Miten metallikeraaminen komposiittiteknologia toimii sementin jauhatussovelluksissa?

Sementin hionta on kulutustaistelu, joka ei koskaan lopu. Olen nähnyt tehtaiden käyttävän paljon rahaa teloihin ja menettävän ne sitten taas halkeamien, tärinän ja ennenaikaisten vaihtojen vuoksi. Pahinta on epävarmuus. Suunnittelet seisokin ensi kuuksi, ja sitten holkki alkaa lohkeilla tällä viikolla. Se on tuskaa.

Metalli-keraaminen komposiittiteknologia toimii siten, että kaksi tehtävää on samassa osassa: kovat keraamiset faasit ottavat vastaan klinkkerin ja lisäaineiden aiheuttaman kulutuksen, kun taas sitkeä metallimatriisi kantaa kuorman ja vaimentaa iskuja. Tämä yhdistelmä pitää kulumispinnan kovana, mutta se pitää holkin rungon turvallisena iskuissa ja tärinässä.

Työssäni todellinen arvo ei ole vain "pidempi käyttöikä". Se on myös hallintaa. Kun kulumisnopeus hidastuu ja kulumismuoto pysyy tasaisena, koko myllyä on helpompi käyttää. Tätä haluan kaikille laitoksille, joiden on pidettävä tuotanto tasaisena päivästä toiseen.

Miksi minun pitäisi valita metallikeraamiset komposiittitelat korkeakromisten telojen sijaan?

Korkeakromiset telat näyttävät usein vahvoilta paperilla, mutta ne voivat pettää todellisissa tehtaissa. Olen nähnyt, kuinka kromihylsyt kuluvat nopeasti hankaavilla alueilla ja murtuvat sitten, kun mylly joutuu tärinän tai hukkametallin kohteeksi. Siitä tulee korjausten ja suunnittelemattomien pysähdysten kierre, ja tehdas maksaa kahdesti.

Metalli-keraamiset komposiittirullat ovat parempi valinta, kun kulumisongelmasi ei ole vain kuluminen vaan myös iskut ja halkeilu. Keraaminen vaihe antaa erittäin suuren kovuuden hankaavia hiukkasia vastaan. Metallimatriisi antaa sitkeyttä, joten holkki kestää iskukuormitusta murtumatta hauraan osan tavoin.

Käytännössä vertailen niitä vikaantumistapojen mukaan, en pelkästään kovuuslukujen mukaan. Korkeakromi perustuu yhden materiaalin kovaan rakenteeseen. Se voi toimia, kunnes myllyolosuhteet muuttuvat. Komposiitti perustuu kahden rakenteen yhteistoimintaan. Keraaminen vaihe kestää leikkaamista ja klinkkerin, kuonan ja hiekan kaltaisten lisäaineiden aiheuttamaa mikroaurausta. Metallifaasi toimii kuin "iskupuskuri" ja levittää jännitystä sen sijaan, että se antaisi sen muodostua särön kärjeksi.

Katson myös kulumisprofiilia. Jos telan muoto pysyy vakaana, hiontaväli ja paine pysyvät vakaampina. Tämä vähentää tärinäriskiä ja auttaa pitämään tuotteen hienojakoisuuden tasaisena. Alla on selitetty, miten selitän asian laitosryhmille:

Miten metallikeraaminen komposiittiteknologia parantaa VRM:n kulumiskestävyyttä?

VRM:ssä rulla ja pöydän pinta eivät "hankaa tasaisesti". Ne näkevät kovia hiukkasia, jotka ovat jääneet korkean paineen alle. Nämä hiukkaset leikkaavat pintaa, minkä jälkeen kuluminen kasvaa nopeammin, kun urat muodostuvat. Olen nähnyt tämän tapahtuvan jo lyhyen ajan kuluttua, kun syöttö muuttuu tai hylkäysaste nousee.

