RU2596737C1 - Method for production of steel grinding balls - Google Patents
Method for production of steel grinding balls Download PDFInfo
- Publication number
- RU2596737C1 RU2596737C1 RU2015117957/02A RU2015117957A RU2596737C1 RU 2596737 C1 RU2596737 C1 RU 2596737C1 RU 2015117957/02 A RU2015117957/02 A RU 2015117957/02A RU 2015117957 A RU2015117957 A RU 2015117957A RU 2596737 C1 RU2596737 C1 RU 2596737C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- balls
- temperature
- hardening
- drum
- quenching
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к изготовлению мелющих шаров из конструкционной углеродистой, низколегированной и легированной марок стали на стане поперечно-винтовой прокатки.The invention relates to metallurgy, in particular to the manufacture of grinding balls from structural carbon, low alloy and alloy steel grades on a cross-helical rolling mill.
Известен способ изготовления шаров из низколегированного чугуна с шаровидной формой графита, включающий выплавку чугуна, отливку прутков, прокатку их на стане поперечно-винтовой прокатки, изотермическую закалку с последующим отпуском при температуре 280-320°C (Патент РФ 2082530, МПК B21H 1/14, C22C 37/10, 27.06.1997 г.).A known method of manufacturing balls of low-alloy cast iron with spherical graphite, including smelting cast iron, casting rods, rolling them on a cross-helical rolling mill, isothermal hardening, followed by tempering at a temperature of 280-320 ° C (RF Patent 2082530, IPC B21H 1/14 C22C 37/10, June 27, 1997).
Недостатком известного способа является то, что не обеспечивается разница между твердостью поверхности и ½ радиуса в пределах 5 ед. HRC и, как следствие, ниже износостойкость и ударная стойкость; другим недостатком является более сложная и затратная технология термообработки шаров: необходимость наличия оборудования для проведения изотермической закалки в расплаве солей и отпуска в проходном закалочно-отпускном агрегате для обеспечения требуемой твердости шаров.The disadvantage of this method is that it does not provide a difference between the hardness of the surface and ½ radius within 5 units. HRC and, as a result, lower wear resistance and impact resistance; another drawback is the more complex and costly technology for heat treatment of balls: the need for equipment for isothermal hardening in molten salts and tempering in a through quenching-tempering unit to ensure the required hardness of the balls.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является способ изготовления мелющих шаров, включающий нагрев заготовки, прокатку, сортировку, охлаждение в процессе гидротранспортирования движущимся потоком воды с избыточным статическим давлением, охлаждение в проточной воде до температуры самоотпуска в наклонном желобе в процессе их перемещения в накопительный бункер и самоотпуск в накопительном бункере (Авторское свидетельство СССР 1027244, МПК C21D 9/36, C21D 1/02, 07.07.1983 г.).The closest in technical essence to the proposed invention is a method of manufacturing grinding balls, including heating the workpiece, rolling, sorting, cooling in the process of hydrotransporting by a moving stream of water with excessive static pressure, cooling in running water to a temperature of self-release in an inclined trough during their movement to the storage bunker and self-release in the storage bunker (USSR Author's Certificate 1027244, IPC C21D 9/36, C21D 1/02, 07/07/1983).
Недостатком известного способа является более сложный технический процесс охлаждения шаров, необходимость использования подачи воды высокого давления для закалки шаров, отсутствие устройств для выравнивания температуры шара перед закалкой и, как следствие, неравномерность твердости по сечению шаров, высокая температура самоотпуска (350°C), которая может привести к снижению твердости шаров.The disadvantage of this method is the more complex technical process of cooling the balls, the need to use high-pressure water supply for hardening the balls, the lack of devices to equalize the temperature of the ball before hardening and, as a result, the unevenness of hardness over the cross section of the balls, high temperature tempering (350 ° C), which can lead to a decrease in the hardness of the balls.
Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационной стойкости шаров, получение равномерной твердости по сечению шара, высокой твердости как на поверхности шаров, так и в центральной зоне, аналогичной объемной твердости, без образования трещин.The technical result of the invention is to increase the operational stability of the balls, obtaining uniform hardness over the cross section of the ball, high hardness both on the surface of the balls and in the central zone, similar to volumetric hardness, without cracking.
