Bei Ihren Mineralaufbereitungsanlagen wirkt sich der Verschleiß der Rutschenauskleidung direkt auf die Betriebszeit und den Durchsatz aus. Jahrzehntelang galten Aluminiumoxid-Keramikauskleidungen als Standardlösung für die Handhabung abrasiver Materialien.
Siliziumkarbid-Rutschenauskleidungen SiC-Auskleidungen werden in stark nachgefragten Bergbau- und Aufbereitungsanlagen rasch durch andere Materialien ersetzt. Dieser Artikel erklärt Ihnen die Gründe dafür und hilft Ihnen bei der Beurteilung, ob SiC-Auskleidungen für Ihren Betrieb geeignet sind.
Die Rolle von Rutschenauskleidungen in der Mineralaufbereitung
Rutschen bilden das Herzstück des Materialförderkreislaufs. Sie transportieren Erz, Schlamm und Abraum zwischen den Verarbeitungsstufen und schützen den Stahl vor Erosion.
Warum ist das Tragen von Linern für Ihre Operation wichtig?
Jede Tonne abrasiven Erzes, die durch Ihre Rutsche fließt, trägt nach und nach Material von der Innenfläche ab. Ohne Schutz können Stahlrutschen innerhalb von Monaten oder sogar Wochen durchscheuern.
Verschleißauskleidungen dienen als Barriere, um die Lebensdauer der Anlagen zu verlängern und einen gleichmäßigen, stabilen Durchfluss zu gewährleisten. Bei ungleichmäßigem Verschleiß der Auskleidungen entstehen Durchflussengpässe, vermehrte Leckagen und ein erhöhter Wartungsaufwand.[3]
Wie wurde Aluminiumoxid so populär?
Mit einer Mohs-Härte von ca. 9 und guter Gleitverschleißfestigkeit stellten die Aluminiumoxidfliesen 92-95% eine deutliche Verbesserung gegenüber Stahl- und Gummiauskleidungen dar. Sie wiesen eine Beständigkeit gegen mäßigen Abrieb auf und hielten Temperaturen bis zu 1400 °C stand – und das zu einem wettbewerbsfähigen Preis.
Für viele Anwendungen mit leichter bis mittlerer Beanspruchung liefert Aluminiumoxid immer noch akzeptable Ergebnisse.
Aluminiumoxid-Zuführrutschenauskleidung in industriellen AnwendungenEinschränkungen von Aluminiumoxid-Rutschenauskleidungen
Aluminiumoxid eignet sich zwar gut für moderate Bedingungen, stößt aber bei modernen, hocheffizienten Mineralaufbereitungsanlagen an seine Grenzen. Die folgenden drei Hauptbeschränkungen veranlassen die Betreiber, nach Alternativen zu suchen.
Sprödbruch unter hoher Stoßbelastung
Aluminiumoxid ist hart, aber auch spröde. Es kann Stoßenergie nicht durch plastische Verformung absorbieren wie Metalle.
Wenn grobes Erz aus der Höhe fällt oder große Brocken gegen die Rutschenwand prallen, splittern, reißen oder zerbrechen die Aluminiumoxid-Auskleidungen. Zerbrochene Platten erzeugen scharfe Kanten, die den Verschleiß an angrenzenden Abschnitten beschleunigen und sogar Verstopfungen verursachen können.
In Stoßzonen wie z. B. Futterrutschen müssen Aluminiumoxid-Auskleidungen oft schon nach 6 bis 12 Monaten ausgetauscht werden.
Verschleiß in stark abrasiven Erzströmen
Aluminiumoxid eignet sich nur für weiche bis mittelharte Mineralien wie Kohle, Kalkstein und einige Buntmetallerze. Bei der Verarbeitung von quarzreichen Erzen, Hartgestein oder kieselsäurereichen Abraumhalden verschleißt Aluminiumoxid deutlich schneller.
Feldmessungen zeigen, dass Aluminiumoxid-Auskleidungen nach 18 Monaten Dauerbetrieb in aggressiven Schlammkreisläufen 2 mm oder mehr an Dicke verlieren können.[2] Mit zunehmender Erosion der Auskleidungsoberfläche sinkt die Trenneffizienz.
Korrosion in aggressiven Chemikalien
Viele Anlagen zur Mineralaufbereitung nutzen saure oder alkalische Reagenzien für Flotation, Laugung und pH-Wert-Regulierung. Aluminiumoxid zersetzt sich in starken Säuren, starken Laugen und heißen, korrosiven Schlämmen. In Anlagen mit korrosiver Wasserchemie oder Hochtemperatur-Prozessströmen kommt es bei Aluminiumoxid-Auskleidungen zu vorzeitigem Versagen.
