Футеровка что это такое
Значение слова «футеровка»
1. Действие по знач. глаг. футеровать. Футеровка каупера.
2. Слой, облицовка из какого-л. огнеупорного, химически стойкого или теплоизоляционного материала, которым покрывается внутренняя поверхность металлургических печей, ковшей, топок котлов и т. д.
Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
ФУТЕРО’ВКА [тэ], и, мн. нет, ж. (тех.). 1. Действие по глаг. футеровать. Ф. топки. 2. Внутренняя облицовка, обмуровка дымовых труб, печей для плавки металлов, делающаяся из огнеупорных материалов.
Источник: «Толковый словарь русского языка» под редакцией Д. Н. Ушакова (1935-1940); (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
футеро́вка
1. специальная отделка для обеспечения защиты поверхностей от возможных механических, термических, физических и химических повреждений
Делаем Карту слов лучше вместе
Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!
Спасибо! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций.
Вопрос: осетровый — это что-то нейтральное, положительное или отрицательное?
Синонимы к слову «футеровка»
Предложения со словом «футеровка»
Понятия со словом «футеровка»
Отправить комментарий
Дополнительно
Предложения со словом «футеровка»
При определении вместимости из общего объёма сосуда исключают объём, занимаемый футеровкой, трубами и другими внутренними устройствами.
Огнеупорный гжельский кирпич предназначается для футеровки топливников.
При априорном анализе рассматривают такие нежелательные события, которые являются потенциально возможными для данной системы, и пытаются составить набор различных ситуаций, приводящих к их появлению (например, горение газа (CH4) → сгорит футеровка печи).
Футеровка
Футеровка — специальная отделка для обеспечения защиты поверхностей от возможных механических или физических повреждений. Например, в горно-металлургической промышленности постоянно возникает проблема защиты оборудования, связанного с перегрузкой и перевозкой различных материалов, от ударных, истирающих и налипающих воздействий, для решения которой с успехом используется футеровка. Футеровка печей производится для того, чтобы усилить огнестойкость материалов, из которых изготовлена печь. Преимущества применения слоисто-пористых материалов и изделий на их основе, таких, как вермикулит, для того, чтобы футеровка была надежной и качественной, продиктованы следующим: материал пожаробезопасный, имеет высокие показатели теплостойкости и огнеупорности, химически инертен, имеет высокие изоляционные свойства (то есть минимальную электропроводность).
на страницу обсуждения участника, создавшего статью
Автору статьи: Авторские права, Получение разрешений, Что делать?
Содержание
Футеровка доменной печи
Огнеупорная футеровка (кладка) доменной печи предназначена для уменьшения тепловых потерь и предохранения кожуха от воздействия высоких температур и от контакта с жидким металлом и шлаком.
Применяемые огнеупоры
Для футеровки доменной печи применяют качественный (доменный) шамотный кирпич, высокоглиноземистый кирпич, углеродистые блоки, иногда карбидокремниевый кирпич. Основу шамота составляют SiО2 и Аl2О3. Для доменных печей стандартом предусмотрено три сорта шамотных изделий с содержанием Аl2О3 соответственно не менее 43, 41 и 39 %; они отличаются повышенной плотностью и прочностью, высокой огнеупорностью (> 1750 °C), низким содержанием Аl2О3 ( 1730 °C), прочностью и плотностью. Кирпич может быть длиной 230 мм (нормальный) и 345 мм (полуторный). Применение кирпичей различной длины обеспечивает хорошее переплетение швов кладки. Высокоглиноземистый муллитовый кирпич, применяемый для кладки лещади, содержит > 63 % Аl2О3 при огнеупорности > 1800 °C. Доменный карбидокремниевый кирпич содержит > 72 % SiC и > 7 % азота и отличается от огнеупоров на основе Аl2О3 и SiO2 заметно большей прочностью и теплопроводностью. Углеродистые блоки изготовляют из кокса и обожженного антрацита с добавкой в качестве связующего небольшого количества каменноугольного пека. Длина блоков достигает 3-4 м, они прямоугольного сечения 400×400 и 550×550 мм. Блоки в комбинации с высокоглиноземистым кирпичом больших размеров (400x200x100 мм) применяют для кладки самой нижней части печи — лещади. Швы между огнеупорными кирпичами заполняют раствором, изготовленным из мертелей, соответствующих классу кирпича. Мертель — это порошок, состоящий из измельченного шамота и огнеупорной глины. Для ответственных видов кладки применяют мертели с добавкой небольших количеств поверхностно-активных и клеящих веществ (сода, сульфитно-спиртовая барда), что позволяет приготавливать растворы с меньшей влажностью при одновременном повышении их пластичности. Для заполнения швов между углеродистыми блоками применяют углеродистую пасту, состоящую из кокса и смоло-пека. Зазор между блоками допускается не более 0,5 мм для вертикальных и не более 1,5 мм для горизонтальных швов.