Metalli-keraaminen komposiitti parantaa kulumiskestävyyttä käyttämällä keraamisia faaseja, jotka ovat paljon kovempia kuin hiomahiukkaset. Keraaminen ottaa kontaktin ja estää leikkaamisen. Samalla metallimatriisi pitää keraamiset paikoillaan ja estää niitä murtumasta kuormituksessa.

Ajattelen VRM:n kulumista kahtena samanaikaisena toimintana: kuluminen ja paineen väsyminen. Kuluminen on kovien hiukkasten suoraa leikkaamista. Paineväsymys on toistuva puristuskuormitus, joka luo mikrosäröjä heikompiin rakenteisiin. Komposiitti auttaa molemmissa tapauksissa. Keraaminen vaihe vähentää naarmujen syvyyttä, joten pinta pysyy tasaisempana pidempään. Matriisi vähentää jännityskeskittymiä, joten mikrosäröt eivät kasva yhtä nopeasti.

Kun kuluminen pysyy alhaisena ja tasaisena, VRM säilyttää paremman hiomageometrian. Tämä tukee vakaata sängynmuodostusta, vakaata värähtelytasoa ja vakaata tehonkulutusta. Se auttaa myös erotinta, koska hienous pysyy tasaisempana. Kiinnitän huomiota myös keraamisen tilavuusosuuteen ja jakaumaan. Liian vähäinen keraaminen määrä heikentää kulumiskestävyyttä. Liian paljon keramiikkaa ilman hyvää tukea, ja vaarana on haurastuminen. Hyvässä suunnittelussa rakenne pysyy tasapainossa koko työkerroksessa, ei vain yläpinnalla.

Miksi perinteiset rullani halkeilevat, mutta komposiittirullat eivät?

Kun tarkastan halkeilleita holkkeja, näen yleensä saman tarinan: jännitys kasvaa heikkoon kohtaan, sitten alkaa halkeama, joka kasvaa jokaisen kuormitussyklin myötä. Korkeakromiset materiaalit voivat olla vahvoja, mutta ne voivat myös olla vähemmän anteeksiantavia, kun mylly joutuu alttiiksi iskuille, tärinälle tai lämpövaihteluille. Pienistä vioista tulee säröjen aiheuttajia.

Komposiittirullat kestävät halkeilua, koska metallimatriisi on rakennettu sitkeäksi ja iskuja vaimentavaksi. Keraaminen vaihe on kova, mutta se ei kanna koko rakenteellista kuormaa. Matriisi kantaa ja levittää rasitusta, joten halkeilua aiheuttava voima on pienempi.

Sementtirakenteisessa VRM:ssä halkeamia voi syntyä useista syistä: hukkametalli, äkilliset syötön muutokset, voimakkaat tärinät, epätasainen painejakauma ja toistuvat käynnistys- ja pysäytysjaksot. Korkeakrominen holkki voi muodostaa hauraita vyöhykkeitä tai jännitystä nostavia karbideja, jotka eivät pidä näistä tapahtumista. Kun särö alkaa, se voi kulkea nopeasti, jos materiaali ei tylpistä särön kärkeä.

Metalli-keraaminen komposiitti muuttaa särön kulkua. Matriisi voi hieman deformoitua ja vähentää huippujännitystä. Keraamiset faasit toimivat kulumisen estäjinä, mutta matriisi estää "suoraviivaisen" haurasmurtuman. Näen myös parempaa käyttäytymistä, kun keraamisen ja metallin välinen sidos on vahva, koska silloin rakenne toimii yhtenä kokonaisuutena. Heikko sidos voi aiheuttaa mikroaukkoja, ja nämä aukkopaikat voivat toimia säröjen aiheuttajina. Siksi sidoksella ja prosessinhallinnalla on yhtä paljon merkitystä kuin reseptillä.

Miten metallikeraamiset komposiittitelat voivat pidentää sementtimyllyni käyttöikää?

