AEB-Txina merkataritza gerratik eta koronavirusak eragindako blokeoetatik atera beharreko ikasgai bat merkatuetan hondamena eragin eta meatzaritza-ekoizpenaren aurreikuspenak gogor kolpatzen ditu - Ipar Amerikak barne hornikuntza-kate sendoagoak ezarri behar dituela da.

AEBek covid-19 krisiari erantzun zioten bere mugak itxiz eta enpresek produkzioa mugatuz erantzun zuten, mundu osoko meategietako operazioak gelditu egin baitziren.

AEBetako lur arraroen inportazioak potentzialki moztu ditzaketen Txinako fabrikazio-lantegien itxierek nabarmendu zuten nazioa Txinaren menpe dagoela bere lur arraroen beharretarako.

AEBetako Gobernuak ahaleginak areagotu ditu Txinatik kanpoko mineral kritikoen hornidura bermatzeko. Ekimen horien baitan, duela gutxi, Groenlandiarekin akordio-memoria bat sinatu du herrialdeko geologia mapatzeko inkesta hiperespektral bat egiteko.

Lur arraroen imanen eskaria ibilgailu elektrikoek, sorgailu eolikoek, gailu medikoek, telefono adimendunek eta aeroespazial eta defentsa aplikazioek bultzatzen dute batez ere.

Urtean 14.000 mila milioi dolar lur arraroen imanen merkatua % 60 baino gehiago kontrolatzen du Txinak, eta, Made in China 2025-en arabera, gero eta gehiago erabiltzen ari da lur arraroen imanak produktu bukatuetan eta erdi-landuetan, imanak esportatzearen aurka, dio AEBek. Rare Earth, Texas Mendebaldeko lur arraro astunak eta mineral kritikoen proiektuaren finantzaketa eta garapeneko bazkidea, eta industriako iturriek kalkulatzen dute lur arraroen imanen merkatua ia bikoiztu egingo dela 2027rako.

USA Rare Earth Amerikako lur arraroen imanen ekoizpen instalazio bakarra eraikitzeko beharrezkoa den ekipamendua ere erosten ari da.

AEBetako lur arraroen meatze aktibo bakarra Kaliforniako Mountain Pass da. Naftalina aldi baten ondoren, produkziora itzuli da, baina orain MP Materials-en jabetzakoa da, ia hamarren bat Txinako inbertitzaile batena baita.

AEBetako Geological Survey-k mineralen ekoizpenari buruzko urteko txostena egiten duenean - AEBek teknikoki zero lur arraroen oxido ekoizten ari dira, Mountain Pass-etik ateratzen dena Txinara bidaltzen dutelako, Dan McGroarty-k, AEBetako Lur Arraroen Aholku Batzordeko kideak, MINING.COM-i esan dionez. .

Mineral biltegi kritikoa eraikitzea

McGroarty-k esan zuen 2014an, Obamaren administrazioak bi lur arraro, terbioa eta disprosioa, izendatu zituen lur arraroen zerrendan Defentsa Nazionaleko biltegian erosteko.

«AEBetan terbio eta disprosio ekoizpenik ez zegoen puntu batean izan zen. Horiek dira Round Top-en ditugun bi lur arraroak, bolumenaren arabera. Alde horretatik, oso lerrokadura sendoa dago ", esan zuen McGroartyk.

"Lehendakariak joan den udan, Defentsa Ekoizpen Legearen arabera (DPA) ... lur arraroen hornidura kate osoa "defentsa nazionalarentzat ezinbestekoa" izendatzea DPAren arabera, hori da lur arraroen espazioan finantzaketa ahalbidetzen duena. - eta gehiago datoz", esan zuen.

"Oso gordailu berezia dugu hainbat alderditan: 17 lur arraroetatik 16 ditugu, defentsarako eta fabrikazio-aplikazio batzuei buruz hitz egiten duten lur arraroen kategorietako asko. Ziurrenik Txinatik kanpo munduko lur arraroen gordailurik handiena da ", esan zuen Pini Althaus-ek, USA Rare Earth-eko zuzendari nagusiak.

"Litio kantitate handia ere badugu, 2023rako AEBetako bigarren ekoizle handiena izango gara, beraz, oso proiektu dibertsifikatu bat dugu... azpiegitura handiak ezarrita".

USA Rare Earth-ek 130 urteko eta nire bizitzako bizitza aurreikusten du proiektuan, baina PEAren ekonomia lehen 20 urteetan zentratuta dago.

Althausek esan zuen gordailua lixibiatzeko gai direla, eta hori arraroa da lur arraroen gordailu gehienentzat.