Технический результат достигается тем, что в способе производства стальных мелющих шаров диаметром 25-60 мм, включающем нагрев непрерывнолитой заготовки, прокатку на сортовом стане горячей прокатки круглых заготовок соответствующего размера, последующий их нагрев в индукционном устройстве, прокатку из них шаров на стане поперечно-винтовой прокатки при температуре 950-1050°C, подстуживание шаров перед закалкой, закалку и самоотпуск шаров в контейнерах, согласно изобретению изготавливают квадратную непрерывнолитую заготовку сечением (100-150)×(100-150) мм из стали со следующим соотношением элементов: 0,6-1,05% C, 0,15-2,0% Si, 0,2-1,2% Mn, 0,03-1,5% Cr, 0,03-0,40% Cu, Fe и неизбежные примеси - остальное, при этом углеродный эквивалент составляет 0,7-1,4%; нагрев круглых заготовок производят в индукционном устройстве до температуры на выходе из индукторов 1070-1140°C; подстуживание шаров до температуры закалки 840-900°C осуществляют в подстуживающем барабане со скоростью его вращения в диапазоне 6,0-22,0 об/мин с выравниванием температуры шаров по сечению за счет вращения шаров в барабане в течение менее 2 мин; закалку шаров производят в закалочном барабане со скоростью его вращения в диапазоне 0,4-2,5 об/мин проточной водой температурой 25-42°C до температуры шаров после закалки 125-160°C.The technical result is achieved by the fact that in the method for the production of steel grinding balls with a diameter of 25-60 mm, including heating a continuously cast billet, rolling on a high-quality mill for hot rolling of round billets of the appropriate size, their subsequent heating in an induction device, rolling of balls from them on a cross-helical mill rolling at a temperature of 950-1050 ° C, stiffening the balls before hardening, hardening and self-release of the balls in containers, according to the invention, a square continuously cast billet is made with a section (100-150) × (100-150) mm from steel with the following ratio of elements: 0.6-1.05% C, 0.15-2.0% Si, 0.2-1.2% Mn, 0.03-1.5 % Cr, 0.03-0.40% Cu, Fe and inevitable impurities - the rest, while the carbon equivalent is 0.7-1.4%; round billets are heated in an induction device to a temperature at the outlet of the inductors 1070-1140 ° C; the balls are quenched to a tempering temperature of 840–900 ° C in a quench drum with a rotation speed in the range of 6.0–22.0 rpm with equalization of the temperature of the balls over the cross section due to the rotation of the balls in the drum for less than 2 min; the hardening of the balls is carried out in a hardening drum with a speed of rotation in the range of 0.4-2.5 rpm running water with a temperature of 25-42 ° C to a temperature of the balls after hardening 125-160 ° C.
Технический результат достигается также тем, что в подстуживающий барабан дополнительного подают воздух для подстуживания шаров до температуры закалки, а для закалки шаров используют воду из оборотного цикла.The technical result is also achieved by the fact that air is added to the reinforcing drum to quench the balls to the hardening temperature, and water from the reverse cycle is used to quench the balls.
Сущность изобретения заключается в следующем.The invention consists in the following.
Использование для производства шаров квадратной непрерывнолитой заготовки сечением (100-150)×(100-150) мм обеспечивает минимальную ликвацию химических элементов в непрерывнолитой заготовке при разливке стали в связи с высокими скоростями кристаллизации и малой продолжительностью затвердевания; минимальный уровень затрат по сквозному переделу от стали до готового шара. Использование непрерывнолитых заготовок больших размеров приведет к неоднородности химического состава стали и, как следствие, к большей неоднородности твердости готовых шаров в партии и различной их стойкости. При использовании непрерывнолитой заготовки больших размеров потребуются дополнительные технические мощности и затраты для обеспечения производства подката для шаров диаметром 25-60 мм.The use of square continuously cast billets for the production of balls with a cross section of (100-150) × (100-150) mm ensures minimal segregation of chemical elements in the continuously cast billet during steel casting due to high crystallization rates and short solidification times; minimum level of costs for through redistribution from steel to the finished ball. The use of continuously cast billets of large sizes will lead to heterogeneity of the chemical composition of steel and, as a consequence, to a greater heterogeneity of the hardness of the finished balls in the batch and their different resistance. When using continuously cast billets of large sizes, additional technical capacities and costs will be required to ensure the production of rolled metal for balls with a diameter of 25-60 mm.