Лещадь
Ранее лещади доменных печей выкладывали из качественного шамотного кирпича. Однако рост объёма печей и интенсификация плавки вызывали быстрое разрушение такой кладки. Поэтому в настоящее время лещади делают либо цельноуглеродистыми, либо комбинированными из углеродистых и высокоглиноземистых огнеупоров. Применение углеродистых огнеупоров вызвано тем, что из-за их высокой теплопроводности снижается перегрев и вследствие этого уменьшается разрушение кладки лещади. Один из вариантов кладки цельноуглеродистой лещади из углеродистых блоков показан на рис. 22. В комбинированной лещади, один из вариантов которой показан на рис. 25, её низ 1 и наружную часть (стакан) 4 выкладывают из углеродистых блоков, а внутреннюю центральную часть 2 и высокоглиноземистых муллитовых изделий, содержащих более 65 % Аl2О3]. Высота лещади составляет
5,6 м; это необходимо, поскольку за многие месяцы эксплуатации печи происходит разрушение кладки жидким чугуном, и в лещади образуется заполненная жидким чугуном полость, могущая достигать фундамента печи (см. рис. 48). С тем, чтобы уменьшить износ лещади, в современных печах предусматривают воздушное охлаждение её низа. Между низом лещади 1 и пнем 8 фундамента закладывают чугунные плиты 7 толщиной 180 мм; в плиты залиты стальные трубки диаметром 140 мм, в которые вентилятором подают охлаждающий воздух. Снаружи кладку лещади охлаждают гладкими плитовыми холодильниками 3.
Футеровку горна до уровня фурм выполняют из углеродистых блоков, а в районах фурм и чугунных и шлаковых леток из шамотного (> 42 % Аl2О3) кирпича, поскольку углерод здесь может окисляться кислородом дутья, диоксидом углерода (С02), а также парами воды из огнеупорных масс. При работе на безводных леточных массах район чугунных леток делают из углеродистых блоков. Для предотвращения окисления углеродистых блоков в период задувки печи их защищают кладкой (рис. 25, 6) в один ряд из шамотного кирпича. Толщина футеровки у низа горна достигает 1600 мм. Снаружи кладку горна охлаждают гладкими плитовыми холо-дильниками. Заплечики. Кладку заплечиков чаще всего делают тонко-стенной (толщина 230 или 345 мм) из шамотного (> 42 % Аl2О3) кирпича в один ряд, при этом кирпич примыкает к периферийным плитовым холодильникам с залитым кирпичом (рис. 26). Иногда вместо шамота применяют карбидокремниевые кирпичи. Кладка заплечиков быстро изнашивается и вместо неё на поверхности холодильников формируется слой гарнисажа (застывшего шлака и мелких кусков шихты).
Шахта и распар
Кладку распара и охлаждаемой части шахты (
2/3 её высоты снизу) выполняют из шамотного (> 41-42 % Аl2О3) или карбидокремниевого кирпича, а кладку верхней неохлаждаемой части шахты из шамота, содержащего > 39 % Аl2О3. Кирпичи укладывают в два—три ряда вперевязку (рис. 2б). Кладка шахты с распаром может быть толсто-, средне- и тонкостенной. В прежние годы широко применяли толстостенную кладку (толщина верха шахты 800—900 мм и до 1300 мм в районе распара) с горизонтальными холодильниками, заглубленными в кладку и служащими её опорой (расположение таких холодильников можно видеть на рис. 27). Однако в связи с тем, что холодильники расположены на расстоянии друг от друга, плохо охлаждается кожух, и после износа футеровки возникают его местные перегревы, вызывая термическую деформацию и возможность появления трещин. Кроме того, вырезы в кожухе для установки горизонтальных холодильников снижают его прочность и делают кожух менее герметичным. В связи с этим в последние годы делают тонко- и среднестенные шахты. Тонкостенная шахта (и распар) имеет в охлаждаемой части толщину кладки 230—345 мм и в верхней неохлаждаемой части 575—690 мм с охлаждением вертикальными ребристыми холодильниками (рис. 26), причем часть холодильников имеет горизонтальные выступы, которые служат опорой для кладки и способствуют удержанию гарнисажа. Среднестенная шахта имеет толщину кладки в охлаждаемой части 575—900 мм и в неохлаждаемой 700 мм, охлаждение либо комбинированное из вертикальных ребристых холодильников в сочетании с горизонтальными (как на рис. 27), либо из вертикальных ребристых холодильников, имеющих горизонтальные выступы (как на рис. 26). В распаре и охлаждаемой части шахты по мере износа кирпича образуется слой гарнисажа. С тем, чтобы уменьшить давление от расширяющейся при нагреве кладки на кожух печи и предотвратить его разрыв, между футеровкой и вертикальными холодильниками по всей высоте печи (кроме распара) предусматривают зазор в 70—200 мм, заполняемый шамото-асбестовой или пластичной углеродистой массой.
