TICインサートによりロールクラッシャーの歯セグメントの摩耗寿命が178%以上向上

12/11/2025

要求の厳しい原材料処理の世界において、ロールクラッシャーの歯セグメントは重要な部品であり、その寿命は運用効率と収益性に直接影響を及ぼします。Mn14Cr2やMn18Cr2といった従来の材料は長年業界標準でしたが、メンテナンスサイクルの中断や交換コストが発生する場合が多くあります。 啓明鋳造のエンジニアリングのブレークスルー—特集 最適化されたMn18Cr2マトリックス内に戦略的に埋め込まれたチタンカーバイド（TiC）ロッド—耐久性の基準を再定義しました。ロシアの厳しい石炭粉砕試験において、この革新的なソリューションは前例のない性能を実現しました。 39日間の継続勤務従来の代替品を著しく上回り、 寿命が85%増加.

背景

ロシア極東の過酷で辺鄙な鉱業地域において、操業効率と設備の信頼性は単なる目標ではなく、生き残るための必須条件です。ロシアの大手石炭生産者は、主要な処理設備である、原炭鉱の一次還元に使用される欧州の大手ブランド製ロールクラッシャーにおいて、重大かつ根深い課題に直面していました。

問題の核心は、破砕機の元の歯セグメントにありました。標準の Mn14材料これらのセグメントは驚くべき速さで破損していました。石炭鉱石の激しい摩耗により、セグメント一式はわずか 14日間で稼働開始できました 製品のサイズ仕様や操作上の安全性を維持できなくなるほど摩耗する前に。

この 14 日間のライフサイクルにより、操作に悪影響を及ぼすサイクルが発生しました。

頻繁な生産停止： セグメントプレートを完全に交換するために、2 週間ごとに破砕ライン全体を停止する必要がありました。
膨大なダウンタイムコスト: それぞれの交換作業には貴重な労働時間が費やされ、その間生産プロセス全体が停止し、生産量と収益に大きな損失が生じていました。
運営費の急増: 常に新しい交換部品が必要となり、さらに遠隔地での緊急メンテナンスにかかる高額な費用も重なり、破砕作業は法外な費用がかかり、予測不可能なものとなっていました。

顧客は事後対応型のメンテナンスサイクルに陥っていました。彼らは破砕機を操作していたのではなく、整備を行っていたのです。Mn14セグメントの耐用年数が短かったのです。 ボトルネックだった 生産能力全体を制約していました。クライアントは根本的な改革を緊急に必要としていました。それは、稼働時間を大幅に延長し、メンテナンス頻度を削減し、予測可能な粉砕トン当たりコストを削減するソリューションでした。彼らは、問題の核心である材料科学の課題を解決できるパートナーを必要としていました。

課題

クライアントは明確だが厳しい目標を提示しました。 歯セグメントの耐用年数を30日以上に延長オリジナルの Mn14 部品の寿命の 2 倍以上です。

この目標を達成することは、業務改革にとって極めて重要でした。しかし、この単一の目標は、複雑なエンジニアリング上の課題をもたらしました。

耐摩耗性の大幅な向上： 新しいセグメントは、重大な破損を起こすことなく 30 日間以上、非常に摩耗性の高い石炭鉱石に耐える必要があり、材料科学における根本的な飛躍が求められました。
妥協のないパフォーマンス: ソリューション 破砕機の性能を犠牲にしてはならない必要な維持をしなければならなかった 処理能力（トン/時） 一貫性を確保し 製品サイズ分布.
経済的正当性: 寿命が長くなると、総運用コストが明らかに削減され、頻繁な交換に伴うダウンタイムと人件費が大幅に削減され、投資が正当化されることになります。