Käyttöikä ei ole vain "kuinka monta tuntia ennen vaihtoa". Se on myös sitä, kuinka vakaa mylly pysyy näiden tuntien aikana. Olen nähnyt hihat, jotka teknisesti kestivät pitkään, mutta laitos kärsi, koska tärinä nousi, hienojakoisuus heikkeni ja teho nousi. Se ei ole todellista elämän pidennystä.

Komposiittirullat pidentävät käyttöikää alentamalla kulumisnopeutta ja pitämällä kulumisprofiilin vakaana. Keraamiset faasit vähentävät hiontahäviöitä. Metallimatriisi pitää rakenteen ehjänä kuormituksessa. Yhdessä ne vähentävät varhaisia vikaantumismuotoja, kuten lohkeilua ja halkeilua.

Useimmissa laitoksissa suurin piilokustannus on vaihtosykli. Joka kerta, kun hihoja vaihdetaan, menetetään tuotantoa, on olemassa linjausvirheiden riski ja kuluu työtunteja. Jos komposiittiholkki voi toimia 2-2,5 kertaa pidempään kuin perinteinen vaihtoehto samassa tehtävässä, koko suunnittelutapa muuttuu. Voit suunnitella seisokit sen sijaan, että reagoisit niihin.

On myös prosessin puoli. Kun rulla ja pöytä säilyttävät suunnitellun geometriansa, hiontaväli pysyy lähempänä tavoitetta. Tämä edistää sängyn vakautta ja vähentää käyttäjän tarvetta "taistella myllyä vastaan". Ajan mittaan vakaa geometria tukee vakaata hienojakoisuutta ja voi vähentää yli- tai alijauhatuksen riskiä. Toinen asia, josta välitän, on kontaminaatio. Alhaisempi metallien kuluminen voi vähentää raudan ottoa sementtiin. Tämä voi joissakin tapauksissa auttaa sementin laatua ja tuotantoketjun loppupään suorituskykyä, erityisesti silloin, kun tehtaat ovat herkkiä värin, kovettumiskäyttäytymisen tai suorituskyvyn johdonmukaisuuden suhteen.

Miten vahva keramiikka-metalli-liimaus hyödyttää myllytoimintaani?

Jos sidos on heikko, keraamisesta vaiheesta tulee ongelma eikä etu. Keramiikka voi irrota, jolloin pinnasta tulee karkea ja kuluminen nopeutuu. Olen nähnyt tämän huonosti tehdyissä osissa, joissa idea oli hyvä mutta toteutus ei.

Vahva keramiikka-metalli-sidos saa komposiitin toimimaan kuormituksessa kuin yksi materiaali. Se estää keraamisen irtoamisen ja pitää kovan faasin kulumisalueella. Tämä pitää pinnan vakaana ja vähentää karheuden aiheuttamaa tärinää.

Toiminnassa sitoutuminen näkyy vakautena. Hyvän sidoksen ansiosta keramiikka pysyy paikoillaan, vaikka myllyssä esiintyisi painepiikkejä. Kulutuspinta pysyy tasaisena, joten kosketusolosuhteet eivät hyppele ympäriinsä. Tämä vähentää äkillisiä muutoksia värähtelysignaaleissa. Se vähentää myös paikallisten "kuoppien" muodostumisen mahdollisuutta, kun keraamiset irtoavat. Nämä kuopat voivat toimia jännityksen lisääjinä ja aiheuttaa lohkeilua.

Valmistuksen kannalta liimaus riippuu prosessinohjauksesta. Valu- tai sintrausreittien on hallittava lämpötilaa, kostutuskäyttäytymistä ja rajapinnan suunnittelua, jotta metalli tarttuu keraamiseen ja siirtää kuormaa muodostamatta heikkoja kerroksia. Välitän myös tasalaatuisuudesta. Jos sidoksen laatu vaihtelee holkin eri osissa, myös kuluminen vaihtelee. Se voi johtaa epätasaiseen paineen jakautumiseen ja suurempaan tärinään. Vahva sidos, tasainen jakauma ja oikea keraaminen fraktio yhdessä antavat parhaat käyttökokemukset.