Заявляемый химический состав стали позволяет осуществлять разливку стали в непрерывнолитую заготовку сечением (100-150)×(100-150) мм, обеспечивать высокую твердость как поверхности, так и внутренней зоны готовых шаров, а также позволяет перекатывать на шары отсортировку с качественных высокоуглеродистых марок стали, повышая себестоимость проката в целом по производству.The claimed chemical composition of steel allows casting of steel into a continuously cast billet with a section of (100-150) × (100-150) mm, ensuring high hardness of both the surface and the inner zone of the finished balls, and also allows sorting from high-quality high-carbon steel grades onto balls , increasing the cost of rental in general for production.
Заявляемый химический состав стали подобран исходя из следующих предпосылок.The inventive chemical composition of the steel is selected based on the following premises.
Нижний предел массовой доли углерода (0,6%) принят исходя из необходимости обеспечения заданной минимальной прокаливаемости и твердости шаров при термообработке, верхний предел (1,05%) определяется технологической пластичностью при прокатке шаров и их стойкостью к раскалываемости при эксплуатации шаров. При концентрации углерода в стали менее 0,6% твердость шаров снижается ниже требуемого уровня, а при увеличении концентрации углерода более 1,05% повышается склонность их к трещинообразованию.The lower limit of the mass fraction of carbon (0.6%) was adopted based on the need to ensure the specified minimum hardenability and hardness of the balls during heat treatment, the upper limit (1.05%) is determined by the technological ductility during rolling of the balls and their resistance to cracking during operation of the balls. When the carbon concentration in the steel is less than 0.6%, the hardness of the balls decreases below the required level, and with an increase in the carbon concentration of more than 1.05%, their tendency to crack formation increases.
Ограничения по массовой доле кремния обусловлены его влиянием на повышение прочности стали, в том числе при ударных нагрузках, и на прокаливаемость стали. При массовой доле кремния менее 0,15% его влияние на прочность стали значительно снижается, а при массовой доле более 2,0% повышается склонность к трещинообразованию при закалке шаров.Limitations on the mass fraction of silicon are due to its effect on increasing the strength of steel, including under shock loads, and on the hardenability of steel. With a mass fraction of silicon of less than 0.15%, its effect on the strength of steel is significantly reduced, and with a mass fraction of more than 2.0%, the tendency to crack formation during hardening of the balls increases.
Соотношение марганца выбрано, исходя из его влияния на прочность и твердость шаров, в том числе с учетом углеродного эквивалента стали. При массовой доле марганца менее 0,2% его влияние на прочность стали неэффективно, а при величине более 1,2% повышается склонность шаров к трещинообразованию при закалке и раскалываемости при эксплуатации шаров.The ratio of manganese is selected based on its effect on the strength and hardness of the balls, including taking into account the carbon equivalent of steel. With a mass fraction of manganese of less than 0.2%, its effect on the strength of steel is ineffective, and with a value of more than 1.2%, the tendency of the balls to crack during hardening and cracking during operation of the balls increases.
Массовая доля хрома от 0,1 до 1,5% позволяет повысить прокаливаемость стали и твердость шаров. Увеличение массовой доли хрома более 1,5% может привести к трещинообразованию при закалке шаров. При массовой доле хрома менее 0,03% его влияние на твердость не проявляется.Mass fraction of chromium from 0.1 to 1.5% can increase the hardenability of steel and the hardness of the balls. An increase in the mass fraction of chromium of more than 1.5% can lead to cracking during hardening of the balls. When the mass fraction of chromium is less than 0.03%, its effect on hardness is not manifested.
Массовая доля меди в установленном диапазоне позволяет обеспечивать необходимую твердость шаров. Повышение меди более 0,40% приведет к образованию неметаллических включений и разрывов по границам зерен в микроструктуре готовых шаров, что отрицательно влияет на их эксплуатационные характеристики. При массовой доле меди менее 0,03% ее влияние на твердость не проявляется.Mass fraction of copper in the specified range allows you to provide the necessary hardness of the balls. An increase in copper of more than 0.40% will lead to the formation of non-metallic inclusions and breaks along the grain boundaries in the microstructure of finished balls, which negatively affects their operational characteristics. When the mass fraction of copper is less than 0.03%, its effect on hardness is not manifested.
