Gussteile für Bergbauausrüstung: Ein Käuferleitfaden zur Beschaffung von Verschleißteilen

Gussteile für Bergbauausrüstung sind keine normalen Stahlgussteile. Sie sterben, um ihren Lebensunterhalt zu verdienen. Backenplatten, Kegelmäntel, Mühlenauskleidungen, Schaufelzähne – diese Teile werden in jeder Schicht durch Gestein und Erz beansprucht, verschleißen und müssen ersetzt werden. Dieser Zyklus ist der Kern Ihrer Betriebskosten.

Dennoch gehen die meisten Käufer mit Verschleißteilen auf die gleiche Weise um wie mit Strukturgussteilen: Vergleichen Sie die Stückpreise, wählen Sie das günstigste aus und bestellen Sie nach, wenn es kaputt geht. Dieser Ansatz kostet Sie Geld für jede Tonne, die Sie verarbeiten.

In diesem Leitfaden wird aufgeschlüsselt, worauf es bei der Beschaffung von Verschleißgussteilen für den Bergbau wirklich ankommt: Materialauswahl nach Betriebsbedingungen, wie man eine Ausschreibung schreibt, die echte Angebote erhält, Qualitätsüberprüfung und die einzige Kennzahl, die darüber entscheidet, ob Sie gewinnen oder verlieren – die Kosten pro Tonne.

Was unterscheidet Bergbaugussteile von Standardstahlgussteilen?

Ein Baustahlguss ist dafür ausgelegt, Lasten unbegrenzt zu halten. Ein Verschleißguss ist für den Verbrauch konzipiert. Der Unterschied ändert alles an der Art und Weise, wie Sie kaufen.

Standardgussteile versagen, wenn sie brechen. Verschleißteile „versagen“, wenn sie sich über die nutzbare Dicke hinaus abnutzen – was das normale Ende der Lebensdauer und keinen Defekt darstellt. Ihre Aufgabe als Einkäufer besteht nicht darin, Verschleiß zu verhindern. Es geht darum, vor dem Austausch möglichst viele Tonnen pro ausgegebenem Dollar zu verarbeiten.

Drei Kategorien von Bergbaugussteilen dominieren die Beschaffungsbudgets:

Jede Kategorie hat unterschiedliche Materialanforderungen, unterschiedliche Fehlerarten und unterschiedliche Kostenstrukturen. Sie alle als „Stahlgussteile“ zu behandeln und nach dem Preis einzukaufen, ist der häufigste – und teuerste – Beschaffungsfehler im Bergbau.

Materialauswahl: Passende Stahlsorte für Ihre Betriebsbedingungen

Bei der materiellen Konversation verlieren sich die meisten Käufer. Gießereien bieten eine Auswahl an Qualitäten an, und ohne zu wissen, wie sich die einzelnen Qualitäten unter bestimmten Bedingungen verhalten, ist es schwer zu sagen, ob Sie das richtige Teil oder nur das billigste erhalten.

Stahl mit hohem Mangangehalt (Hadfield-Stahl)

Sorten: Mn13 (ZGMn13), Mn13Cr2, Mn18Cr2

Dies ist das Arbeitstier unter den Brecher-Verschleißteilen. Manganstahl hat eine einzigartige Eigenschaft: Er verfestigt sich unter Einwirkung von Stößen. Mit zunehmender Belastung wird die Oberfläche härter, während der Kern robust bleibt. Aus diesem Grund bestehen Backenplatten und Kegelmäntel fast immer aus Manganstahl.

Mn13 ist die Basislinie. Mn13Cr2 fügt Chrom für eine etwas bessere Verschleißfestigkeit hinzu. Mn18Cr2 wird für Primärbrecher mit hoher Schlagkraft und hohem Durchsatz noch weiter verbessert.

Der Haken: Manganstahl verfestigt sich nur bei ausreichender Belastung. Bei Anwendungen mit geringer Belastung (sekundäre Zerkleinerung von weichem Kalkstein) bleibt es weich und nutzt sich schnell ab. Für diese Bedingungen benötigen Sie ein anderes Material.

Gusseisen mit hohem Chromgehalt

Sorten: Cr20, Cr26, Cr27 (gemäß ASTM A532)

Maximale Abriebfestigkeit. Der hohe Chromgehalt bildet harte Karbide, die dem Verschleiß durch Schneiden und Fugenhobeln widerstehen. Aber es ist spröde – der direkte Aufprall großer Steine ​​kann es zerbrechen.

