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selecionando revestimentos para moinhos semi-autógenos

2025-11-24

Quais parâmetros devem ser considerados ao selecionar revestimentos para moinhos semi-autógenos?

Para selecionar corretamente o tipo, tamanho e material dos revestimentos para moinhos semi-autógenos, é necessário combinar as condições de trabalho (como dureza do material, especificações do moinho, parâmetros operacionais) e os requisitos de instalação (como estrutura do corpo do cilindro, método de fixação por parafusos), e prestar atenção à correspondência dos parâmetros principais. A seguir, uma explicação detalhada a partir de três dimensões: determinação do tamanho, seleção de tolerâncias e parâmetros-chave:

Ⅰ. Determinação do tamanho: "Parâmetros do cilindro do moinho + características do material" como o núcleo

O tamanho dos revestimentos para moinhos semi-autógenos deve corresponder ao cilindro do moinho (diâmetro interno, comprimento, distribuição dos furos dos parafusos) e adaptar-se às características de processamento do material (dureza, tamanho das partículas, taxa de enchimento). O cerne é determinar os quatro parâmetros-chave do tipo de revestimento, espessura, comprimento e largura e especificações dos furos dos parafusos:

1. Tipo de revestimento: "Adaptação específica da posição" à estrutura do moinho

Os revestimentos para moinhos semi-autógenos são divididos em diferentes tipos de acordo com as posições de instalação, e a seleção deve corresponder aos requisitos funcionais de cada posição:

Revestimentos do cilindro (corpo principal): Suportam impacto direto e desgaste de materiais e esferas de aço, exigem alta resistência ao desgaste e tenacidade ao impacto;
- Cenário de adaptação: Moagem geral de materiais (minério, calcário), correspondência com o comprimento do cilindro do moinho (geralmente dividido em várias seções para emenda);
Revestimentos das extremidades (extremidades dianteira/traseira): Suportam impacto axial de materiais, precisam de design de borda espessada;
- Cenário de adaptação: Moinhos com alta taxa de enchimento (30-35%), evitam vazamento de material das folgas das extremidades;
Barras elevadoras (integradas com os revestimentos do cilindro): Responsáveis por levantar materiais e esferas de aço, exigem altura e ângulo razoáveis;
- Cenário de adaptação: Moinhos de baixa velocidade (14-18 rpm) precisam de barras elevadoras mais altas, moinhos de alta velocidade precisam de altura moderada para evitar arremesso excessivo de material;
Revestimentos de grade (extremidade de descarga): Controlam a velocidade de descarga do material, exigem folga precisa da grade;
- Cenário de adaptação: Processos de moagem por classificação, folga da grade correspondente ao tamanho das partículas do produto acabado (geralmente 15-30 mm).

2. Espessura (δ): Equilibrar "vida útil" e "carga do moinho"

A espessura afeta diretamente a vida útil e o consumo de energia do moinho, determinada pela dureza do material e intensidade do impacto:

Material macio (dureza Mohs ≤5, como carvão, gesso): δ=80-100mm, evitar espessura excessiva aumentando a carga do moinho;
Material semiduro (dureza Mohs 5-7, como calcário, minério de ferro): δ=100-120mm, equilibrar resistência ao desgaste e carga;
Material duro (dureza Mohs ≥7, como granito, basalto): δ=120-150mm, design espessado para resistir ao desgaste por alto impacto;
Observação especial: Para moinhos de grande diâmetro (Φ≥5m), a espessura pode ser aumentada em 10-20% com base nas faixas acima, e o peso do revestimento por unidade de área não deve exceder 30 kg/m² para evitar sobrecarregar o sistema de acionamento do moinho.

3. Comprimento e Largura (C×L): "Emenda modular" correspondente ao cilindro do moinho

Largura (L): Consistente com a divisão da seção do cilindro do moinho (geralmente 500-1200 mm), a largura dos revestimentos adjacentes deve ser a mesma para garantir uma emenda apertada;
Comprimento (C): Para revestimentos do cilindro, C=(1/4-1/6)×circunferência do moinho (design modular, fácil de instalar e substituir); para revestimentos das extremidades, C corresponde ao raio da tampa da extremidade do moinho (estrutura em forma de setor, geralmente 8-12 peças emendadas em um círculo completo);
Princípio de emenda: O comprimento total dos revestimentos em cada camada circunferencial é igual à circunferência interna do moinho (erro ≤5 mm), e o comprimento dos revestimentos axiais adjacentes é escalonado (design de junta escalonada) para evitar lacunas contínuas.

