Повышение служебных свойств и совершенствование испытания мелющих шаров 5 группы твердости
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Согласно приоритетным направлениям развития черной и цветной металлургии, из распоряжения Правительства РФ от 6 июня 2020 г. № 1512-р «Об утверждении Сводной стратегии развития обрабатывающей промышленности РФ до 2024 г. и на период до 2035 г», в ближайшие годы в металлургической и горнорудной промышленности России планируется их значительный рост. При переработке руды одним из основных этапов является процесс измельчения в стержневых и шаровых мельницах. В связи с этим, расширяется объем производства мелющих шаров, которые используются как основной рабочий элемент для помола руды. Особенно востребованными в индустрии являются крупные шары диаметром 120 мм, которые, как правило, используются на первой стадии измельчения в мельницах полусамоизмельчения (МПСИ) и в более редких случаях могут использоваться в шаровых мельницах. Производительность таких мельниц во многом зависит от качества и эксплуатационных характеристик мелющих тел.
Наиболее производительным из всех методов получения шаров является прокатка. За последние годы запустили в эксплуатацию шаропрокатные станы: «Северсталь» (г. Череповец), «KSP Steel» (г. Павлодар), «УГМК» (г. Сухой Лог), АО «ЕВРАЗ НТМК» (г. Нижний Тагил), данные станы обладают уникальными особенностями, снабжены системой автоматики
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 7
Обзор литературных источников 10
1.1 Выбор легирующих и микролегирующих элементов с наиболее значимыми эффектами влияния 10
1.2 Влияние макро- и микроструктуры стали на качество мелющих шаров 23
1.2.1 Макроструктура 23
1.2.2 Микроструктура 24
1.3 Технологии производства шаров повышенной твердости 31
1.4 Основные технические требования и характеристики шаров 40
2.1 Описание участка и технологии производства участка шаропрокатного стана рельсобалочного цеха 43
2.2 Текущая технология производства мелющих шаров диаметром 120 мм 48
2.3 Разработка и освоение мелющих шаров опытных партий 53
4.1 Текущие методики испытаний мелющих шаров 76
4.1.1 Определение твердости поверхности 76
4.1.2 Определение объемной твердости 79
4.1.3 Определение ударной стойкости 81
4.2 Перспективные методики испытаний мелющих шаров 83
4.2.1 Способ испытания мелющих шаров на ударную стойкость 83
4.2.2 Способ фиксации мелющих шаров при определении твердости 90
4.2.3 Методика испытаний материалов на абразивный износ сухим песком и каучуковым кругом 92
4.2.4 Методика испытаний материалов на абразивный износ истиранием штифта 95
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 106
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 108
ПРИЛОЖЕНИЕ A 118
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 119
ПРИЛОЖЕНИЕ В 120
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Сивак Б.А. Сотрудничество металлургов и машиностроителей − основа инновационного развития отрасли / Б.А. Сивак // Научно-технический прогресс в черной металлургии: материалы II Междунар. научно-техн. конф. − Череповец, 2015. − С. 15-17.
2. Шайбакова Л.Ф. Тенденции, особенности и проблемы развития черной металлургии России / Л.Ф. Шайбакова // Управленец. – 2017. − №. 5. − С. 40-49.
3. Сталинский Д.В. Состояние производства и пути повышения качествастальных мелющих шаров / Д.В. Сталинский, А.С. Рудюк, В.К. Соленый, А.В. Юдин // Сталь. – 2017. – №. 2. – С. 28-34.
4. Рубцов В.Ю. Калибровка шаропрокатных валков с непрерывно меняющимся шагом / В.Ю. Рубцов, О.И. Шевченко // Черная металлургия. Бюллетень научно-технической и экономической информации. – 2018. – №. 8. – С. 58-63.
5. ГОСТ 7524-2015. Межгосударственный стандарт. Шары мелющие стальные для шаровых мельниц. Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 11 апреля 2016 г. N 255-ст. – Текст: электронный // Кодекс: [сайт]. – URL: https://docs.cntd.ru/document/1200134027 (дата обращения 16.01.2023).