Колошник
Собственно футеровка колошника состоит из одного ряда шамотного кирпича, выкладываемого у кожуха. За ним располагают «колошниковую защиту», которая воспринимает удары падающих сверху в процессе загрузки кусков шихты. Широко распространенная её разновидность состоит из стальных сегментов — литых полых коробок, заполненных шамотным кирпичом. Сегменты (рис. 28) расположены несколькими кольцевыми рядами по высоте колошника; соседние по окружности сегменты соединены между собой болтами. Вся колошниковая защита крепится к кожуху с помощью нескольких подвесок, в каждой из которых (см. рис. 28) сегменты прикреплены к вертикальной пластине, соединенной с серьгой, которая свободно подвешена на штыре, вставленном в отверстие кронштейна; последний прикреплен к кожуху болтами. Такая подвеска позволяет всем сегментам перемешаться вверх в случае роста кладки шахты в вертикальном направлении в результате её нагрева.
Футеровка: работа на износ
Латинский корень слова «абразив» проясняет всю ситуацию. Это глагол, а перевести его можно как «соскабливать». И вот, горная порода, контактируя с элементами оборудования, вымывает частички любого материала, даже металла — со временем он утекает вместе с рудой.
Износ соприкасающегося с горной породой оборудования — технологически сложный процесс, неравномерный, с определёнными особенностями. Своим опытом поделились специалисты дробильно-сортировочного оборудования «Armet Group».
В настоящий момент они работают над созданием мельничной футеровки для мельниц Абагурской Обогатительно-Агломерационной фабрики, филиал ОАО «Евразруда» — здесь перерабатывают железную руду.
Сегодня футеровка ходит порядка 8 месяцев, целевые показатели футеровки «Armet Group» 12-13 месяцев. Результат этой работы отражается в виде сокращения продолжительности остановок производства.
«В процессе измельчения сегменты разгрузочной решётки мельницы истираются быстрее, чем футеровка по обечайке мельницы. Футеровка изготовлена из высокомарганцовистой стали и подвержена наклёпу, при ударных нагрузках она только укрепляется, а значит, стоит дольше. А вот если ударных нагрузок нет, то она истирается так же, как и любая другая сталь.
Разгрузочная решётка ударов не испытывает, на неё воздействует выходящая галя, и износ тут только абразивный. А все остальные элементы футеровки подвержены ударам шаров, дробимого материала, и ходимость у них получается больше. Сегодня мы тестируем решение, когда для одной мельницы используем разные материалы для разных элементов футеровки», — рассказал собственник «Armet Group» Михаил Кривых.
На самом деле, ещё несколько лет назад к футеровке относились куда проще: жертвенный расходный материал, задача которого — защитить уязвимые части оборудования. Сегодня производители решений и владельцы горной техники смотрят на футеровку как на способ оптимизации затрат.
«Задача футеровок — защитить части машин и механизмов от износа. В защите нуждаются ковш экскаватора, кузов самосвала, пересыпные устройства (течки, желоба, разгрузка бутары, приемные бункера), части питателей и грохотов, внутренние части дробилок, мельниц, части магнитных сепараторов, классификаторов, циклонов, пульповых насосов ипульпопроводов.
Нюансы присутствуют на каждом этапе обработки материала: детали подвергаются не только абразивному износу, но и ударным нагрузкам, а при обводнении добавляется коррозийный, гидроабразивный или кавитационный износ. Для нас важно правильно подобрать футеровку, которая надёжно защитит части машины и обеспечит бесперебойную работу оборудования».