"Gure kapitala eta opex baxua izatearen artean, Txinarekin lehiatzeko gai gara prezioetan", esan zuen Althausek.

USA Rare Earth-ek 2019ko abenduan iragarri zuen Wheat Ridge-n (Colorado) lantegi pilotu bat irekitzen ari zirela lur arraroak eta beste metal teknologiko eta mineral kritikoak, Round Top proiektutik ateratako mineraletatik guztiz bereizteko eta arazteko.

Coloradoko lantegi pilotua Txinatik kanpoko lehen prozesatzeko instalazioa izango da lur arraroen sorta osoa bereizteko gaitasuna duena: argiak, erdiak eta astunak.

Althausek esan zuen lantegia Texasera eramango dutela, eta han meategia eraikitzen hasiko dira.

Wheat Ridge landarea AEBetan oinarritutako % 100eko lur arraroen oxidoen hornikuntza-katearen bigarren pieza da, Round Top-eko lehengaiak hartuta.

Coloradoko instalazioen eraikuntza amaituta dago, eta datorren astean irekitzea aurreikusita dago, Althausen esanetan.

Apirilaren hasieran, konpainiak iragarri zuen Hitachi Metals America-k Ipar Carolinan ustiatzen zuen neodimio-burdina boro (NdFeB) iman iraunkorra fabrikatzeko ekipamendua erosi zuela.

USA Rare Earth-ek ekipamendua gordeko du iman-eragiketa berria non kokatu erabaki arte, lehentasuna Round Top proiekturako sarbide ona izanik.

AEBetako militarra inbertitzaile posibleen artean dago, eta Round Top eskaeren parte da.

Bi eskaera izan dira Defentsa Sailetik (DOD) atera direnak. Lehenengoa 2019 amaieran itxi zen prozesatzeko eta erantzunaren zain dago. Martxoaren 2an, beste eskaera bat izan zen lur arraro argien inguruan.

Round Top DOD beka baten parte izan da, DODk prozesatu eta araztu nahi dituen lur arraroak hautatzen baititu.

AEBko Rare Earth-ek martxoan iragarri zuen Paul J. Kern armadako jeneral erretiratua bere zuzendaritza batzordean izendatu zutela.

General Kern Defentsa Zientzia Batzordeko kidea da, lege federalak 1956an ezarri zuena, aholku eta gomendio independenteak emateko, zientifiko, tekniko, fabrikazio, erosketa prozesu eta politikei buruz, eta Defentsa Sailarentzat interesgarriak diren beste gai batzuei buruz.

USA Rare Earth 30 hilabeteko epean Round Top ekoizpena izatea du helburu, baina McGroartyk esan zuen denbora-lerroa bizkortzen badute, egingo dutela.

"Presidenteak joan den udan hartutako erabakia, Defentsa Ekoizpen Legearen arabera (DPA) ... lur arraroen hornidura kate oso bat DPAren arabera urgentziazko material gisa izendatzea, hori da lur arraroen espazioan finantzaketa ahalbidetzen duena, eta badago. gehiago datoz».

«Ekonomian eragin handia izango du. 500.000 mila milioi eta 1.000 milioi dolarreko eraginaz ari gara, enplegua sortzeari eta fabrikazioari dagokionez... dena ibilgailu elektrikoaren sektoreari", esan du Althausek.

"Ikuspegi praktikotik, enpresa asko itsasora joan izanaren arrazoietako bat, lan kostuak alde batera utzita, lehengaiak eta prozesatzeko gaitasunak Txinan daude", esan du Althausek. "Segurtasun nazionaleko arazoa da, arazo ekonomikoa, manufakturaren arazoa, enplegua sortzea eta AEBak... hori etxera ekartzen saiatzen ari dira".

Errota autogenoa artezteko ekipamendu mota berri bat da, birrintzeko eta artezteko funtzioekin. Artezketa-materiala Errota erdi-autogenoa errota autogenoan altzairuzko bola kopuru txiki bat gehitzea da, bere prozesatzeko ahalmena % 10 - % 30 handitu daiteke, produktu unitate bakoitzeko energia-kontsumoa % 10 - % 20 murriztu daiteke, baina forruaren higadura nahiko handitu da % 15ean, eta produktuaren fintasuna lodiagoa da. Errota erdi-autogenoaren funtsezko zati gisa, zilindro-gorputzaren oskolak larriki hondatzen dira forru-habeak altxatzen duen altzairuzko bolaren eraginaren ondorioz beste muturrean dagoen forruan SAG errotaren funtzionamenduan.