Voivatko metallikeraamiset komposiittitelat vähentää tärinää ja epätasaista kulumista VRM:ssä?

Tärinä on yksi kalleimmista "hiljaisista tappajista" VRM:n toiminnassa. Olen nähnyt laitosten hyväksyvän voimakkaan tärinän normaalina, mutta myöhemmin ne ovat havainneet, että telapinta on kulunut epätasaisesti ja mylly on taistellut itseään vastaan kuukausia. Epätasainen kuluminen pahentaa tärinää, ja tärinä pahentaa epätasaista kulumista.

Komposiittitelat voivat vähentää tärinää ja epätasaista kulumista pitämällä kulumisprofiilin vakaampana ja vastustamalla paikallista kulumista. Kun pinta pysyy lähempänä suunniteltua muotoa, hiomapeti pysyy vakaampana ja kuormitus on tasaisempaa koko telassa.

Tarkistuksissani yhdistän värähtelyn kolmeen fyysiseen asiaan: kosketusvakauteen, sängyn vakauteen ja profiilin vakauteen. Kosketusvakaus tarkoittaa, että rullan ja pöydän pinnat kohtaavat tasaisesti. Sängyn vakaus tarkoittaa, että materiaalikerros ei romahda tai vyöry. Profiilin vakaus tarkoittaa, että telaan ei synny korkeita ja matalia kohtia, jotka pakottavat kuorman keskittymään. Komposiittiteknologia tukee profiilin vakautta, koska kuluminen on hitaampaa ja tasaisempaa, kun keraamiset faasit kantavat kulutusta.

Tästä huolimatta en pidä komposiittia taikaratkaisuna. Jos mylly on huonosti kohdistettu, syöttökemia on epävakaa tai paineasetukset ovat väärät, tärinää esiintyy edelleen. Komposiitti vähentää tärinän osasta johtuvia syitä. Se auttaa myös myllyä toipumaan nopeammin pienistä häiriöistä, koska pinta vaurioituu vähemmän lyhyistä värähtelytapahtumista.

Miten tämä komposiittiteknologia auttaa minua alentamaan huolto- ja seisokkikustannuksia?

Suurin osa huoltokustannuksista ei ole osien hintaa. Se on menetetty tuotanto ja ketjureaktio: hätätyövoima, kiireinen logistiikka ja prosessin epävakaus uudelleenkäynnistyksen jälkeen. Olen nähnyt tehtaiden maksavan enemmän yhdestä suunnittelemattomasta pysähdyksestä kuin täydestä hihasarjasta.

Komposiittiteknologia alentaa huolto- ja seisokkikustannuksia pidentämällä vaihtovälejä ja vähentämällä äkillisiä vikoja, kuten halkeamia ja lohkeamia. Vähemmän toimenpiteitä tarkoittaa vähemmän seisokkiaikoja, vähemmän työvoimaa ja vähemmän varaosia vuodessa.

Mittaan kustannukset "kustannuksina tonnia kohti", en "kustannuksina hylsyä kohti". Komposiittiholkki voi maksaa enemmän, mutta se voi vähentää vaihtojen määrää. Se voi myös vähentää korjaustöitä, koska holkki pysyy rakenteellisesti ehjänä. Toinen kustannusvipu on vakaus. Jos mylly toimii pienemmällä tärinällä ja tasaisemmalla hienoainespitoisuudella, kuljettajat käyttävät vähemmän aikaa säätöön, ja laitos tuhlaa vähemmän energiaa epävakaaseen toimintaan.