Beste Passform: Kugelmühlenauskleidungen, Prallbrecher-Schlagleisten, Prallprallspitzen mit vertikaler Welle. Überall dort, wo der Abrieb vorherrscht und die Belastung mäßig ist.

Falsche Passform: Backenplatten in Vorbrechern. Durch die Stoßbelastung werden sie reißen.

Legierter Stahl

Sorten: ZG42CrMo, 35CrMo, 30CrNiMo

Wenn für ein Teil Festigkeit wichtiger ist als Verschleißfestigkeit – Stützhalterungen, Brecherrahmen, Gehäusekomponenten – ist legierter Stahl die richtige Wahl. Es kann wärmebehandelt werden, um Härte und Zähigkeit für strukturelle Anwendungen auszugleichen.

Verbund-/Bimetallgussteile

Ein neuerer Ansatz: Eisen mit hohem Chromgehalt an der Verschleißfläche, geschweißt oder auf ein Rückgrat aus Weichstahl gegossen. Der Hammerkopf ist das klassische Beispiel – die Spitze nimmt den Abrieb auf, der Griff nimmt den Schlag auf. Sie erhalten die Verschleißfestigkeit von hochverchromtem Material dort, wo Sie es benötigen, und die Zähigkeit von Stahl dort, wo Sie sich keine Risse leisten können.

Schnellauswahl-Referenz

Wenn Sie nicht sicher sind, was auf Ihren Betrieb zutrifft, sollte genau das in Ihrer Angebotsanfrage stehen. Ein gutesLieferant von StahlgussFragen Sie nach Ihrer Erzart, der Aufgabegröße und dem Durchsatz, bevor Sie eine Sorte empfehlen.

Verfassen einer Angebotsanfrage, die genaue Angebote für Verschleißteile erhält

Die meisten Anfragen zu Verschleißteilen bestehen aus einer Zeile: „Bitte bieten Sie die Backenplatte für Nordberg C160 an, Zeichnung beigefügt.“ Das bringt Ihnen einen Preis. Sie erhalten dadurch kein genaues Angebot.

Folgendes sollte eine ordnungsgemäße Verschleissteil-Anfrage beinhalten:

1. Ausstattungsdetails. Hersteller, Modell und OEM-Teilenummer des Brechers. Dadurch wird der Gießerei das genaue Profil und die Montageschnittstelle mitgeteilt.

2. Betriebsbedingungen. Erztyp (Granit, Kalkstein, Eisenerz usw.), Aufgabegrößenbereich, Durchsatz (TPH) und ob es sich um Primär- oder Sekundärzerkleinerung handelt. Dies bestimmt die Materialempfehlung.

3. Materialqualität – von Ihnen angegeben. Überlassen Sie es nicht der Gießerei, standardmäßig auf Mn13 zu setzen. Wenn Sie mit Mn18Cr2 gearbeitet haben und eine gute Lebensdauer hatten, sagen Sie es. Wenn Sie von Mn13 auf Mn18 umsteigen, sagen Sie den Grund dafür. Die Sorte beeinflusst den Preis um 15–30 %.

4. Anforderungen an die Wärmebehandlung. Bei Manganstahl ist die Wasserhärtung (Austemperung) nicht verhandelbar. Geben Sie es ausdrücklich an: „Wassergehärtet gemäß ASTM A128.“ Ohne dies überspringen einige Gießereien diesen Schritt, um Kosten zu sparen – und Ihre Teile werden im Betrieb reißen.

5. Härteangabe. Geben Sie einen Brinell-Bereich an, nicht „gehärtet“. Manganstahl sollte nach dem Härten mit Wasser einen HBW von 200–230 aufweisen. Wenn eine Gießerei einen HBW-Wert von 250+ für Mangan im Gusszustand angibt, hat sie das Material nicht richtig wassergehärtet – oder sie misst die kaltverfestigte Oberfläche.

6. Schätzung des jährlichen Verbrauchs. Dies wirkt sich auf die Werkzeugkostenamortisation aus. Eine Gießerei, die mehr als 500 Sätze pro Jahr amortisiert, kann einen ganz anderen Preis bieten als einer, der 20 Sätze erwartet.

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Qualitätsüberprüfung: Wie Sie wissen, dass Sie das bekommen haben, wofür Sie bezahlt haben

Hier lassen die meisten Käufer den Ball fallen. Die Teile kommen an, sehen aus wie Backenplatten, passen in den Brecher und gehen in die Produktion. Drei Wochen später ist die Lebensdauer 40 % kürzer als erwartet. Niemand überprüfte, ob das Material tatsächlich der Vorgabe entsprach.