4. Parâmetros dos furos dos parafusos: "Confiabilidade de fixação" como o núcleo

Os furos dos parafusos são usados para fixar o revestimento ao cilindro do moinho, e os parâmetros incluem diâmetro do furo (d₀), profundidade do furo (h) e passo do furo (P):

Diâmetro do furo (d₀): Correspondência com parafusos de fixação (geralmente parafusos de alta resistência M24-M42), d₀=diâmetro do parafuso + 2-4 mm (reservar espaço de ajuste de instalação);
Profundidade do furo (h): h=altura da cabeça do parafuso + 5-10 mm (garantir que a cabeça do parafuso esteja completamente embutida no revestimento, evitar colisão com materiais), e um design de rebaixo é necessário (diâmetro do rebaixo = d₀ + 8-12 mm) para proteger a cabeça do parafuso;
Passo do furo (P): P=300-500 mm, determinado pelo tamanho do revestimento (quanto maior a área do revestimento, menor o passo do furo), garantir que a distância máxima entre os parafusos adjacentes não exceda 500 mm para evitar deformação do revestimento sob impacto.

Ⅱ. Seleção de tolerâncias: Garantir "aperto de emenda" e "estabilidade de fixação"

Os revestimentos para moinhos semi-autógenos trabalham sob alto impacto e vibração, portanto, o controle de tolerância deve evitar folgas, afrouxamento ou interferência excessiva:

1. Tolerância de emenda do revestimento: Controlar o "tamanho da folga" para evitar vazamento de material e impacto

Emenda circunferencial (entre revestimentos adjacentes na mesma camada): Folga ≤3 mm, evitar que o material entre nas folgas e cause afrouxamento ou desgaste do revestimento;
Emenda axial (entre revestimentos em diferentes camadas axiais): Folga ≤5 mm, permitir ligeiro espaço de expansão térmica (a operação do moinho gerará calor, coeficiente de expansão térmica do revestimento ~11×10⁻⁶/°C), evitar emperramento devido à expansão térmica;
Tolerância de planicidade: A planicidade da superfície de emenda ≤0,5 mm/m (usando uma régua de inspeção), evitar emendas irregulares levando à concentração de tensão local.

2. Tolerância de ajuste do revestimento-cilindro: Garantir "contato próximo"

A parte traseira do revestimento (ajuste com o cilindro do moinho) deve estar em contato próximo com a superfície do cilindro:

Folga de ajuste: ≤0,5 mm (medido com um calibrador de folga), evitar folgas causando vibração do revestimento sob impacto (levando ao afrouxamento do parafuso ou rachadura do revestimento);
Tolerância de perpendicularidade: A superfície de trabalho do revestimento (contato com materiais) é perpendicular à superfície traseira, tolerância ≤1 mm/m, garantir força uniforme no revestimento.

3. Tolerância do furo do parafuso: Garantir "correspondência do parafuso"

Tolerância do diâmetro do furo: H12 (por exemplo, d₀=30 mm, faixa de tolerância 0~+0,18 mm), garantir que o parafuso possa passar suavemente, evitando folga excessiva;
Tolerância do passo do furo: ±2 mm, garantir que os furos dos parafusos se alinhem com os furos dos parafusos do cilindro (tolerância do furo do parafuso do cilindro H10), evitar dificuldades de instalação;
Tolerância do rebaixo: Tolerância da profundidade do rebaixo ±1 mm, tolerância do diâmetro do rebaixo H10, garantir que a cabeça do parafuso esteja nivelada com a superfície de trabalho do revestimento.