Ведь, как напомнила менеджер по технической поддержке направления «Дробление и сортировка» Element Татьяна Шайер, каждая остановка на перефутеровку — это неотгруженная продукция и потерянные деньги. Если держать в голове эту формулу, то создание футеровочных материалов превращается в целую науку и поле для экспериментов. И одна из первых дисциплин тут — типы износа.
«Нюансы присутствуют на каждом этапе обработки породы: детали горного оборудования подвергаются не только абразивному износу, но и ударным нагрузкам, а при обводнении добавляется коррозийный, гидроабразивный или кавитационный износ. Например, на участках дробления агломерата рабочая температура составляет 800-900 градусов — это ещё один вариант задачи для нас как для производителя футеровок.
Поэтому для их подбора мы учитываем факторы износа и технологические условия для каждого типа оборудования и участка. Для нас важно правильно подобрать футеровку, которая надёжно защитит части машины и обеспечит бесперебойную работу оборудования», — объясняет Татьяна Шайер.
«Не так давно на рынок вышли полимерные футеровки, использующие графен. В связи с тем, что это пока новая разработка, сложно делать выводы об эффективности нанотехнологий в футеровке. Обычно футеровку из полимеров армируют или наполняют с целью усиления потребительских качеств готового изделия. С точки зрения модернизации геометрии — самоармируемые полимерные футеровки уже более 10 лет являются интересным решением.
Мы разработали несколько футеровочных систем. Улучшение свойств последних достигается за счёт внесения в объём материала нескольких уникальных компонентов. Так как состав является коммерческой тайной, могу только намекнуть, что некоторые компоненты изготовлены на основе полудрагоценных минералов. Применение данных экзотических добавок по некоторым параметрам увеличило износостойкость наших футеровочных изделий в несколько раз».
Сегодня мы подробно поговорим об абразивном износе частей горной техники и о подборе футеровки для их защиты.
Абразивы по классам
Специалисты подчеркивают: любая деталь оборудования, которая соприкасается с любой горной породой, подвержена абразивному износу. Где-то этот износ больше, где-то меньше — это зависит от свойств самой породы. И эта та информация, которую создателям износостойких материалов необходимо получить на старте работ.
«Мы можем в довольно широких пределах варьировать свойства броней в зависимости от характеристик перерабатываемого материала и адаптивность производства считаем одним из важнейших своих конкурентных преимуществ. На старте проводится анализ дробимого материала, и мы получаем полное описание его свойств.
Можно увеличить прочность, можно — износостойкость. Как правило, повышая одно, приходится жертвовать другим, поэтому мы работаем с этакими качелями. Значение имеет не только лигатура, но и ряд других факторов, в частности, термообработка», — рассказал Михаил Кривых.
Татьяна Шайер объясняет: абразивность материала зависит от твёрдости породообразующих минералов, характера сцепления зёрен друг с другом, крупности и формы зёрен, плотности и степени трещиноватости породы. Кроме того, влажность, скорость и угол падения также увеличивают абразивный износ.
«Многие производители сейчас совершенствуют уже разработанные и опробованные решения, в том числе изменяя геометрию частей футеровочных элементов. Например инженерами одной из ведущих компаний производителей футеровочных материалов разработана и находится на стадии получения патента уникальная форма керамического элемента резино-керамической футеровки — «зигзагообразная установка» керамических элементов. Такая геометрия позволяет добиться невероятных показателей ходимости за счёт снижения рисков «выбивания» керамики при больших потоках движения материала».
Для классификации горных пород используется принцип, разработанный Л. И. Бароном и А. В. Кузнецовым. В основе классификации — данные об истирании эталонного материала, например, коронки или стального стержня, испытуемой породой в полевых условиях. Всего групп абразивности выделяют восемь.
К первой относятся весьма малоабразивные материаллы: известняки, мраморы, мягкие сульфиды без кварца (галенит, сфалерит, пирротин), апатит, каменная соль. Дальше — по возрастающей. Железная руда, о которой мы говорили вначале, — это «середнячок», третья группа. Восьмая группа — это материалы в высшей степени абразивные, корундосодержащие руды.
«В самых тяжёлых условиях работает оборудование на алмазных, гранитных и порфиритных месторождениях. Но даже при переработке известняка или соли абразивный износ будет присутствовать», — комментирует Татьяна Шайер.
Директор по развитию ООО «Торговый дом Пластмасс Групп» Дмитрий Лошадкин уточняет, что на практике всё даже сложнее. Опыт компании показывает, что в ряде случаев базовые минеральные компоненты могут существенно различаться по абразивности в зависимости от месторождения. Так что последнее слово всё равно за испытаниями на месте будущего применения футеровки.