Warum Siliziumkarbid Aluminiumoxid bei Rutschenauskleidungen übertrifft?
Siliciumcarbid Es handelt sich um eine Hochleistungskeramik. Ihre einzigartigen Materialeigenschaften beheben alle wesentlichen Schwächen von Aluminiumoxid und machen sie somit perfekt für anspruchsvolle Anwendungen im Bereich der Rutschenauskleidung.
Überlegene Härte und Verschleißfestigkeit
Siliciumcarbid erreicht Vickers-Härtewerte von 2.000–2.800 HV und ist damit härter als hochreines Aluminiumoxid (55%). Diese extreme Härte führt zu geringeren Verschleißraten.
Unabhängige Tests zeigen SiC-Auskleidungen Der Verschleiß ist unter identischen Bedingungen mit abrasiver Suspension 5- bis 10-mal langsamer als bei Aluminiumoxid.[1] Das bedeutet, dass eine Auskleidung, die 2 mm Aluminiumoxid abnutzen würde, im gleichen Zeitraum nur 0,2 mm Siliziumkarbid verlieren könnte. Ihre Rutsche behält ihre ursprünglichen Durchflusseigenschaften deutlich länger bei.
Verschleißfeste Siliziumkarbidsteine für RutschenauskleidungenBessere Schlagfestigkeit und Robustheit
Siliziumkarbid weist eine höhere Bruchzähigkeit und Biegefestigkeit auf. Mit einer Biegefestigkeit von 700 MPa können SiC-Auskleidungen die Aufprallenergie des herabfallenden Erzes absorbieren, ohne zu brechen.
Das Auskleidungsmaterial ist beständig gegen den Aufprall grober Partikel (>5 mm). Unter solchen Bedingungen würden Aluminiumoxidfliesen zerbrechen.[1]
Der Verschleiß von SiC-Auskleidungen ist eher auf allmähliche Abnutzung als auf plötzliches Versagen zurückzuführen. Sie können Ihre Wartung planen, ohne mit ungeplanten Ausfällen konfrontiert zu werden.
Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit
Siliciumcarbid ist beständig gegen aggressive Säuren, Laugen und Salzschmelzen, die Aluminiumoxid-Auskleidungen allmählich korrodieren können. SiC-Auskleidungen behalten ihre Festigkeit über Jahre hinweg in sauren Laugungskreisläufen, alkalischen Flotationskreisläufen oder korrosiven Aufbereitungsanlagen für Abraumhalden.
Effiziente Wärmeableitung
SiC arbeitet zuverlässig bei Temperaturen bis zu 1.600℃, weit über der typischen Temperaturgrenze von Aluminiumoxid von 1.300-1.500℃.
Noch wichtiger ist jedoch, dass Siliziumkarbid Wärme schneller und gleichmäßiger leitet und ableitet als Aluminiumoxid. Dadurch wird die thermische Belastung bei Temperaturschwankungen reduziert.
Wenn Ihre Rutsche heiße Prozessströme transportiert oder schnellen Temperaturänderungen ausgesetzt ist, sind SiC-Auskleidungen weitaus besser geeignet als Aluminiumoxid-Auskleidungen.
Vorteile der Durchflusseffizienz
Siliziumkarbid (SiC) ist deutlich verschleißfester, daher kann eine dünnere Auskleidung verwendet werden, ohne dass die Lebensdauer beeinträchtigt wird. Eine 10 mm dicke SiC-Auskleidung kann in derselben Anwendung eine längere Lebensdauer als eine 20 mm dicke Aluminiumoxid-Auskleidung aufweisen.
Dünnere Auskleidungen bedeuten gleichzeitig eine größere innere Querschnittsfläche für den Materialfluss. Sie reduzieren die Gewichtsbelastung der Rutschenkonstruktion. Glatte, dichte SiC-Oberflächen verringern zudem die Reibung und beugen Materialverstopfungen vor.
Niedrigere Gesamtkosten bei langfristiger Nutzung
Man könnte erwarten, dass eine bessere Leistung mit einem deutlich höheren Preis einhergeht. Siliziumkarbid-Auskleidungen sind in der Anschaffung sicherlich teurer als Aluminiumoxid-Auskleidungen.
SiC hat jedoch eine 5- bis 10-mal längere Lebensdauer. Ihre Kosten pro Betriebsstunde sind dadurch deutlich geringer.
Beispielsweise müssen Aluminiumoxid-Auskleidungen innerhalb von fünf Jahren vier- bis sechsmal ausgetauscht werden. SiC-Auskleidungen hingegen bleiben in einem einzigen Satz im Einsatz. Dadurch wird auch das Risiko plötzlicher Ausfälle, die ganze Produktionsanlagen lahmlegen, reduziert. Jeder Austausch verursacht Kosten nicht nur für Ersatzteile, sondern auch für Arbeitsaufwand, Kranzeit und Produktionsausfall.