2009an, 7,53 × 4,27-ko diametroa duten bi errota erdi-autogenoak eraiki ziren Panzhihua Iron and Steel Co., Ltd.-n, urteko 2 milioi tona/multzoko diseinu-gaitasunarekin. 2011n, 9,15 × 5,03 diametroa duen errota erdi-autogeno berri bat eraiki zen Panzhihua Iron and Steel Co., Ltd.-en Baima kontzentratzailean, urteko 5 milioi tonako diseinu-gaitasunarekin. 9,15 × 5,03 diametroa duen errota erdi-autogenoaren probako funtzionamendutik, errotaren oskolak eta sareta-plakak askotan hautsi egiten dira, eta funtzionamendu-tasa % 55 baino ez da, eta horrek produkzioari eta eraginkortasunari larriki eragiten dio.

Panzhihua Iron and Steel Group-eko Baima meategiko 9,15 m-ko errota erdi-autogenoak fabrikatzaile askok ekoitzitako zilindro-zorroa erabili du. Zerbitzu-bizitza luzeena 3 hilabete baino gutxiagokoa da eta bizitza laburrena aste batekoa baino ez da, eta horrek errota erdi-autogenoaren eraginkortasun baxua dakar eta ekoizpen kostua asko handitzen du. H&G Makineria Co.; Ltd  9,15 m-ko errota erdi autogenoaren gunera sartu zen etengabe ikerketa eta proba egiteko. Galdaketa-materialaren, galdaketa-prozesuaren eta tratamendu termikoaren prozesuaren optimizazioaren bidez, Baima meategian ekoitzitako shell-en forroen bizitza 4 hilabetetik gorakoa izan da, eta eragina nabaria da.

Cause analysis of short life of SAG mill shell liners

φ 9,15 × 5,03 errota erdi-autogenoaren parametroak eta egitura Baima kontzentratzailean. 1. taula parametroen taula da:

SAG errota zaharreko estalkien hutsegiteen analisia

Baima kontzentratzailean φ 9,15 × 5,03 errota erdi-autogenoa martxan jarri zenetik, eragiketa-tasa % 55 ingurukoa baino ez da errotaren atokien kalte irregularrengatik eta ordezkapenagatik, eta horrek onura ekonomikoei larri eragiten die. Maskorraren estalkiaren hutsegite modu nagusia 1 (a) irudian ageri da. Lekuko ikerketaren arabera, SAG errota-oskolak eta sare-plaka dira hutsegite zati nagusiak, 2 (b) irudiko egoerarekin bat datozenak. Beste faktore batzuk baztertzen ditugu, atorraren beraren analisitik soilik, arazo nagusiak hauek dira:

1. Materialen hautaketa desegokia dela eta, zilindroaren forru-plaka deformatzen da erabilera-prozesuan, eta horrek forru-plakaren elkarrekiko estrusioa eragiten du, haustura eta txatarra eraginez;

2. Zilindroaren forruaren funtsezko zatia denez, higadura-erresistentzia eza dela eta, forruaren lodiera 30 mm ingurukoa denean, galdaketaren indar orokorra gutxitzen da eta altzairuzko bolaren inpaktua ezin zaio aurre egin, haustura eta ondorioz. txatarra;

3. Galdaketaren kalitate-akatsek, hala nola altzairu urtuaren ezpurutasunak, gas-eduki handia eta egitura ez-trinkoa, galdaketaren indarra eta gogortasuna murrizten dute.

SAG errota shell forroen material diseinu berria

Konposizio kimikoaren hautapenaren printzipioa oskolaren estalkiaren eta sareta-plaken propietate mekanikoak baldintza hauek betetzea da:

1) Higadura erresistentzia handia. Maskorraren forruaren eta sareta-plakaren higadura da maskorreko forroaren bizitzaren iraupena murrizten duen faktore nagusia, eta higadura-erresistentzia maskorreko forruaren eta sare-plakaren zerbitzu-bizitza adierazten du.

2) Eragin handiko gogortasuna. Inpaktuaren gogortasuna kanpoko indar jakin bat berehala jasan ondoren jatorrizko egoera berreskura dezakeen ezaugarria da. Altzairuzko bolaren eraginpean oskola-azala eta sareta-plaka ez dadin pitzatuko.

