Mn13, Mn18, Mn22: Аль эрүүний хавтан материал нь ROI-ийг нэмэгдүүлэх вэ?

Дүүргэгч үйлдвэрлэл, уул уурхайн өрсөлдөөнт ертөнцөд "хамгийн хямд" сэлбэг хэрэгсэл нь ихэвчлэн хамгийн үнэтэй алдаа болдог. Карьерийн операторууд болон үйлдвэрийн менежерүүдийн хувьд балансыг нэг багц доторлогооны нэхэмжлэхийн үнээр биш, харин санхүүгийн жилийн нийт өмчлөлийн өртгөөр (TCO) тодорхойлдог.

Удирдагчийн хувьдхацарт бутлуур хавтан үйлдвэрлэгч, бид янз бүрийн геологийн нөхцөлд хэдэн арван жилийн элэгдлийн мэдээлэлд дүн шинжилгээ хийсэн. Шийдвэр тодорхой байна: Mn13 нь боломжийн үнэтэй ч хатуу чулуулгийн хэрэглээнд Mn18Cr2 эсвэл Mn22Cr2 болгон сайжруулснаар элэгдлийн хугацааг 20-30% нэмэгдүүлж, ROI тэгшитгэлийг үндсээр нь өөрчлөх боломжтой.

Энэхүү нийтлэл нь металлургийн үндсэн тодорхойлолтоос хальж, ямар материал нь бодит ашиг орлогыг бий болгодог талаар арилжааны болон техникийн дүн шинжилгээ хийх болно.

Ашгийн металлурги: Ажлын хатуурлыг ойлгох

Мэдээлэлтэй худалдан авалт хийхийн тулд Hadfield гангийн (манганы ган) өвөрмөц зан чанарыг ойлгох хэрэгтэй. Өндөр хромтой төмөр (зүгээр л хатуу бөгөөд хэврэг) гэх мэт элэгдлийн бусад материалаас ялгаатай нь манганы ган нь аустенит шинж чанартай байдаг.

Энэ нь нийлүүлсэн төлөвт зөөлөн, уян хатан байдаг (ойролцоогоор 200-220 HB). Гэсэн хэдий ч нөлөөллийн дор гадаргуугийн давхарга нь фазын өөрчлөлтөд орж, талст бүтэцээ өөрчилж, хэт хатуу "арьс" (550+ HB хүртэл) үүсгэдэг бол гол хэсэг нь цочролыг шингээх уян хатан хэвээр байна.

Хэрэв таны чулуу энэ "ажлын хатуурлыг" өдөөхөд хангалттай хатуу биш бол та дээд зэргийн хайлш төлж байгаа боловч дундаж үр дүнд хүрч байна. Эсрэгээр, хэрэв таны чулуу нь маш зүлгүүртэй, хатуу байвал стандарт Mn13 нь хангалттай хатуурхаас өмнө элэгдэж, хурдан угааж арилдаг.

Материалын үзүүлбэр: Mn13, Mn18, Mn22

Бүх манганы ялтсууд адилхан бүтээгддэггүй. Ялгаа нь нүүрстөрөгч-манганы харьцаа ба хром (Cr) нэмсэнд оршдог.

Mn13Cr2: "Стандарт" сонголт

• Найрлага: ~13% манган, ~2% хром.

• Гүйцэтгэл: Найдвартай, бат бөх, зардал багатай.

• Хамгийн тохиромжтой: Зөөлөн болон дунд зэргийн зүлгүүртэй материал (Шохойн чулуу, Доломит, зөөлөн элсэн чулуу).

• Арилжааны бодит байдал: Энэ бол "аюулгүй" сонголт юм. Энэ нь буруу сонголт ховор боловч хатуу чулуулгийн хэрэглээнд үр ашиггүй байдаг. Энэ нь өндөр стресст гүн, хэт хатуу элэгдэлд орсон арьсыг бүрдүүлэхийн тулд манганы агууламжгүй тул харьцангуй хурдан элэгддэг.

Mn18Cr2: "Өндөр бүтээмжтэй" ажлын морь

• Найрлага: ~18% манган, ~2% хром.

• Гүйцэтгэл: Орчин үеийн бутлах сайхан цэг. Нэмэлт манган нь ганг илүү хурдан, илүү гүн хатууруулах боломжийг олгодог.