«Абразивность горных пород обусловлена в основном прочностью, размерами и формой минеральных зёрен, их ориентировками и связями с цементирующим составом породы. Поэтому все породы сгруппированы по классу абразивности — от весьма малоабразивных до высшей степени абразивных. Нерудные горные породы относятся к классам выше средней абразивности и повышенной абразивности. К этим же классам относятся и многие горные породы, из которых добывают руду. В зависимости от типа породы мы предлагаем заказчику резино-керамические, резино-металлическую или резиновую футеровку».
«Бывают ситуации, когда выбранный вариант защиты прекрасно работает в одних условиях именно данного месторождения и совсем не работает в иных условиях, где различия по составу компонентов минерала формально минимальны», — делится опытом специалист.
«Наибольший износ оборудования возникает при работе с материалами с высокой твердостью, в основном из-за присутствия кварца в горных породах. Но даже относительно мягкие горные породы при определённых условиях, например, высокой скорости движении, могут оказывать значительное влияние на износ футеровочных материалов.
В качестве примера рудных абразивных материалов можно привести руды чёрных металлов Курской магнитной аномалии и Урала, руды благородных металлов Дальневосточного региона», — подтверждает менеджер по продукту АО «Север Минералс» Виталий Турбуев.
Таким образом, защита от абразивного износа требуется всему горнодобывающему оборудованию. То есть страдает вообще всё, с чем соприкасается порода: от буровой коронки до трубопроводов, уходящих в хвостохранилище.
Другой вопрос, что в ряде случаев это критичный момент. Контактирующие с породой поверхности изделий, объясняет Татьяна Шайер, получают повреждения: микрозадирания, микрорезание, микрорастрескивание.
«Наша компания разработала собственную технологию с применением высокотехнологичных материалов. Отличительной особенностью является не только высокая производительность и эффективность, но и простота, безопасность в обслуживании.
Продукция выдерживает максимальную нагрузку при эксплуатации, тем самым подтверждая высокое качество».
Так что на вопрос о конкретных узлах, на которые следует обратить особое внимание, мы получили самые разные ответы — всё зависит от профиля работы компаний. Так, «Армет» активно работает с ДСК. Здесь всё очевидно: если речь идёт о дорожном строительстве, то производитель имеет дело с гранитом, базальтом и другими высокоабразивными породами.
По словам Виталия Турбуева, для «Север Минералс» самая распространённая задача — это перефутеровка приёмно-перегрузочных бункеров. Также часто компания прорабатывает решения по футеровке загрузочных узлов дробилок, чашевых и барабанных окомкователей, желобов и различных зумпфов.
Износ футеровки
В приведённом выше примере мы говорили о сроке ходимости футеровки, которой измеряется месяцами. Но то была только железная руда. Чем выше абразивность материала и чем больше скорость и интенсивность транспортировки, тем больше износ футеровочных материалов.
И в ряде случаев это уже не месяцы, а только дни. И производители износостойких материалов подчёркивают, что чем жёстче условия эксплуатации, тем важнее для заказчика получить максимальный срок жизни футеровки от используемых материалов.
Татьяна Шайер привела два примера из опыта компании. Один из клиентов Element перерабатывает гранит, базальтовый порфирит и альбитофир, то есть работает с самыми высокоабразивными породами.
И футеровки конусной дробилки ходили здесь 7 дней. Специалистам Element удалось увеличить этот срок до 10 дней. В данном случае три дня — это 30%, существенный прирост.
«Другой кейс — щебёночный карьер в Сибири, который перерабатывает гранит — крепкую и абразивную породу. Чтобы увеличить наработку футеровок, мы предложили клиенту использовать мартенсит с керамическими вставками для изготовления бил роторной дробилки.
В процессе испытаний билы Element показали наработку 52270 тонн переработанной продукции за 19 дней при средних показателях прошлых футеровок от 15 000 т за 6 дней до 28 000 т за 11 дней. Таким образом, правильный выбор материала позволил увеличить межремонтный интервал в два раза», — рассказала специалист Element.
«Срок службы определяется участком, где используется футеровочный материал: в бункере футеровка может служить до 10 лет, в течках и питателях при круглосуточной нагрузке — до двух-трех лет. Футеровка вагонов, например, по углю 7-10 лет. Срок службы сильно зависит от правильного выбора футеровочного материала.