Betriebe, die von Aluminiumoxid- auf SiC-Rutschenauskleidungen umstellen, berichten 30-50% niedrigere jährliche Wartungskosten für ihre Materialfördersysteme.
Wann sollte man sich für SiC-Rutschenauskleidungen entscheiden?
Angesichts der überlegenen Leistungsfähigkeit von Siliciumcarbid stellt sich die Frage, ob alle Schleusen mit Siliciumcarbid ausgestattet sein sollten. Tatsächlich ist Siliciumcarbid nicht immer die wirtschaftlichste Wahl für jede Schleuse.
Die größten Vorteile von SiC-Auskleidungen zeigen sich, wenn man Verarbeitung harter, abrasiver Erze, wie Eisenerz, Kupfer, Gold und Quarz. Hochgeschwindigkeits-Schlammrutschen, Übergabepunkte mit großen Fallhöhen und Aufprallzonen sind ebenfalls Hauptkandidaten.[4]
Wenn in Ihrem Betrieb derzeit Aluminiumoxid-Auskleidungen mehr als einmal pro Jahr ausgetauscht werden müssen, kann der Wechsel zu SiC Ihre Gesamtkosten nahezu vollständig reduzieren.
Für leichtere Rutschen, die weiche Materialien mit geringer Stoßbelastung transportieren, kann Aluminiumoxid dennoch eine ausreichende Leistung bei niedrigeren Anschaffungskosten bieten.
FAQs
Wie viel länger ist die Lebensdauer von SiC-Rutschenauskleidungen im Vergleich zu Aluminiumoxid-Auskleidungen?
In den meisten Anwendungen der Mineralaufbereitung halten SiC-Auskleidungen 5- bis 10-mal länger als vergleichbare Aluminiumoxid-Auskleidungen. Bei starkem Abrieb und Stößen vergrößert sich der Spalt sogar noch weiter.
Gibt es verschiedene SiC-Qualitäten für Rutschenauskleidungen?
Ja. Die drei Haupttypen sind reaktionsgebundenes SiC (kostengünstig, gute Zähigkeit), gesintertes SiC (höhere Reinheit, beste Verschleißfestigkeit) und nitridgebundenes SiC (verbesserte Temperaturwechselbeständigkeit).
Benötigen SiC-Auskleidungen eine besondere Wartung?
Außer regelmäßigen Sichtprüfungen ist keine besondere Wartung erforderlich. Nach größeren Prozessstörungen sollten Sie auf Beschädigungen durch Aufprall prüfen und die Klebeverbindung auf Dichtigkeit kontrollieren.
Sind SiC-Auskleidungen sowohl für nasse Schlämme als auch für trockenes Erz geeignet?
Absolut. Die Verschleißfestigkeit von SiC verbessert sich in feuchten Umgebungen sogar durch die Bildung einer dünnen, gleitfähigen Kieselgelschicht.
Welche Dicke der SiC-Auskleidung benötige ich für meine Rutsche?
Die typische Dicke von SiC-Rinnenauskleidungen liegt zwischen 8 mm und 25 mm. In stark beanspruchten Bereichen und primären Förderrinnen werden dickere Auskleidungen verwendet. Für gerade Wandabschnitte und Bereiche mit geringem Abrieb können dünnere Auskleidungen eingesetzt werden.
Ist der Gewichtsunterschied zwischen SiC und Aluminiumoxid signifikant?
Da dünnere SiC-Profile verwendet werden können, ist das Gesamtgewicht pro Rutschenquerschnitt typischerweise 30–40 t/m³ geringer als bei Aluminiumoxid. Dies reduziert die Belastung und erleichtert Handhabung und Installation.
Abschluss
Siliziumkarbid-Schachtauskleidungen stellen eine deutliche Verbesserung gegenüber Aluminiumoxid für anspruchsvolle Anwendungen in der Mineralaufbereitung dar. Wenn in Ihrem Betrieb häufige Aluminiumoxid-Auskleidungen ausgetauscht werden müssen, unerwartete Schachtausfälle auftreten oder hohe Wartungskosten anfallen, sollten Sie Siliziumkarbid-Auskleidungen unbedingt in Betracht ziehen.
Neue Denkweisen – neue Materialien ist ein professioneller Hersteller und Lieferant von Industrieprodukten Siliciumcarbidprodukte. Kontaktieren Sie uns für hochwertige, kundenspezifische SiC-Schachtauskleidungen für Ihre anspruchsvolle Bergbauindustrie.
Vielen Dank fürs Lesen. Ich hoffe, dieser Artikel war hilfreich.
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