• Хамгийн тохиромжтой: Хатуу, зүлгүүрийн материал (боржин чулуу, базальт, кварцит, голын хайрга).

• Арилжааны бодит байдал: Mn18Cr2 нь ихэвчлэн Mn13Cr2-ээс 15-20% илүү үнэтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч боржин чулууг (250+ МПа) шахах бат бэхийн туршилтанд 20-40%-иар урт хугацааны ашиглалтын хугацааг тогтмол өгдөг. Энэхүү солилцооны математик нь бидний доорх ROI шинжилгээний гол цөм юм.

Mn22Cr2: "Хүнд жингийн" мэргэжилтэн

• Найрлага: ~22% манган, ~2% хром (ихэвчлэн молибдений ул мөртэй).

• Гүйцэтгэл: Хэт хатууруулах чадвартай. 600 HB-ээс дээш гадаргуугийн хатуулгийн түвшинд хүрч болно.

• Хамгийн тохиромжтой: Хэт их нөлөөллийн хэрэглээ ба зүлгүүрийн хүдэр (Төмрийн хүдэр, Урхины чулуулаг, Алтны хүдэр).

• Арилжааны бодит байдал: Ашиг өгөөж буурах хууль байдаг. Mn22 нь хамаагүй илүү үнэтэй бөгөөд зөв цутгахад хэцүү байдаг. Хэрэв таны бутлуурын цохилтын энерги хангалттай өндөр биш бол (жишээ нь, жижиг хацарт бутлуур эсвэл зөөлөн тэжээл) Mn22 ажиллахгүй бөгөөд элэгдэх болно.илүү хурданөртөгтэй харьцуулахад анхны элэгдэлд тэсвэртэй учраас Mn18-аас . Энэ нь үр дүнгээ өгөхийн тулд хүчтэй нөлөөллийг шаарддаг.

Харьцуулах хүснэгт: Механик ба эдийн засгийн шинж чанарууд

ROI тооцоо: Яагаад "хямд" илүү үнэтэй байдаг вэ?

Доторлогооны наалт үнэ нь таны бутлах зардлын хамгийн бага бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Жинхэнэ ROI-ийг тооцоолохын тулд бид өмчлөлийн нийт зардлыг (TCO) харах ёстой.

Хямдхан доторлогооны "далд" зардал

1. Сул зогсолтын боломжийн зардал: Дүүргэгчийг 15 ам.доллар/тонноор зардаг 500 TPH хүчин чадалтай үйлдвэр бутлуур ажиллахгүй байх цаг тутамд 7500 долларын орлого алддаг.

2. Кран ба хөдөлмөр: Доторлогоо солихын тулд кран, засвар үйлчилгээний бригад хөлслөх нь ихэвчлэн нэг үйл явдалд 3000-5000 доллар зарцуулдаг.

3. Аюулгүй байдлын эрсдэл: Доторлогооны өөрчлөлт бүр хүнд ачаа өргөх, ажилтнуудад эрсдэл учруулдаг. Давтамжийг багасгах нь аюулгүй байдлын хэмжүүрийг сайжруулдаг.

Хувилбарын шинжилгээ: 200,000 тонн/жилийн карьер

• Суурь (Mn13Cr2): Дотор нь 300 цаг үргэлжилнэ.

• Шинэчлэлт (Mn18Cr2): Дотор нь 390 цаг (+30%) үргэлжилнэ.

• Үнэ хураамж: Mn18 нь 20% илүү үнэтэй.

(Тэмдэглэл: Үйлдвэрлэлийг нөхөх боломжтой бол сул зогсолтын орлогын алдагдал нь ихэвчлэн онолын хувьд байдаг боловч хөдөлмөр, эд ангиудын хэмнэлт нь шууд бэлэн мөнгө байдаг).

Дүгнэлт: Mn18Cr2 доторлогооны үнийг 20%-иар илүү төлсөн ч эд анги, хөдөлмөрийг шууд хэмнэж, үйл ажиллагааны тасалдлыг их хэмжээгээр бууруулсан.

Яагаад үйлдвэрлэлийн чанар нь химигээс илүү чухал вэ?