Универсального футеровочного материала не существует. Критерий цена/качество выступает основным фактором при выборе системы защиты оборудования», — подчёркивает Дмитрий Лошадкин.
Как защитить оборудование от абразивного износа?
Вариантов оборудования много, типов руд — ещё больше, так что на вопрос «Что делать» производители отвечают одно «Подбирать, разрабатывать, варьировать». Панацеи здесь, как и говорил г-н Лошадкин, не будет, и технология создания самой эффективной футеровки — это подбор материала и геометрии, инженерный подход.
Михаил Кривых поясняет: в целом, если поставить классическое усреднённое решение, оно тоже будет работать. И так, собственно говоря, долгое время поступали и поступают до сих пор. В №3, 2020 мы писали об опытно-промышленных испытаниях футеровочных элементов: о том, что они занимают продолжительное время и всегда рискованны для заказчика.
Поэтому эксперименты с футеровками в поисках наиболее оптимального решение — вариант не для всех.
По словам наших экспертов, на рынке становится всё больше компаний, тщательно считающих частоту перефутеровок, продолжительность простоев и упущенную выгоду.
«Есть базовые марки стали, базовые модели футеровок. И при любой абразивности и твёрдости материала эти решения как-то будут работать — вопрос в эффективности этого процесса. Наша задача — создать футеровочные материалы, которые покажут максимум производительности.
Сегодня наш технический отдел работает над созданием своего рода систематизации, классификации, чтобы разработать некий набор решений. Мы работаем с заказчиками и во главу угла ставим подбор максимально подходящего для их производства сплава. Наша компания имеет большой опыт в данном направлении, все завершённые проекты показали для наших клиентов отличный результат», — рассказывает собственник «Armet Group».
Компания Element также работает над модифицированием процесса литья. Такой способ, объясняют разработчики, обеспечивает благоприятную микроструктуру металла, позволяет улучшить морфологию карбидных включений без легирования дорогостоящими элементами и снизить количество вредных примесей и неметаллических включений.
И в прошлом году компания выпустила на рынок новые футеровки, которые демонстрируют увеличенный в среднем на треть срок эксплуатации.
«В каждом конкретном случае очень много переменных, начиная от крупности, твёрдости и абразивности материала, заканчивая скоростью его движения и углами падения. Мы тщательно изучаем условия эксплуатации, физико-механические свойства добываемого материала и при помощи компьютерного моделирования составляем прогноз ходимости футеровки.
Такая тщательная предварительная работа позволяет нам подобрать наиболее подходящее для производства решение, свести к минимуму аварийные простои оборудования и максимально увеличить межремонтные циклы», — согласен Виталий Турбуев.
«Каждый заказ для нас — это индивидуальный проект. Заказчик заполняет опросный лист и, опираясь на эти данные, мы рекомендуем тип и толщину материала для футеровки. Основные параметры — это тип перегружаемого материала, форма частиц, твёрдость, влажность, плотность.
Также важны температура эксплуатации и интенсивность работы узла: условно, сколько кубических метров породы проходит через него за сутки или за месяц. На износ влияют и высота падения, скорость потока», — комментирует менеджер по развитию ПМК «СибМашПолимер» Роман Ивлев.
Дополнительная возможность — варьировать не только состав материала, но и геометрию изделия. Это тоже далеко не повсеместная практика, в многих случаях всё уже придумано производителем горной техники.
Здесь, говорят производители футеровки, самую ценную информацию можно получить от оператора оборудования: внимательный сотрудник заметит, что, скажем, с одной стороны изделие изношено больше, чем с другой.
«Изменение геометрии деталей — это ещё один способ для увеличения наработки футеровок. Для щёковых дробилок существует около 10 видов профилей футеровок, но далеко не все производители имеют в продуктовой линейке оптимальный для клиента вариант.
Для нашего клиента в золотодобывающей отрасли мы предложили необычное решение — комплект с разными профилями подвижной и неподвижной щек: плоский профиль на неподвижной щеке дробилки позволяет эффективно перерабатывать взорванную породу, а «зубчатый» профиль на подвижной щеке обеспечивает мощный захват породы и удаляет мелочь.
Таким образом, мы получили комплект с высокими дробящими характеристиками и улучшенной ходимостью, а благодаря изменению геометрии и уменьшению абразивного износа мы повысили качество готового продукта и увеличили срок жизни футеровок», — рассказывает Татьяна Шайер.