Ⅲ. Parâmetros-chave: Além do tamanho e tolerância, determinar a "vida útil" e a "eficiência de moagem"

1. Parâmetros de desempenho do material: Adaptar ao "mecanismo de desgaste"

Os revestimentos para moinhos semi-autógenos são feitos principalmente de materiais resistentes ao desgaste, e os parâmetros são selecionados com base no impacto do material e no tipo de desgaste:

Dureza: Para desgaste abrasivo (material macio, alta taxa de enchimento), HRC≥55 (por exemplo, ferro fundido de alto cromo); para desgaste por impacto (material duro, tamanho grande de partículas), HRC=45-50 (por exemplo, aço manganês Mn13) para equilibrar dureza e tenacidade;
Tenacidade ao impacto (αₖᵥ): ≥15J/cm² (para ferro fundido de alto cromo) ou ≥100J/cm² (para aço manganês), evitar fratura frágil sob grande impacto do material (tamanho das partículas ≥100 mm);
Resistência ao desgaste: Taxa de desgaste volumétrico ≤0,15cm³/(kg·m) (testado por ASTM G65), garantir vida útil ≥8000 horas (condição de trabalho do material semiduro).

2. Parâmetros de projeto estrutural: Otimizar a "eficiência de moagem"

Altura da barra elevadora (h₁): h₁=1,2-1,5×tamanho máximo das partículas do material (por exemplo, tamanho máximo das partículas 80 mm, h₁=96-120 mm), muito baixo não pode levantar materiais, muito alto aumenta o consumo de energia;
Ângulo da barra elevadora (θ): θ=30°-45°, para moinhos de baixa velocidade (≤16 rpm) use 30°-35° (aumentar a altura de elevação), para moinhos de alta velocidade (≥18 rpm) use 40°-45° (evitar arremesso excessivo de material);
Projeto de ranhura resistente ao desgaste: A superfície de trabalho do revestimento é fornecida com ranhuras transversais ou longitudinais resistentes ao desgaste (profundidade 5-8 mm, espaçamento 50-80 mm), que podem armazenar materiais para formar uma "camada resistente ao desgaste do material" e reduzir o desgaste direto do revestimento.

3. Parâmetros de adaptação das condições de trabalho: Corresponder aos "parâmetros de operação do moinho"

Adaptação da taxa de enchimento: Quando a taxa de enchimento do moinho é de 30-35% (alto enchimento), selecione revestimentos mais espessos (δ+10-20 mm) e barras elevadoras mais altas (h₁+10-15 mm); quando a taxa de enchimento é de 25-30% (baixo enchimento), use espessura padrão e altura da barra elevadora;
Adaptação da velocidade de rotação: Baixa velocidade (≤14 rpm) → enfatizar a resistência ao desgaste (ferro fundido de alto cromo); alta velocidade (≥18 rpm) → enfatizar a tenacidade ao impacto (aço manganês ou materiais compostos);
Adaptação à corrosão: Para moagem úmida (material contém água ou meios corrosivos), selecione revestimentos de liga resistente à corrosão (por exemplo, liga de níquel-cromo de alto teor) ou adicione revestimento resistente à corrosão (espessura ≥0,3 mm) na superfície do revestimento.

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Ⅰ. Determinação do tamanho: "Parâmetros do cilindro do moinho + características do material" como o núcleo

1. Tipo de revestimento: "Adaptação específica da posição" à estrutura do moinho

Revestimentos do cilindro (corpo principal): Suportam impacto direto e desgaste de materiais e esferas de aço, exigem alta resistência ao desgaste e tenacidade ao impacto;
- Cenário de adaptação: Moagem geral de materiais (minério, calcário), correspondência com o comprimento do cilindro do moinho (geralmente dividido em várias seções para emenda);
Revestimentos das extremidades (extremidades dianteira/traseira): Suportam impacto axial de materiais, precisam de design de borda espessada;
- Cenário de adaptação: Moinhos com alta taxa de enchimento (30-35%), evitam vazamento de material das folgas das extremidades;
Barras elevadoras (integradas com os revestimentos do cilindro): Responsáveis por levantar materiais e esferas de aço, exigem altura e ângulo razoáveis;
- Cenário de adaptação: Moinhos de baixa velocidade (14-18 rpm) precisam de barras elevadoras mais altas, moinhos de alta velocidade precisam de altura moderada para evitar arremesso excessivo de material;
Revestimentos de grade (extremidade de descarga): Controlam a velocidade de descarga do material, exigem folga precisa da grade;
- Cenário de adaptação: Processos de moagem por classificação, folga da grade correspondente ao tamanho das partículas do produto acabado (geralmente 15-30 mm).