Otan mukaan myös turvallisuuden. Jokainen suuri hihanvaihto tuo mukanaan raskaita nostoja ja kuumaa työtä. Vaihtotiheyden vähentäminen vähentää altistumista. Kun tehtaat suunnittelevat harvempia ja ennustettavampia seisokkeja, ne voivat sovittaa työt yhteen muiden kunnossapitotehtävien kanssa ja vähentää seisokkipäivien kokonaismäärää. Tässä kohtaa pitkäikäiset kulutusosat tuottavat suurimman liiketaloudellisen arvon.

Soveltuuko metallikeraaminen komposiitti raakamyllyyn, hiilimyllyyn tai kuonan jauhamiseen?

Eri myllyillä on erilaisia kulumistyyppejä. Hiilimyllyissä esiintyy eroosiota ja jonkin verran iskuja, ja ne vaativat hyvää turvallisuusvalvontaa. Raakamyllyissä kulumista esiintyy sekoitetusti muuttuvan syötön yhteydessä. Kuonan jauhaminen aiheuttaa usein suurempaa kulumista ja joskus kovempia olosuhteita, koska kuona voi olla kovaa ja vaihtelevaa. En oleta, että yksi malli sopii kaikille.

Metalli-keraaminen komposiitti soveltuu raakamyllyihin, hiilimyllyihin ja kuonan jauhatukseen, kun kuluminen on merkittävä tekijä ja myllyyn kohdistuu myös isku- tai tärinäriski. Suunnittelun on vastattava materiaalia, painetta ja lämpötila-aluetta.

Raakamyllyjen osalta keskityn kalkkikiven, liuskekiven ja hiekan kaltaisten komponenttien aiheuttamaan kulumiseen. Komposiitti, jossa on tasapainoinen keraaminen osuus, voi suojata työpintaa ja pitää profiilin vakaana. Hiilimyllyjen osalta tarkastelen hiilen ja kvartsin aiheuttamaa iskua ja eroosiota sekä tarvetta vakaaseen toimintaan vaarallisten olosuhteiden välttämiseksi. Kovempi matriisi, jossa on hallittua keramiikkaa, voi toimia hyvin, mutta suunnittelussa on otettava huomioon syttymisriskit ja käyttölämpötilat. Kuonahiontaa varten vaadin yleensä korkeampaa kulutuskestävyyttä, koska kuona voi olla hyvin kuluttavaa ja rangaista heikkoja materiaaleja.

Tärkeintä on sovittaa komposiittirakenne yhteen velvoitteen kanssa. Keraamisen materiaalin tyypillä, koolla, jakautumisella ja sidoksella on merkitystä. Samoin perusmetallin valinta. Otan huomioon myös myllytyypin. VRM-telat, pöytäsegmentit ja vuoraukset joutuvat kukin erilaisiin rasitusmalleihin.

Miten voin räätälöidä metallikeraamiset komposiittirullahylsyt erityisiin työolosuhteisiini?

Räätälöinti on se, missä useimmat kasvit voittavat tai häviävät. Olen nähnyt osien epäonnistuvan, ei siksi, että tekniikka olisi ollut väärä, vaan siksi, että suunnittelu ei vastannut todellista syöttöä, painetta ja toimintamallia. Rullan holkki ei ole vain kulutuspinta. Se on myös rasitusosa.

Komposiittiholkkia voidaan mukauttaa säätämällä keraamisen tilavuusosuutta, keraamisen tyyppiä, jakelumallia, työkerroksen paksuutta ja perusmetallimatriisia vastaamaan hiontatasoa, iskuriskiä ja käyttöpainetta. Tavoitteena on pitää kuluminen alhaisena tekemättä osasta haurasta.

Kun aloitan räätälöintiprojektin, kerään käyttöfaktoja, en mielipiteitä: rehun kemia ja kovuus, kosteus, hylkäysaste, paineasetukset, tärinähistoria, lämpötilaprofiili ja aiemmat vikakuvat. Sitten kartoitan telan pinnan vyöhykkeisiin. Joillakin vyöhykkeillä tapahtuu enemmän hankausta, joillakin enemmän iskuja, ja reunoilla esiintyy usein kuormituskeskittymiä. Hyvässä komposiittiholkissa voidaan käyttää vyöhykkeistä koostuvaa suunnittelua, jossa korkeampi keraamisuus suojaa pahimpia kulumisalueita, kun taas kovempi matriisirakenne tukee iskulle alttiita alueita.