Konposizio Kimikoa

1) Karbono eta C edukia % 0,4 eta % 0,6 artean kontrolatzen da higadura-baldintza desberdinetan, batez ere inpaktu-karga;

2) Emaitzek erakusten dute Si eta Si edukiak ferrita indartzen duela, etekin-erlazioa handitzen duela, gogortasuna eta plastikotasuna murrizten duela eta tenple hauskortasuna handitzeko joera duela eta edukia % 0,2-0,45 artean kontrolatzen dela;

3) Mn edukia, Mn elementuak disoluzioa sendotzeko, indarra, gogortasuna eta higadura-erresistentzia hobetzen du, tenple hauskortasuna eta egitura lodia areagotuz, eta edukia % 0,8-2,0 artean kontrolatzen da;

4) Kromo edukiak, Cr elementuak, higadura-erresistentearen altzairuaren elementu garrantzitsuak, indartze-efektu handia du altzairuan eta altzairuaren indarra, gogortasuna eta higadura-erresistentzia hobetu ditzake, eta edukia % 1,4-3,0 artean kontrolatzen da;

5) Mo edukia, Mo elementua higadura erresistentea den altzairuaren elementu nagusietako bat da, ferrita sendotzea, alea fintzea, tenple hauskortasuna murriztu edo kentzea, altzairuaren indarra eta gogortasuna hobetzea, edukia % 0,4-1,0 artean kontrolatzen da;

6) Ni edukia % 0,9-2,0 artean kontrolatzen da,

7) Banadioaren edukia txikia denean, alearen tamaina findu egiten da eta gogortasuna hobetzen da. Banadioaren edukia % 0,03-0,08 artean kontrola daiteke;

8) Emaitzek erakusten dute titanioaren desoxidazioaren eta aleen fintze-efektua begien bistakoa dela, eta edukia % 0,03 eta % 0,08 artean kontrolatzen dela;

9) Re-k altzairu urtua arazteko, mikroegitura findu, gas-edukia murrizteko eta altzairuko beste elementu kaltegarri batzuk arazteko. Altzairu altuen indarra, plastikotasuna eta nekearen erresistentzia % 0,04-0,08 artean kontrola daiteke;

10) P eta s edukia % 0,03tik behera kontrolatu behar da.

Beraz, diseinu berriko SAG errota shell forroen konposizio kimikoa hauek dira:

Galdaketa Teknologia

Galdaketa-teknologiaren funtsezko puntuak

1. Karbono dioxidoa sodio silikatoa autogogortzeko harea moldatzeko harearen hezetasuna zorrotz kontrolatzeko erabiltzen da;
2. Alkoholean oinarritutako zirkoi-hauts hutsezko estaldura erabiliko da, eta iraungitako produktuak ez dira erabiliko;
3. Lagin solido osoa egiteko aparra erabiliz, galdaketa-xelo bakoitza gorputzera atera behar da, tamaina zehatza eta zentzuzko egitura eskatuz;
4. Moldeatze-prozesuan, deformazioa zorrotz kontrolatu behar da, eta operadoreak harea uniformeki jarri behar du, eta hareazko moldea nahikoa trinkoa eta berdina izan behar da, eta, aldi berean, benetako laginaren deformazioa saihestu behar da;
5. Moldea aldatzeko prozesuan, tamaina zorrotz egiaztatu behar da harea moldearen dimentsioko zehaztasuna bermatzeko;
6. Harea moldea lehortu behar da kaxa itxi aurretik;
7. Egiaztatu nukleo bakoitzaren tamaina hormaren lodiera irregularra ekiditeko.

Galdaketa prozesua

Isurketa-tenperatura galdaketaren barne-egituran eragiten duen faktore nagusia da. Isurketa-tenperatura altuegia bada, altzairu urtuaren bero gehiegi berotua handia da, galdaketa erraza da uzkurtzeko porositatea eta egitura lodia sortzeko; isurketa tenperatura baxuegia bada, altzairu likidoaren bero beroa txikia da eta isurketa ez da nahikoa. Isurketa tenperatura 1510 ℃ eta 1520 ℃ artean kontrolatzen da, eta horrek mikroegitura ona eta betetze osoa berma dezake. Isurketa-abiadura egokia egitura trinkoaren gakoa da eta igoeran uzkurtzeko barrunberik ez izateko. Isurketa-abiadura hozteko hodiaren posiziotik gertu dagoenean, "lehenengo motela, gero azkarra eta gero motela" printzipioa jarraituko da. Hau da, poliki-poliki isurtzen hastea. Altzairu urtua galdaketa-gorputzean sartzen denean, isurketa-abiadura handitzen da altzairu urtua igoera azkar igo dadin, eta gero isurketa motela da. Altzairu urtua igogailuaren altueraren 2/3 sartzen denean, igogailua isurketa osatzeko erabiltzen da isurketa amaitu arte.