Выбор футеровочного материала
Выше мы говорили преимущественно о металлической футеровке, и это действительно распространённое решение. Однако «металлической монополии» в отрасли нет, и специалисты активно тестируют и другие материалы, а также их комбинацию. Как мы уже говорили выше, нет универсального рецепта, цель производителей всегда — подобрать наилучший вариант.
«Во многих случаях полимерные футеровки показали существенно большую износостойкость по сравнению с традиционными стальными. При этом вариативность современных футеровочных материалов позволяет нам ещё прицельнее и эффективнее подбирать решение для конкретных условий эксплуатации, здесь не существует какого-то шаблона.
Например, для борьбы с ударными воздействиями мы часто используем резиновую футеровку, для борьбы с налипанием — плиты из полиэтилена с высокой молекулярной массой, а для чистого абразивного или ударно-абразивного износа — резино-керамическую футеровку.
Существуют и другие инновационные продукты, например, металлокерамическая футеровка — материал, который прекрасно противостоит интенсивным ударно-истирающим нагрузкам в тех местах, где традиционная стальная или полимерная футеровка не справляется», — отмечает Виталий Турбуев.
«Если говорить о стандартных изнашиваемых частях оборудования: брони для конусных дробилок, подвижные и неподвижные плиты щековой дробилки, билы для роторных дробилок — такие футеровки мы изготавливаем из износостойких сталей и сплавов.
Для бил роторных дробилок, работающих с крепкими и абразивными породами, хорошие результаты показывает литьё с керамическими вставками. Элементы мельничной футеровки Element производит из стали, чугуна и резины — материал подбирается исходя из условий эксплуатации.
А вот футеровочные плиты подбирают по индивидуальным параметрам и «раскраивают» под конкретную форму и размер. К примеру, такие плиты наши заказчики используют для дополнительной защиты рамы, приемного бункера или других перегрузочных узлов.
Список применяемых материалов для футеровочных плит еще больше: при ударных и абразивных нагрузках применяем сталь, биметалл, резину и резино-керамику, при экстремально высоких температурах до 1000 градусов — жаропрочную нержавейку, а при обводнении для исключения налипания породы — полиуретан и высокомолекулярный полиэтилен», — объяснила Татьяна Шайер.
«Как правило с высокоабразивными породами и шлаками работает в большей мере металлическая футеровка, потом комбинированная резино-металлическая или резино-керамическая, потом резиновая, керамическая, полимерная. Мы работаем с разными материалами, для каждого заказчика выбираем свой вариант.
Подбор зависит от многих факторов и, в том числе, от абразивности перерабатываемого материала. Так, на объектах Белоусовской обогатительной фабрике, где перерабатывают медную руду, мы использовали резино-металлическую футеровку, на «Полюс-Магадан» — резино-керамическую в виде плит», — говорит коммерческий директор ООО ТД «Юрал Минералс» Григорий Килимник.
Что касается футеровок полимерных. Со стороны может показаться, что этот материал просто не сможет справиться с теми нагрузками, которых не выдерживает металл. Однако производство полимеров развивается хорошими темпами, и современные решения готовы к работе с абразивным износом.
Дмитрий Лошадкин объясняет: при работе с материалами 7-8 типа абразивности действительно, как правило, всё-таки используют металлическую футеровку.
«Мраморы, глинистые породы, неокварцованные угли, песчаники, сланцы, железные руды и известняки умеренно изнашивают металлическую поверхность, но при использовании полимеров для футеровки поверхности срок службы металлических поверхностей неограничен.
Полимеры для футеровки могут использоваться различные. В Российской Федерации, например, популярны сверхвысокомолекулярный полиэтилен (INKULEN) и полиуретан (INKUMER). Наша компания создаёт последний», — продолжает специалист.
Хотя, по словам Романа Ивлева, тут всё зависит от самого полимера. Есть решение, которое может работать и с высокоабразивными материалами — это полимеры со специальными добавками и с высокой молекулярной массой, составляющей 9 млн г/моль.
И на обогатительной фабрике, где идёт переработка железной руды, полимеры тоже работают — у ПМК «СибМашПолимер» есть такой опыт.
«Мы поставляли футеровочные элементы на рудник Пионер «УК Петропавловск». В течение 7 месяцев проходили опытно-промышленные испытания футеровки UHMW-PE 2000 DIALEN, которые подтвердили, что износ материала минимальный, налипание отсутствует», — рассказал Роман Ивлев.
«В целом, полимерная футеровка может быть установлена на оборудовании, работающем с материалом любого класса абразивности. Хотя по факту можно говорить только на месте, поскольку здесь нужно учитывать много факторов. Это не только класс абразивности, но и скорость, с которой движется материал, под каким углом он движется, какая фракция и так далее.
