CARACTERIZACIÓN METALÚRGICA DE BOLAS DE ACERO DE BAJA ALEACIÓN Y SU CORRELACIÓN CON EL DESEMPEÑO EN MOLIENDA SECUNDARIA.

Abstract

En el presente trabajo se realiza una caracterización metalúrgica a bolas de aceros de baja aleación de 2.5, 3 y 3.5 pulgadas de diámetro de diferentes fabricantes, las cuales son utilizadas en la etapa de molienda secundaria de minerales de cobre como medios de molienda. El objetivo es encontrar correlaciones entre la microestructura y el rendimiento de los cuerpos moledores desde el punto de vista tribológico. Como antecedente se tiene un estudio de caracterización de bolas 3” de acero de baja aleación realizado en el Departamento de Metalurgia y Materiales de la Universidad Técnica Federico Santa María.En la caracterización metalúrgica del presente estudio se llevaron a cabo análisis de composición química, perfiles de dureza, microdureza y cuantificación de austenita retenida por análisis metalográfico cuantitativo y por difracción de rayos X. De acuerdo a los resultados los elementos de mayor contenido se encuentra en los rangos de [0.85-1.07%] C, [0.54-0.70%] Cr y [0.81-0.94%] Mn. En cuanto a la microestructura se observa martensita con austenita retenida y presencia de perlita, ésta última desde medio radio aumentando hacia el centro de la bola. En bolas de menor tamaño no se observa perlita en la microestructura. En cuanto a la austenita retenida se presenta segregada entre placas de martensita y segregada en una microestructura bandeada. El promedio del volúmen de austenita retenida medido por difracción de rayos X fue de 21.5% ± 0.4%, cuyo resultado comparado con el modelo de Harris y Cohen presenta un error relativo máximo de 13.7% considerando una temperatura de medio de temple de 50°C.Del análisis tribológico se obtiene que el principal mecanismo de desgaste de medios de molienda en un molino de bolas con presencia de minerales como el cuarzo o feldespatos es la abrasión de 3 cuerpos a través del micro-corte. En éste contexto la austenita retenida puede aumentar o disminuir la resistencia al desgaste abrasivo dependiendo de la cantidad y distribución en la microestructura. Se espera que la austenita retenida segregada en una microestructura bandeada aumente las tasas de desgaste abrasivo.Se recomienda ampliar los criterios de selección de medios de molienda incluyendo la microestructura, específicamente la cantidad de austenita retenida para generar correlaciones directas entre el volúmen de ésta fase y el rendimiento en planta.