abrasiven Kräfte aufnimmt.

  3. Verbesserte, gehärtete Matrix: Um den bei Konkurrenzprodukten auftretenden Sprödbruch zu vermeiden, haben wir ein überlegenes Basismaterial entwickelt. Wir begannen mit einem Mn18Cr2-Grundlage und hinzugefügte Molybdän- und SeltenerdelementeDadurch entstand eine robustere, widerstandsfähigere Matrix, die die TiC-Stäbe fest stützen und hohe Stoßbelastungen ohne Rissbildung absorbieren konnte.

  Diese dritte Lösung war nicht mehr nur ein einfacher Materialersatz; es handelte sich um eine intelligent konstruierte Verbundverschleißsystem Entwickelt, um das optimale Gleichgewicht zwischen Härte und Zähigkeit zu erreichen.

LEISTUNGSERGEBNISSE

Nach der Implementierung unserer TiC-basierten Lösung der dritten Generation erwarteten wir die Ergebnisse mit großer Spannung. Das Feedback des Kunden war schlichtweg bahnbrechend.

Nach einer längeren Phase intensiven Betriebs in ihrer Kohleaufbereitungsanlage im Fernen Osten bestätigten die Daten einen durchschlagenden Erfolg: Die mit TiC eingebetteten Segmente von Qiming Casting erreichten eine bahnbrechende Lebensdauer von 39 Tagen.

Diese außergewöhnliche Leistung hat alle wichtigen Ziele erreicht:

• Zerschmettertes Langlebigkeitsziel: Die 39-tägige Lebensdauer hat das 30-Tage-Ziel des Kunden um 30 % übertroffen und repräsentierte eine 178% Zunahme über die ursprünglichen Mn14-Segmente.

• Keine strukturellen Ausfälle: Entscheidend war, dass die gezeigten Segmente keine Anzeichen von Brüchen, Rissen oder ZahnbruchDies war ein häufiger Schwachpunkt, den sie bei hochharten Legierungen anderer Anbieter festgestellt hatten. Die präzise abgestimmte Balance zwischen den ultraharten TiC-Stäben und der gehärteten Matrix erwies sich als einwandfrei.

• Uneingeschränkte Leistung: Während der gesamten 39-tägigen Einsatzzeit hielt der Brecher einen gleichbleibenden Durchsatz aufrecht und produzierte die erforderliche Produktgröße, was bestätigte, dass die geringfügige Modifikation des Zahnprofils die Leistung nicht beeinträchtigte.

Die betrieblichen und wirtschaftlichen Auswirkungen waren unmittelbar und tiefgreifend. Die drastische Reduzierung der Austauschhäufigkeit und die Vermeidung ungeplanter Ausfallzeiten führten zu den dringend benötigten, erheblichen Kosteneinsparungen.

Dieser beispiellose Erfolg führte unmittelbar zu einem starken Vertrauensbeweis. Zufrieden mit der nachgewiesenen Kapitalrendite, beauftragte der Kunde... Einzelbestellung in großen Mengen über 35 komplette Sets (insgesamt 1,680 Stück) der revolutionären TiC-integrierten Segmente, die langfristige Betriebsstabilität sichern und eine strategische Partnerschaft mit Qiming Casting festigen.  

ZUSAMMENFASSUNG

Eine gezielte Lösung für extreme Verschleißprobleme

Der bemerkenswerte Erfolg unserer TiC-integrierten Segmente im russischen Kohlebergwerk beweist die Leistungsfähigkeit gezielter Materialforschung. Diese Fallstudie verdeutlicht ein entscheidendes Prinzip bei Qiming Casting: Es gibt keine universelle „Wunderlösung“ für jedes Verschleißproblem.

Das Titancarbid (TiC)-Stab-eingebettete Technologie ist eine hochwirksame Lösung, aber sie wurde speziell für bestimmte anspruchsvolle Anwendungen mit hohem Abrieb—wie in diesem Fall die Kohleverarbeitung — wo ihre überlegenen Eigenschaften voll ausgeschöpft werden können, um eine beispiellose Lebensdauer zu erzielen.

Es ist jedoch möglicherweise nicht für alle Betriebsbedingungen die kostengünstigste Wahl. Der wahre Schlüssel zur Maximierung Ihrer betrieblichen Effizienz und zur Senkung der Gesamtbetriebskosten (TCO) liegt in der Auswahl der richtigen Lösung. das richtige Material für Ihre spezifische Anwendung.

Hierin liegt die Besonderheit von Qiming Casting.

Als professioneller Lieferant von Verschleißteilen bieten wir mehr als nur Standardprodukte; wir bieten Maßgeschneiderter technischer Service und fachkundige Beratung.

• Wir analysieren Ihre spezifischen Materialien, Geräte und Betriebsziele.

• Wir helfen Ihnen, sich im Labyrinth der Materialauswahl zurechtzufinden, von Von Standard-Mn14 bis hin zu fortschrittlichem Mn18Cr6 und revolutionären TiC-haltigen Verbundwerkstoffen.

• Wir entwickeln die optimale Lösung, die Leistung, Lebensdauer und Kosten in Einklang bringt für Ihre individuelle Situation.

Sind Sie bereit, Ihre optimale Lösung zu finden?
Gehen Sie bei der Materialauswahl kein Risiko ein. Unser Ingenieurteam analysiert Ihre Verschleißprobleme gründlich und empfiehlt Ihnen den effektivsten und wirtschaftlichsten Weg.

[Kontaktieren Sie Qiming Casting für eine professionelle Beratung zu Verschleißteilen] Gemeinsam können wir eine Lösung entwickeln, die wirklich zu Ihrem Betrieb passt.