Для полимерных изделий также очень важна температура, при которой работает конкретный узел. Повышенная температура — действительно ограничение для использования полимерной футеровки», — отмечает директор по развитию ООО «Производство Эластопласт» Руслан Ничков.
«Сверхвысокомолекулярный полиэтилен UHMW-PE, с которым мы работаем, используют в самых разнообразных сферах деятельности. Из-за своей высокой молекулярной массы он находит применение в таких областях, где полиэтилены с низкой молекулярной массой, не могут отвечать требованиям потребителей, в том числе в сфере футеровочных материалов при работе с высокоабразивными породами.
В зависимости от типа добываемого материала варьируется толщина футеровки. Скажем, если это железная руда, мы используем материал толщиной 40 мм, для бурых углей достаточно 25. Производство исходных плит осуществляет наш немецкий партнёр Murdotec Kunststoffe на заводе в Германии.
Мы же на своих российских предприятиях осуществляем раскрой материала на станках. Возможна любая геометрия, для точности мы запрашиваем у заказчика чертежи узла, для которого создаём футеровку».
У полимера есть очевидное преимущество перед металлом — меньший вес. При транспортировке на дальние расстояния — а добыча всё активнее уходит из обжитых мест — вопрос логистики выходит на первое место.
Один из производителей стальной футеровки обратил наше внимание, что при доставке материалов на объекты, скажем, «Полюса», имеет смысл добавить к стоимости самого продукта треть — на доставку. Так вот, с полимерами арифметика будет поинтереснее.
«Я как раз сегодня обсуждал этот вопрос с заказчиком. И вместе мы сравнили вес металлических футеровочных элементов толщиной 3 мм и полимерных 13 мм. Разница в три раза — то есть значительная. Тут несколько моментов.
Да, снижаются затраты на транспортировку. К тому же, снижается нагрузка на сам рабочий узел — в ряде случаев это важно. Кроме того, монтировать такой материал значительно легче. Это тоже важно, поскольку задача монтажа непростая — поверхность-то, как правило, вертикальная», — добавляет Роман Ивлев.
Руслан Наилевич отметил и ещё одно специфическое свойство полиуретановых футеровок: они не подвержены старению. Даже наоборот: перед отправкой заказчику материал несколько недель вылёживается у производителя, и в это время происходит деполимеризация. То есть технология чем-то напоминает винное производство.
Дмитрий Лошадкин говорит, что созданные компанией футеровки нашли применение на Крайнем Севере — для защиты рабочих органов мобильного ДСО.
Кроме того, материал используют при работе в зимних условиях электрических обогревателей лотков питателей и конвейеров — как элементы, препятствующие налипанию материала в зимний период и износу металлических конструкций.
«Я бы не стал говорить, что полимерные и металлические футеровки — это конкуренты. Всё-таки у них несколько разные задачи. Металлическая футеровка больше ориентирована на то, чтобы защитить оборудование именно от износа. Полимерная же решает проблему прилипания и намерзания руды.
На рынке есть очень износостойкая металлическая футеровка. Полимеру, чтобы с ней соперничать, нужно иметь очень большую толщину — и такую футеровку будет нерентабельно ставить. Но металл вышаркивается, появляется микротрещины, руда начинает прилипать. Полимер эту проблему решает», — считает Роман Ивлев.
Он согласился с тем, что полимерные решения востребованы в северных районах, однако это только часть фронта работ. По словам специалиста, такое решение востребовано везде, где есть проблема смерзания, то есть даже при небольших минусовых температурах.
А слипаться добытая порода может и вовсе в жарком климате — скажем, компания реализовала проект в Краснодаре, где у заказчика возникла такая проблема.
В настоящее время в структуре дорожно-строительной компании «Стройдорэкспорт» действует четыре месторождения нерудных материалов: три щебёночных карьера и один песчаный. На Кемеровском, Мозжухинском и Тарадановском каменных карьерах добывают строительный камень и перерабатывают его в щебень, а также производят щебёночно-песчаные смеси и пески из отсева дробления. Руководит данными производствами одна управляющая команда. На карьере «Сосновский» идёт добыча, производство и переработка природного песка и гравийно-песчаных смесей, объект входит в состав ОАО «Новокузнецкое ДРСУ».
На конец 2021 года запланирован запуск ещё одного щебёночного карьера на месторождении «Серту» в Томской области.