2. Espessura (δ): Equilibrar "vida útil" e "carga do moinho"

A espessura afeta diretamente a vida útil e o consumo de energia do moinho, determinada pela dureza do material e intensidade do impacto:

Material macio (dureza Mohs ≤5, como carvão, gesso): δ=80-100mm, evitar espessura excessiva aumentando a carga do moinho;
Material semiduro (dureza Mohs 5-7, como calcário, minério de ferro): δ=100-120mm, equilibrar resistência ao desgaste e carga;
Material duro (dureza Mohs ≥7, como granito, basalto): δ=120-150mm, design espessado para resistir ao desgaste por alto impacto;
Observação especial: Para moinhos de grande diâmetro (Φ≥5m), a espessura pode ser aumentada em 10-20% com base nas faixas acima, e o peso do revestimento por unidade de área não deve exceder 30 kg/m² para evitar sobrecarregar o sistema de acionamento do moinho.

3. Comprimento e Largura (C×L): "Emenda modular" correspondente ao cilindro do moinho

Largura (L): Consistente com a divisão da seção do cilindro do moinho (geralmente 500-1200 mm), a largura dos revestimentos adjacentes deve ser a mesma para garantir uma emenda apertada;
Comprimento (C): Para revestimentos do cilindro, C=(1/4-1/6)×circunferência do moinho (design modular, fácil de instalar e substituir); para revestimentos das extremidades, C corresponde ao raio da tampa da extremidade do moinho (estrutura em forma de setor, geralmente 8-12 peças emendadas em um círculo completo);
Princípio de emenda: O comprimento total dos revestimentos em cada camada circunferencial é igual à circunferência interna do moinho (erro ≤5 mm), e o comprimento dos revestimentos axiais adjacentes é escalonado (design de junta escalonada) para evitar lacunas contínuas.

4. Parâmetros dos furos dos parafusos: "Confiabilidade de fixação" como o núcleo

Os furos dos parafusos são usados para fixar o revestimento ao cilindro do moinho, e os parâmetros incluem diâmetro do furo (d₀), profundidade do furo (h) e passo do furo (P):

Diâmetro do furo (d₀): Correspondência com parafusos de fixação (geralmente parafusos de alta resistência M24-M42), d₀=diâmetro do parafuso + 2-4 mm (reservar espaço de ajuste de instalação);
Profundidade do furo (h): h=altura da cabeça do parafuso + 5-10 mm (garantir que a cabeça do parafuso esteja completamente embutida no revestimento, evitar colisão com materiais), e um design de rebaixo é necessário (diâmetro do rebaixo = d₀ + 8-12 mm) para proteger a cabeça do parafuso;
Passo do furo (P): P=300-500 mm, determinado pelo tamanho do revestimento (quanto maior a área do revestimento, menor o passo do furo), garantir que a distância máxima entre os parafusos adjacentes não exceda 500 mm para evitar deformação do revestimento sob impacto.

Ⅱ. Seleção de tolerâncias: Garantir "aperto de emenda" e "estabilidade de fixação"

Os revestimentos para moinhos semi-autógenos trabalham sob alto impacto e vibração, portanto, o controle de tolerância deve evitar folgas, afrouxamento ou interferência excessiva:

1. Tolerância de emenda do revestimento: Controlar o "tamanho da folga" para evitar vazamento de material e impacto

Emenda circunferencial (entre revestimentos adjacentes na mesma camada): Folga ≤3 mm, evitar que o material entre nas folgas e cause afrouxamento ou desgaste do revestimento;
Emenda axial (entre revestimentos em diferentes camadas axiais): Folga ≤5 mm, permitir ligeiro espaço de expansão térmica (a operação do moinho gerará calor, coeficiente de expansão térmica do revestimento ~11×10⁻⁶/°C), evitar emperramento devido à expansão térmica;
Tolerância de planicidade: A planicidade da superfície de emenda ≤0,5 mm/m (usando uma régua de inspeção), evitar emendas irregulares levando à concentração de tensão local.