簡単に言えば、課題は、耐久性が大幅に向上するだけでなく、同等に効率的で経済的に実現可能なセグメントを開発することでした。

ソリューション

従来の材料の限界に直面した Qiming Casting は、合金組成を超えて高度な複合設計へと進んだ革新的な第 3 のソリューションを開発しました。

最初の反復: Mn18Cr2
当初は標準のMn14材料をアップグレードした Mn18Cr2合金この配合により、マンガンとクロムの含有量が増加し、セグメントの初期表面硬度と全体的な耐摩耗性の向上が期待されます。顧客は、耐用年数の延長が報告されました。 16日間で稼働開始できました若干の改善だが、30日間の目標には遠く及ばない。
第2反復：Mn18Cr6
分析の結果、硬度が依然として制限要因であることが示されました。次の反復では、クロム含有量をさらに4%大幅に増加させ、 Mn18Cr6合金この変更により、パフォーマンスが大幅に向上し、運用寿命が 21日間で稼働開始できましたこれにより、当社の方向性が確認されましたが、標準合金組成の段階的な改善だけでは顧客の目標を達成するには不十分であることが判明しました。

従来の冶金学の収益が減少する状況に直面して、根本的な技術的飛躍が必要でした。

3番目で最後の反復：TiC組み込みエンジニアリング
顧客は、他の鋳造所が次のような超高硬度材料を試したと報告した。 Cr26および40CrNiMoは長寿命を実現したものの、破損により壊滅的な故障に至りました。この経験から、私たちは極めて高い硬度と優れた靭性を兼ね備えたソリューションが必要だと認識しました。

実績のある専門知識を活用し、 TiCインサート技術 ジョーとコーンの分野では、パラダイムシフトをもたらすソリューションを提案しました。それは、戦略的に埋め込まれたチタンカーバイドロッドを備えた複合セグメントです。詳細な分析を行った後、クライアントは、この高度な製造を可能にするために、歯形のわずかな変更を承認しました。最終的なアプローチは、3つの主要な柱で構成されていました。
1. 最適化された歯形: 鋭い歯の先端を フラットトップデザインこれにより、セグメントの取り付け寸法や破砕機の基本的な排出設定を変更することなく、TiCロッドを配置するための堅牢なプラットフォームが提供され、最終製品のサイズが維持されました。
2. 戦略的 TiC 強化: 埋め込みました 高硬度チタンカーバイド（TiC）ロッド（Ø14mm x 60mm） 各摩耗点の中心部に直接挿入されます。これらのロッドは、摩耗力のほとんどを担う、恒久的で超耐摩耗性の「骨格」として機能します。
3. 強化された強化マトリックス: 競合他社のソリューションに見られる脆性破壊を防ぐため、私たちは優れたベース材料を開発しました。 Mn18Cr2を基礎とし、モリブデンと希土類元素を添加これにより、TiCロッドを確実に支え、ひび割れることなく高衝撃荷重を吸収できる、より強靭で弾力性のあるマトリックスが生まれました。
この3番目の解決策は、もはや単なる材料の置き換えではなく、インテリジェントに設計されたものであった。 複合摩耗システム 硬度と靭性のバランスを究めるように設計されています。

パフォーマンスと結果

第三世代のTiC組み込みソリューションの導入後、私たちは大きな期待を抱いて結果を待ち望んでいました。そして、お客様からのフィードバックはまさに変革をもたらすものでした。

極東の石炭処理工場で長期間にわたる厳しい操業を経て、データにより大成功が確認されました。 Qiming CastingのTiC埋め込みセグメントは、画期的な39日間の耐用年数を達成しました。

この並外れたパフォーマンスにより、すべての主要目標が達成されました。

打ち砕かれた長寿目標: 39日間の寿命 クライアントの30日間の目標を30％上回りました そして、 178％の増加 元の Mn14 セグメントの上に。
構造的欠陥ゼロ: 重要なのは、展示されたセグメントが 骨折、ひび割れ、歯の破損の兆候がないこれは、他社の高硬度合金でよく見られる欠陥でした。超硬質TiCロッドと強化マトリックスの巧みなバランスは、完璧なものでした。
妥協のない出力: 39 日間の運用期間を通じて、破砕機は一貫した処理能力を維持し、必要な製品サイズを生産し、歯のプロファイルの小さな変更がパフォーマンスに影響を与えなかったことが確認されました。