6. Гольдштейн М.И. Специальные стали / М.И. Гольдштейн, С.В. Грачев, Ю.Г. Векслер. – Москва: МИСИС, 1999. – 408 с. – ISBN 5-87623-032-4.
7. Гуляев А.П. Металловедение / А.П. Гуляев. – Москва: Металлургия, 1977. – 647 с.
8. Беспалов С.А. Металловедческие аспекты в процессах разрушения металлических материалов при трении / С.А. Беспалов // Успехи физ. мет. – 2009. – Т. 10. – С. 415-435.
9. Chumachenko, E.N., Aksenov, S.A., Logashina, I.V. Mathematical modeling and energy conservation for rolling in passes. Metallurgist. – 2010. – N. 8. – P. 498-503.
10. Филиппова М.В. Математическое моделирование прокатки шаров / М.В. Филиппова, М.В. Темлянцев, В.Н. Перетятько, E.E. Прудкий // Изв. вуз. Черная металлургия. – 2017. – Т. 60. – №. 7. – С. 516-521.
11. Gubanova, N.V., Karelin, F.R., Choporov, V.F., Yusupov, V.S. Study of rolling in helical rolls by mathematical simulation with the Deform 3D software package. Russian Metallurgy (Metally). – 2011. – N. 3. – P. 188-193.
12. Перетятько В.Н. Калибровка валков для прокатки шара / В.Н. Перетятько, А.С. Климов, М.В. Филиппова // Вестник горно-металлургической секции Российской академии естественных наук. Отделение металлургии. – 2012. – Вып. 30. – С. 44-50.
13. Ефременко В.Г. Металлографический анализ причин разрушения стальных катаных тел для барабанных мельниц / В.Г. Ефременко // Вестник Приазовского государственного технического университета. – 2000. – №. 9. – С. 89-91.
14. Филиппова М.В. Усилия и напряжения при прокатке шара / М.В. Филиппова, В.Н. Перетятько, С.В. Сметанин // Изв. вуз. Черная металлургия. – 2016. – Т. 59. – №. 8. – С. 587-588.
15. Штихно А.П. Вплив параметрів охолодження на властивості молольних куль із сталі 65Г для кульових млин / А.П. Штихно, В.І. Алімов, І.О. Передерій, В.П. Єрмаков // Научный вестник ДГМА. – 2013. – №. 2(12Е). – С. 37-43.
16. Уманский А.А. Исследование влияния макро- и микроструктуры стальных помольных шаро
Указанный технический результат достигается тем, что установка для испытания мелющих шаров на ударную стойкость, содержащая, основание 2, соединенного с приемный желоб 3 и транспортер 4 для подъема мелющих шаров 1, согласно предлагаемой полезной модели транспортер 4 для подъема мелющих шаров 1 выполнен под наклоном относительно вертикальной оси в сторону основания 2 под углом не менее 45°, при этом нижняя часть транспортера 4 соединена с приемным желобом 3 таким образом, чтобы обеспечить возможность перемещения мелющих шаров 1 из основания 2 в транспортер 4, а верхняя часть транспортера 4 соединена с приемным лотком 6, для скатывания по нему мелющих шаров 1 соответствующего диаметра, причем прорезь 7 в приемном лотке 6 имеет расширение по ходу движения мелющих шаров 1, и ширина прорези 7 зависит от размера испытуемого мелющего
шара 1.
Кроме этого, основание может быть выполнено из цельного твердого элемента в виде чугунной или стальной плиты, а также в виде стационарно установленных на нем твердых тел в том числе мелющих шаров соответствующей твердости, для имитации соударения мелющих шаров 1 друг о друга.
Кроме этого, основание может иметь подставки 5, разной высоты, установленные в месте падения мелющих шаров 1 определенного диаметра.
Предлагаемая конструкция установки для испытания падающим шаром позволит производить испытания мелющих шаров на ударную стойкость, как максимально приближенно к реальным условиям, так и эффективно, с возможностью испытания одновременно