Myös valmistusmenetelmällä on merkitystä. Valupohjainen upotus voi antaa vahvan integraation, kun sitä hallitaan hyvin. Liimausaineen suunnittelu, rajapinnan valmistelu ja prosessilämpötilan hallinta vaikuttavat liimautumiseen. Otan huomioon myös huoltotyylin. Jos laitos tarvitsee ennakoitavissa olevia pitkiä kampanjoita, suunnittelen profiilin vakautta silmällä pitäen. Jos laitoksella on usein syöttövaihdoksia, suunnittelen sitkeyttä ja halkeilunkestävyyttä.

Miten arvioin metallikeraamisten komposiittitelojen pitkän aikavälin kustannustehokkuutta laitoksessani?

En arvioi kustannustehokkuutta ostohinnan perusteella. Arvioin sitä sen perusteella, mitä mylly maksaa tonnia kohti koko kampanjan ajan. Monet tehtaat vertaavat vain yhtä laskua toiseen, ja myöhemmin he maksavat todellisen laskun seisokkiaikoina.

Pitkän aikavälin kustannustehokkuuden arvioimiseksi vertaa kokonaiskustannuksia tonnia kohti: holkkikustannukset + huoltotyövoima + seisokkien aiheuttamat tuotannonmenetykset + epävakaan hionnan aiheuttama energiavaikutus + varavarastokustannukset. Komposiittirullat voittavat usein, koska pidempi käyttöikä ja vähemmän vikoja vähentävät seisokkiaikoja ja vuosittaista varaosien kulutusta.

Rakennan yksinkertaisen mallin kasvien tietojen avulla. Ensin lasken kromihylsyjen historiallisen keskimääräisen käyttöiän, mukaan lukien ennenaikaiset vikaantumiset. Sitten muunnan sen vuosittaisiksi vaihdoiksi ja seisokkitunneiksi. Seuraavaksi arvioin, mitä pidemmän käyttöiän komposiittikampanja vaikuttaa vuotuisiin vaihtokertoihin. Otan mukaan myös "pehmeät kustannukset", jotka näkyvät tehossa ja vakaudessa. Jos vakaa kulumisprofiili vähentää värähtelytapahtumia, mylly toimii usein tasaisemmin, ja käyttäjät eivät enää tee raskaita säätöjä, jotka kuluttavat energiaa.

Tarkistan myös laatuvaikutukset. Pienempi metallin kuluminen voi vähentää raudan ottoa, millä voi olla merkitystä joillekin asiakkaille ja tuotetyypeille. Lopuksi testaan päätöstä herkkyystarkastuksella: vaikka komposiitin käyttöikä olisi vain esimerkiksi 1,7x 2,5x:n sijaan, voittaako se silti? Monissa todellisissa tapauksissa pelkästään seisokkiaikojen väheneminen tekee ratkaisusta positiivisen.

Päätelmä

Sementin hionnassa metalli-keraaminen komposiittiteknologia toimii, koska siinä yhdistyvät kova keramiikka kulumisen hallitsemiseksi ja sitkeä metallimatriisi iskujen ja halkeamien kestävyyden varmistamiseksi. Tämä rakenne auttaa pitämään kulumisen alhaisena, pitämään profiilin vakaana ja vähentämään tärinäriskiä. Ajan myötä se vähentää seisokkeja ja alentaa todellisia tonnikohtaisia kustannuksia. Dafang-Castingissa käytän tätä metalli-keraaminen komposiitti -lähestymistapaa rakentaessani pitkäikäisiä telahylsyjä, jotka auttavat laitoksia toimimaan pidempään ja vakaammin.