Chemische Zusammensetzung

Fordern Sie für jede Hitze einen OES-Bericht (Optische Emissionsspektrometrie) an. Stellen Sie sicher, dass der Mangangehalt mit dem Gehalt übereinstimmt – Mn13 sollte 11–14 % Mn aufweisen, Mn18 sollte 17–20 % Mn aufweisen. Chrom in Mn13Cr2 sollte 1,5–2,5 % betragen. Wenn die Zahlen nicht mit der Spezifikation übereinstimmen, hat die Gießerei sie durch eine günstigere Sorte ersetzt.

Härteprüfung

Brinell-Test auf der Oberfläche im Gusszustand (nicht auf der kaltverfestigten Verschleißfläche). Für Manganstahl nach dem Wasserhärten: 200–230 HBW. Mehr als 250 an einem frischen Teil bedeutet Karbide an den Korngrenzen – die Wärmebehandlung war falsch. Ein Wert unter 180 bedeutet, dass der Stahl nicht ordnungsgemäß austenitisiert wurde.

Überprüfung der Wärmebehandlung

Dies ist der Schritt, den Gießereien überspringen. Das Härten mit Wasser erfordert ein Erhitzen auf 1050–1100 °C, Halten und anschließendes Abschrecken in Wasser. Kühlt die Gießerei zu langsam ab, scheiden sich Karbide an den Korngrenzen aus und der Stahl wird spröde.

Die einzige Möglichkeit zur Überprüfung: metallografische Untersuchung. Eine polierte Probe sollte eine vollständig austenitische Struktur ohne Karbidnetzwerk an den Korngrenzen aufweisen. Wenn Sie große Mengen bestellen, fordern Sie für jede Charge ein metallografisches Foto an. Gemeinsames verstehenGussfehlerhilft Ihnen beim Lesen dieser Berichte.

Maßprüfung

Verschleißteile brauchen keine Luft- und Raumfahrttoleranzen, aber sie müssen passen. Eine Backenplatte mit falschem Zahnprofil verschleißt ungleichmäßig und verringert den Durchsatz. Ein nicht richtig sitzender Kegelmantel führt zu Vibrationen und vorzeitigem Ausfall.Design für HerstellbarkeitDurch Überprüfungen vor der Produktion können diese Probleme frühzeitig erkannt werden.

Häufige Abkürzung: Wasserhärten übersprungen

Dies ist die häufigste Qualitätsabkürzung bei Manganstahlgussteilen. Ohne Wasserhärtung behält Manganstahl Karbide im Gusszustand und ist spröde. Das Teil sieht vielleicht gut aus und besteht vielleicht sogar eine oberflächliche Härteprüfung, aber unter Betriebslast wird es innerhalb weniger Tage reißen oder abplatzen.

Wenn Sie bei einem neuen Lieferanten bestellen, bestehen Sie daraufInspektion durch DritteDazu gehört auch die metallografische Überprüfung – nicht nur Maß- und Chemieprüfungen.

Kosten pro Tonne: Die Kennzahl, die tatsächlich zählt

Hier liegt das Beschaffungsparadoxon: Die günstigste Backenplatte ist selten die günstigste Backenplatte.

Eine Mn13-Backenplatte kostet 800 US-Dollar und verarbeitet 12.000 Tonnen, bevor sie ausgetauscht wird. Kosten pro Tonne: 0,067 $.

Eine Mn18Cr2-Backenplatte kostet 1.050 US-Dollar und verarbeitet 20.000 Tonnen, bevor sie ausgetauscht wird. Kosten pro Tonne: 0,053 $.

Der „teure“ Teil ist pro Tonne 21 % günstiger. Außerdem sparen Sie sich den Arbeitsaufwand für den Wechsel (ein Stopp statt fast zwei) und Ihr Brecher läuft mit einem höheren Durchsatz und besser erhaltenen Zahnprofilen.

Kosten pro Tonne = Stückkosten ÷ verarbeitete Tonnen vor dem Austausch

Diese Formel sollte auf jeder Bestellung von Verschleißteilen enthalten sein. Aber die meisten Käufer berechnen es nie. Sie verfolgen den Stückpreis, weil es einfach ist, nicht weil es richtig ist.