Худалдан авах захиалга дээр "Mn18" гэж зүгээр л зааж өгөх нь үр дүнг баталгаажуулахгүй. Мэргэшсэн хүний ​​хувьдхацарт бутлуур хавтан үйлдвэрлэгч, бид зах зээлд ихээхэн ялгаатай байгааг харж байна. "Хямдхан" Mn18 нь ихэвчлэн өндөр чанартай Mn13-аас давж чаддаггүй. Яагаад?

Дулааны эмчилгээний муруй

• Эрсдэл: Хэрэв үйлдвэрлэгч эрчим хүчний зардлаа хэмнэхийн тулд энэ үйл явцыг яаравчлуулах юм бол (төсвийн цутгах үйлдвэрүүдийн нийтлэг тактик) үр тарианы хил дээр карбид тунадас үүснэ.

• Үр дүн: Ган нь хэврэг болдог. Эрүүний хавтан нь элэгдэхийн оронд цохилтын дор хагарах эсвэл хагардаг. Та элэгдлийн амьдралынхаа 50 хувийг шууд алддаг.

Элементийн хяналт

• Эрсдэл: Хэрэв цутгах үйлдвэр нь спектрийн нарийн шинжилгээгүйгээр бага агуулгатай хаягдал ашигладаг бол фосфор гэх мэт ул мөр элементүүд нэмэгдэж болно.

• Үр дүн: "Богино" ган гэнэт эвдэрсэн. Гаитид бид цутгахаасаа өмнө багц бүр нь Mn18Cr2-ийн нарийн үзүүлэлтийг хангаж байгаа эсэхийг баталгаажуулахын тулд дэвшилтэт спектрометрийг ашигладаг.

Тохиромжтой ба тэгш байдал ("V-процессын" давуу тал)

• Шийдэл: Дээд зэрэглэлийн үйлдвэрлэгчид арын гадаргуу эсвэл цутгах дэвшилтэт аргуудыг (V-Process эсвэл Lost Foam гэх мэт) сайн бэхлэхийн тулд ашигладаг. Энэ нь ядаргааны стрессээс болж хавтан хагарахаас сэргийлдэг.

Сонгон шалгаруулах гарын авлага: Материалыг хэрэглэхэд тааруулах

ROI-ээ нэмэгдүүлэхийн тулд материалын сонголтоо геологийн бодит байдалтай уялдуулаарай.

Нарийвчилсан шийдэл: Хатуу манганы гадна

Mn22 ч хангалтгүй, хэт элэгдлийн асуудалтай тулгарсан операторуудын хувьд ROI хувьслын дараагийн алхам бол керамик нийлмэл технологи юм.

TIC (титан карбид) оруулга

• Ашиг тус: Керамик нь элэгдэлд тэсвэртэй, харин манганы нөлөөг шингээдэг.

• ROI: Эдгээр хавтан нь стандарт Mn18 үнээс 2-3 дахин үнэтэй боловч ашиглалтын хугацааг 3-5 дахин их өгдөг.

• Тохиромжтой: Маш зүлгүүрийн тэжээлтэй боловч дунд зэргийн нөлөөллийн энергитэй хэрэглээнд бэхлэгдсэн эрүү хавтан.

Дүгнэлт: Шилжүүлэгч хийх

Мэдээлэл нь үгүйсгэх аргагүй юм: хатуу чулуулгийн хэрэглээний хувьд "хямдхан" Mn13Cr2 стандартыг дагаж мөрдөх нь хуурамч эдийн засаг юм. Mn18Cr2 болгон сайжруулснаар операторууд элэгдлийн хугацааг 20-30%-иар уртасгадаг бөгөөд энэ нь хэдэн долоо хоног нэмэлт үйлдвэрлэл, жил бүр хэдэн мянган долларын засвар үйлчилгээний хэмнэлттэй ажил болдог.

Гэсэн хэдий ч материаллаг хими бол зөвхөн хагас тулаан юм. Цутгасны бүрэн бүтэн байдал нь дулааны боловсруулалт, чанарын хяналтаар тодорхойлогддогхацарт бутлуур хавтан үйлдвэрлэгч-энэ нь онолын гүйцэтгэлийг нүхэнд бодитой болгох баталгаа юм.