Na área de resistência ao desgaste na produção industrial, é frequentemente difícil equilibrar a “dureza” e a “tenacidade” dos materiais — materiais extremamente duros tendem a ser quebradiços e propensos a rachaduras, enquanto materiais com boa tenacidade carecem de resistência ao desgaste. No entanto, o material compósito de aço com alto teor de manganês incrustado com carboneto de titânio (TiC) integra perfeitamente a ultra-alta dureza do TiC com a excelente tenacidade do aço com alto teor de manganês, resolvendo com sucesso esse problema de longa data na indústria.
Utilizando aço manganês fundido como matriz, este material compósito incorpora firmemente hastes ou partículas de liga de carboneto de titânio na superfície de trabalho através do processo de fundição com inserto, formando uma ligação metalúrgica. Ele não só mantém a resistência ao impacto e à deformação do aço manganês, como também apresenta a altíssima resistência ao desgaste do TiC (até o nível de dureza HV3200), tornando-se uma "potência em resistência ao desgaste" sob severas condições de trabalho abrasivas. Suas aplicações concentram-se principalmente em indústrias com requisitos rigorosos para componentes resistentes ao desgaste, como mineração, materiais de construção de cimento e metalurgia, que podem ser especificamente categorizadas nos seguintes cenários principais:
I. Mineração: A “ferramenta robusta” para triturar minérios duros
A indústria de mineração é o principal campo de aplicação do aço de alto manganês com incrustações de carboneto de titânio. Seja em minas a céu aberto ou subterrâneas, os componentes resistentes ao desgaste dos equipamentos de britagem de minério são constantemente submetidos ao duplo desafio de impacto de alta intensidade e desgaste abrasivo severo. Os componentes tradicionais de aço de alto manganês geralmente têm uma vida útil muito curta; substituições frequentes não apenas aumentam os custos, mas também prejudicam seriamente a eficiência da produção. Em contraste, os componentes compostos resistentes ao desgaste com incrustações de carboneto de titânio são perfeitamente adequados a essas condições de trabalho severas.
Este material compósito é amplamente utilizado nos componentes principais de britadores. As aplicações típicas incluem placas de mandíbula e placas dentadas de britadores de mandíbula, côncavo e manto de britadores cônicos, martelos de britadores de martelo e barras de impacto de britadores de impacto. Por exemplo, na britagem de minérios de alta dureza, como granito e basalto, a vida útil de martelos com revestimento de carboneto de titânio é de 3 a 8 vezes maior do que a de martelos comuns de aço manganês, enquanto a vida útil das placas de mandíbula e do côncavo/manto pode ser estendida em mais de 2 a 5 vezes.
A Jiangxi Copper Corporation adotou essa tecnologia para desenvolver revestimentos resistentes ao desgaste para funis de descarga de correias transportadoras de rejeitos e placas dentadas para britadores de mandíbulas, resultando na duplicação da vida útil de todos esses componentes e na redução significativa dos custos de operação e manutenção. Em um caso específico de aplicação em minério de ferro, a taxa de utilização da unidade de britador cônico equipada com revestimentos compostos de carboneto de titânio atingiu 90.3%, economizando 410,000 yuans em custos anuais de manutenção e melhorando consideravelmente a eficiência geral do equipamento. Além disso, esse material composto também apresenta excelente resistência ao desgaste em componentes de mineração, como revestimentos para carros de alimentação de moinhos semiautógenos e placas de desgaste para alimentadores de avental.
II. Cimento e Materiais de Construção: O “Sustentável Resistente ao Desgaste” em Processos de Moagem e Britagem
Ao longo de todo o processo de produção de cimento — desde a extração de calcário e britagem da matéria-prima até a moagem do clínquer — componentes resistentes ao desgaste desempenham um papel indispensável. Em particular, matérias-primas como calcário e quartzito possuem alta dureza, causando desgaste severo nos equipamentos. Graças à sua excepcional resistência ao desgaste, o aço de alto teor de manganês com incrustações de carboneto de titânio tornou-se uma escolha ideal para a indústria cimenteira.