Wenn hochwertige Materialien die Kosten rechtfertigen

Verbund-/Bimetallteile können 50–80 % mehr kosten als herkömmliche Manganteile. Sie rechtfertigen diese Prämie, wenn:

• Abrieb ist der dominierende Verschleißmechanismus (nicht Stoß)

• Die Ausfallkosten sind hoch (jede Ausfallstunde kostet Tausende)

• Für den Wechsel sind Spezialteams oder eine längere Stilllegung erforderlich

Bei Anwendungen mit hohem Abrieb und mäßiger Stoßbelastung – Hammerbrecherspitzen, Verschleißplatten von Vertikalwellen-Prallkörpern – liefern Verbundteile oft eine zwei- bis dreimal so lange Lebensdauer wie Mangan. Die Mathematik funktioniert.

Warum der Vergleich der Stückpreise irreführend ist

Zwei Gießereien bieten Backenplatten aus Mn13Cr2 an. Einer kostet 780 $, einer 950 $. Das günstigere Modell verwendet Mn13 ohne Chrom und verzichtet auf die Wasserhärtung. Das teure Exemplar ist echtes Mn13Cr2, ordnungsgemäß wärmebehandelt und mit vollständiger Dokumentation.

Wenn Sie den Stückpreis vergleichen, wählen Sie den 780-Dollar-Teil. Wenn man die Kosten pro Tonne vergleicht – unter Berücksichtigung der Tatsache, dass der 780-Dollar-Teil 60 % länger hält – ist der 950-Dollar-Teil das bessere Angebot.

DeshalbÜberprüfung der Produktionsfähigkeit Ihres Lieferantenist wichtiger, als die letzten 5 % des Stückpreises auszuhandeln.

Tiegu ist ein in China ansässiger Gusslieferant, der internationale Käufer über ein geprüftes Netzwerk qualifizierter chinesischer Gießereien bedient. Wir liefern Gussteile im Rahmen eines einzigen Handelsvertrags und verwalten die Lieferantenauswahl, die technische Bestätigung, die Qualitätsprüfung und die Exportlieferung von der Bestellung bis zum Versand.

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FAQ

1. Was ist der Unterschied zwischen Mn13- und Mn18-Manganstahl?

Mn13 enthält 11–14 % Mangan; Mn18 enthält 17–20 %. Der höhere Mangangehalt in Mn18 führt zu einer besseren Kaltverfestigungskapazität bei starkem Aufprall und verlängert die Lebensdauer in Primärbrechern, die Hartgestein verarbeiten. Mn13 ist für mäßige Stöße ausreichend; Mn18 ist das Upgrade für schwierige Bedingungen.

2. Kann ich für Backenplatten Gusseisen mit hohem Chromgehalt verwenden?

Nein. Backenplatten in Primärbrechern nehmen den direkten Aufprall großer Steine ​​auf. Gusseisen mit hohem Chromgehalt ist spröde und wird unter dieser Belastung reißen. Es wurde für Anwendungen entwickelt, bei denen der Abrieb vorherrschend ist, wie z. B. Auskleidungen von Kugelmühlen und Schlagleisten von Prallbrechern, bei denen der Aufprall moderat ist.

3. Wie oft sollte ich die Verschleißteile des Brechers austauschen?

Es kommt ganz auf Ihr Aufgabematerial und Ihren Durchsatz an. Eine Backenplatte in einem Primärbrecher, der harten Granit verarbeitet, kann zwei bis vier Wochen halten. Die gleiche Platte aus weichem Kalkstein könnte 8–12 Wochen halten. Verfolgen Sie verarbeitete Tonnen, nicht Kalenderzeit – und ersetzen Sie, wenn das Zahnprofil über den nutzbaren Schwellenwert hinaus abgenutzt ist, und nicht, wenn das Teil „abgenutzt aussieht“.

4. Welche Härte sollten Manganstahlgussteile nach dem Wasserhärten haben?

200–230 HBW (Brinell). Dies ist die Härte im abgeschreckten Zustand vor der Kaltverfestigung. Im Betrieb härtet die Oberfläche durch den Aufprall auf 450–550 HBW aus. Wenn ein neues Teil einen HBW-Wert von über 250 aufweist, weist es wahrscheinlich Karbide an den Korngrenzen auf, die auf eine unsachgemäße Wärmebehandlung zurückzuführen sind – es wird spröde sein.

5. Woher weiß ich, ob mein Lieferant tatsächlich eine Wasseraufhärtung durchgeführt hat?

Fordern Sie einen metallografischen Untersuchungsbericht an. Richtig wassergehärteter Manganstahl weist eine vollständig austenitische Mikrostruktur ohne kontinuierliches Karbidnetzwerk an den Korngrenzen auf. Vereinbaren Sie für neue Lieferanten eine Inspektion durch Dritte, die auch metallografische Probenentnahmen umfasst – nicht nur chemische und Maßkontrollen.