Tratamendu termikoa

Karbono ertaineko eta baxuko egitura-altzairuen aleazio egokiak perlita-eraldaketa nabarmen atzeratu dezake eta bainita-eraldaketa nabarmentzen du, beraz, bainita nagusi den egitura austenizatu ondoren etengabeko hozte-abiadura-maila handian lor daiteke, hau da, altzairu bainitiko deritzo. Altzairu bainitikoak propietate integral handiagoak lor ditzake hozte-abiadura txikiagoarekin, horrela tratamendu termikoko prozesua erraztuz eta deformazioa murriztuz.

Tratamendu isotermikoa

Burdingintzaren alorrean lorpen handia da altzairu bainitazko materialak tratamendu isotermiko bidez lortzea, hau da, super altzairu eta nano altzairu materialak garatzeko ildoetako bat. Hala ere, austempering-prozesua eta ekipamendua konplexuak dira, energia-kontsumoa handia da, produktuaren kostua altua da, kutsadura ertaineko ingurunea itzaltzen du, ekoizpen-ziklo luzea eta abar.

Airea hozteko tratamendua

Tratamendu isotermikoaren gabeziak gainditzeko, altzairu bainitiko moduko bat prestatzen zen galdaketa ondoren aire hoztuz. Hala ere, bainita gehiago lortzeko, kobrea, molibdenoa, nikela eta beste aleazio preziatu batzuk gehitu behar dira, kostu handia ez ezik, gogortasun eskasa ere bai.

Hozte-tratamendu kontrolatua

Hozte kontrolatua jatorriz altzairu kontrolatutako ijezketa prozesuaren kontzeptua zen. Azken urteotan, tratamendu termiko eraginkorra eta energia aurrezteko metodo bat bihurtu da. Tratamendu termikoan, diseinatutako mikroegitura lor daiteke eta altzairuaren propietateak hobetu daitezke hozte kontrolatuaren bidez. Altzairuaren ijezketa eta hozte kontrolatuari buruzko ikerketek erakusten dute hozte kontrolatuak karbono baxuko bainita sendo eta gogorraren sorrera sustatu dezakeela altzairuaren konposizio kimikoa egokia denean. Hozte kontrolatuaren metodo ohikoenak presio-jet hoztea, hozte laminarra, ur gortina hoztea, atomizazioaren hoztea, spray hoztea, plaka turbulentea hoztea, ur-airea ihinztatzeko hoztea eta zuzeneko itzaltzea, etab. 8 kontrol-hozte metodo mota erabili ohi dira. .

Tratamendu termikoa prozesatzeko metodoa

Konpainiaren ekipamenduaren egoeraren eta benetako baldintzen arabera, hozte etengabeko tratamendu termiko metodo bat hartzen dugu. Prozesu espezifikoa berokuntza-tenperatura AC3 + (50 ~ 100) zentigradutan handitzea da beroketa-tasa jakin baten arabera eta hoztea bizkortzea gure enpresak garatutako ur-airea spray hozteko gailua erabiliz, materiala airez hoztu dadin eta. bere burua gogortu. Bainita egitura osoa eta homogeneoa lor dezake, errendimendu bikaina lor dezake, noski produktu berdinen gainetik, eta bigarren tenple hauskortasun mota ezabatu.

Emaitzak

• Egitura metalografikoa: 6,5 graduko alearen tamaina
• HRC 45-50
• Gure enpresak ekoitzitako errota erdi-autogeno handiaren estalkia ia 3,5 urtez erabili da Panzhihua Iron and Steel Group Co., Ltd.ko Baima meategiko Φ 9,15 m-ko errota erdi-autogenoan, zerbitzu-bizitza baino gehiago da. 4 hilabete, eta zerbitzu-bizitza luzeena 7 hilabetekoa da. Zerbitzu-bizitzaren gehikuntzarekin, artezteko unitatearen kostua asko murrizten da, estaldura-plaka ordezkatzeko maiztasuna asko murrizten da, ekoizpen-eraginkortasuna nabarmen hobetzen da eta onura nabaria da.
• Materialen hautaketa gakoa da errota erdi-autogeno handiaren errota atokien bizitza hobetzeko, eta altzairu-kalifikazioen aleazioa higadura-erresistentzia hobetzeko modu eraginkorra da.
• Erresistentzia handiko eta gogortasun handiko bainita-egiturak errota erdi-autogenoaren maskor-estaren iraupena hobetzeko bermea da.
• Galdaketa-prozesua eta bero-tratamendu-prozesua ezin hobeak dira galdaketa-egitura trinkoa dela ziurtatzeko, errota erdi-autogenoaren azalaren iraupena modu eraginkorrean hobetu ahal izateko.

Nick Sun       [email protected]