2. Tolerância de ajuste do revestimento-cilindro: Garantir "contato próximo"

A parte traseira do revestimento (ajuste com o cilindro do moinho) deve estar em contato próximo com a superfície do cilindro:

Folga de ajuste: ≤0,5 mm (medido com um calibrador de folga), evitar folgas causando vibração do revestimento sob impacto (levando ao afrouxamento do parafuso ou rachadura do revestimento);
Tolerância de perpendicularidade: A superfície de trabalho do revestimento (contato com materiais) é perpendicular à superfície traseira, tolerância ≤1 mm/m, garantir força uniforme no revestimento.

3. Tolerância do furo do parafuso: Garantir "correspondência do parafuso"

Tolerância do diâmetro do furo: H12 (por exemplo, d₀=30 mm, faixa de tolerância 0~+0,18 mm), garantir que o parafuso possa passar suavemente, evitando folga excessiva;
Tolerância do passo do furo: ±2 mm, garantir que os furos dos parafusos se alinhem com os furos dos parafusos do cilindro (tolerância do furo do parafuso do cilindro H10), evitar dificuldades de instalação;
Tolerância do rebaixo: Tolerância da profundidade do rebaixo ±1 mm, tolerância do diâmetro do rebaixo H10, garantir que a cabeça do parafuso esteja nivelada com a superfície de trabalho do revestimento.

Ⅲ. Parâmetros-chave: Além do tamanho e tolerância, determinar a "vida útil" e a "eficiência de moagem"

1. Parâmetros de desempenho do material: Adaptar ao "mecanismo de desgaste"

Dureza: Para desgaste abrasivo (material macio, alta taxa de enchimento), HRC≥55 (por exemplo, ferro fundido de alto cromo); para desgaste por impacto (material duro, tamanho grande de partículas), HRC=45-50 (por exemplo, aço manganês Mn13) para equilibrar dureza e tenacidade;
Tenacidade ao impacto (αₖᵥ): ≥15J/cm² (para ferro fundido de alto cromo) ou ≥100J/cm² (para aço manganês), evitar fratura frágil sob grande impacto do material (tamanho das partículas ≥100 mm);
Resistência ao desgaste: Taxa de desgaste volumétrico ≤0,15cm³/(kg·m) (testado por ASTM G65), garantir vida útil ≥8000 horas (condição de trabalho do material semiduro).

2. Parâmetros de projeto estrutural: Otimizar a "eficiência de moagem"

Altura da barra elevadora (h₁): h₁=1,2-1,5×tamanho máximo das partículas do material (por exemplo, tamanho máximo das partículas 80 mm, h₁=96-120 mm), muito baixo não pode levantar materiais, muito alto aumenta o consumo de energia;
Ângulo da barra elevadora (θ): θ=30°-45°, para moinhos de baixa velocidade (≤16 rpm) use 30°-35° (aumentar a altura de elevação), para moinhos de alta velocidade (≥18 rpm) use 40°-45° (evitar arremesso excessivo de material);
Projeto de ranhura resistente ao desgaste: A superfície de trabalho do revestimento é fornecida com ranhuras transversais ou longitudinais resistentes ao desgaste (profundidade 5-8 mm, espaçamento 50-80 mm), que podem armazenar materiais para formar uma "camada resistente ao desgaste do material" e reduzir o desgaste direto do revestimento.

3. Parâmetros de adaptação das condições de trabalho: Corresponder aos "parâmetros de operação do moinho"

Adaptação da taxa de enchimento: Quando a taxa de enchimento do moinho é de 30-35% (alto enchimento), selecione revestimentos mais espessos (δ+10-20 mm) e barras elevadoras mais altas (h₁+10-15 mm); quando a taxa de enchimento é de 25-30% (baixo enchimento), use espessura padrão e altura da barra elevadora;
Adaptação da velocidade de rotação: Baixa velocidade (≤14 rpm) → enfatizar a resistência ao desgaste (ferro fundido de alto cromo); alta velocidade (≥18 rpm) → enfatizar a tenacidade ao impacto (aço manganês ou materiais compostos);
Adaptação à corrosão: Para moagem úmida (material contém água ou meios corrosivos), selecione revestimentos de liga resistente à corrosão (por exemplo, liga de níquel-cromo de alto teor) ou adicione revestimento resistente à corrosão (espessura ≥0,3 mm) na superfície do revestimento.