Na etapa de britagem da matéria-prima, as barras de impacto dos britadores de impacto e os martelos dos britadores de martelo são geralmente feitos desse material compósito, que pode lidar eficazmente com os requisitos de britagem por impacto de grandes blocos de calcário e reduzir a necessidade de substituições frequentes de componentes. Na etapa de moagem, os rolos de moagem e os revestimentos dos discos de moinho dos moinhos verticais são componentes essenciais resistentes ao desgaste, que suportam a extrusão e a moagem do material a longo prazo. Após a adoção do aço manganês com revestimento de carboneto de titânio, não só a resistência ao desgaste é significativamente aumentada, como também a eficiência da moagem e a estabilidade da qualidade do produto são aprimoradas.
As camisas de aço manganês com hastes embutidas, produzidas pela Zhejiang Yurong Industrial Co., Ltd., que incorporam hastes de liga de carboneto de titânio em uma matriz de aço manganês, são adequadas para a moagem de diversos materiais e apresentam excelente resistência ao desgaste, alta capacidade de manuseio de materiais e baixos custos de manutenção. Além disso, esse material compósito também pode prolongar efetivamente a vida útil de equipamentos em cenários como britadores de areia e cascalho em usinas de concreto e revestimentos resistentes ao desgaste na produção de argamassa seca.
III. Indústria Metalúrgica: O “Especialista em Resistência ao Desgaste” para o Manuseio de Materiais Agressivos
As condições de trabalho de manuseio de materiais na indústria metalúrgica são igualmente severas. Tanto o beneficiamento e a britagem de minérios metálicos quanto o tratamento da escória metalúrgica impõem altos requisitos à resistência ao desgaste e ao impacto de componentes resistentes ao desgaste. A aplicação de aço com alto teor de manganês e incrustado com carboneto de titânio nesse setor concentra-se principalmente na etapa de pré-tratamento do minério antes da fundição e na etapa de tratamento da escória após a fundição.
No processo de britagem de minérios metálicos como cobre, ferro e ouro, componentes como as placas de mandíbula de britadores de mandíbula e o côncavo de britadores cônicos, feitos desse material compósito, podem resistir eficazmente ao desgaste severo do minério, garantindo a operação contínua e estável do processo de britagem. A aplicação bem-sucedida desse material nas placas de dentes do britador de mandíbula na Fundição Guixi da Jiangxi Copper Corporation serve como um caso típico na indústria metalúrgica. Além disso, na etapa de britagem e reciclagem de escória metalúrgica, martelos e revestimentos de britadores de rotor duplo, feitos desse material compósito, podem suportar a alta dureza e abrasividade da escória, prolongando a vida útil dos componentes e reduzindo os custos de tratamento para proteção ambiental.
IV. Outros cenários especiais de resistência ao desgaste: aplicações suplementares de nicho, porém críticas.
Além dos três setores principais mencionados acima, o aço de alto teor de manganês com revestimento de carboneto de titânio também desempenha um papel importante em alguns cenários específicos, porém críticos, que exigem resistência ao desgaste. Por exemplo, nos sistemas de dessulfurização de gases de combustão de usinas termelétricas, os revestimentos dos equipamentos de transporte e moagem de lama calcária são submetidos à erosão dupla e contínua causada por meios corrosivos e abrasivos. Esse material compósito não só resiste ao desgaste, como também apresenta um certo grau de resistência à corrosão, prolongando efetivamente a vida útil do equipamento. Na indústria de produção de areia de quartzo, após a adoção desse material compósito nos anéis de rolos dos britadores de rolos, a eficiência da britagem da areia de quartzo e a qualidade do produto foram aprimoradas, enquanto a taxa de desgaste e a frequência de substituição dos anéis de rolos foram reduzidas.
Resumo: Adaptação às condições essenciais de trabalho de "alto impacto e alto desgaste"
Essencialmente, os cenários de aplicação do aço de alto manganês com incrustações de carboneto de titânio giram em torno das condições de trabalho principais de "alto impacto e alto desgaste". Seja na britagem de minérios duros na mineração, na moagem de matéria-prima na indústria de cimento ou no manuseio de materiais na indústria metalúrgica, onde quer que existam cargas severas de desgaste abrasivo e impacto, esse material compósito pode aproveitar suas vantagens duplas de "dureza + tenacidade" para substituir os componentes tradicionais de aço de alto manganês, atingindo os objetivos de prolongar a vida útil, reduzir os custos de manutenção e melhorar a eficiência da produção. Com a otimização contínua da tecnologia de fundição de compósitos, seus cenários de aplicação estão se expandindo ainda mais e espera-se que desempenhe um papel importante em mais campos que exigem alta resistência ao desgaste no futuro.