Ограничение величины углеродного эквивалента в пределах 0,7-1,4% позволяет гарантированно обеспечивать требуемую твердость шаров согласно нормативной документации. Отклонение от заданного интервала данной характеристики приведет к снижению уровня твердости (при углеродном эквиваленте менее 0,7%) или к закалочным трещинам и снижению стойкости шаров (при углеродном эквиваленте более 1,4%).The limitation of the carbon equivalent in the range of 0.7-1.4% allows you to guarantee the required hardness of the balls according to the regulatory documentation. Deviation from the given interval of this characteristic will lead to a decrease in the level of hardness (with a carbon equivalent of less than 0.7%) or to hardening cracks and a decrease in the resistance of balls (with a carbon equivalent of more than 1.4%).
Нагрев круглых заготовок производят в индукционном устройстве до температуры на выходе из индукторов 1070-1140°C, что обеспечивает прогрев заготовки по всему сечению; перепад температур по длине и сечению заготовки, достаточный для обеспечения начальной и рабочей температуры прокатки шаров в валках стана. Снижение температуры нагрева круглых заготовок ниже 1070°C приведет к дефектам поверхности на готовых шарах, а также к преждевременному износу или поломке рабочего инструмента, к аварийной остановке прокатного стана. Повышение температуры нагрева круглых заготовок выше 1140°C приведет к повышению температуры перед подстуживающим барабаном и далее не позволит обеспечить необходимую температуру начала закалки шаров.Heating of round billets is carried out in an induction device to a temperature at the outlet of the inductors of 1070-1140 ° C, which ensures heating of the billet over the entire cross section; temperature difference along the length and cross section of the workpiece, sufficient to ensure the initial and operating temperature of rolling balls in the mill rolls. Lowering the heating temperature of round billets below 1070 ° C will lead to surface defects on the finished balls, as well as to premature wear or breakage of the working tool, to an emergency stop of the rolling mill. An increase in the heating temperature of round billets above 1140 ° C will lead to an increase in temperature in front of the undercoating drum and further will not provide the necessary temperature for the beginning of hardening of balls.
Прокатку шаров на стане поперечно-винтовой прокатки производят при температуре 950-1050°C, позволяющей обеспечивать количество металла в очаге деформации строго согласно калибровкам и получение готового профиля шаров без дефектов формы. Отклонение от указанного интервала температур приведет к неправильному формоизменению при деформации заготовки в клети ШПС, получению дефектов сортамента (формы и размеров) и к нарушению исходной температуры закалки шаров.Balls are rolled on a cross-helical rolling mill at a temperature of 950-1050 ° C, which allows to provide the amount of metal in the deformation zone strictly according to calibrations and to obtain a finished profile of balls without shape defects. Deviation from the indicated temperature range will lead to improper shaping during deformation of the workpiece in the SHPS stand, to obtain defects in the assortment (shape and size) and to a violation of the initial temperature of hardening of the balls.
Подстуживание шаров до температуры закалки 840-900°C в подстуживающем барабане позволяет обеспечить требуемую температуру начала закалки. Отклонение от указанного диапазона температур как выше 900°C, так и ниже 840°C не позволяет начать закалку шаров с температур, обеспечивающих полную закалку, при неполной закалке образуется смешанная структура троостита и мартенсита или бейнита и мартенсита, что снижает твердость шаров ниже установленного норматива.Baking the balls to a quenching temperature of 840-900 ° C in the undercoating drum provides the required temperature for the beginning of quenching. Deviation from the indicated temperature range both above 900 ° C and below 840 ° C does not allow starting the hardening of balls from temperatures that ensure full hardening; if the hardening is incomplete, a mixed structure of troostite and martensite or bainite and martensite is formed, which reduces the hardness of the balls below the established standard .
Вращение шаров в подстуживающем барабане по внутренней направляющей барабана со скоростью в диапазоне 6,0-22,0 об/мин позволяет выравнять температуру шаров и создать условия для равномерной закалки шаров по сечению шара. Снижение скорости вращения барабана менее 6,0 об/мин приведет к уменьшению скорости охлаждения шаров и, как следствие, росту аустенитного зерна и получению грубой игольчатой (зерно мартенсита 11 балла и более) исходной структуры шаров перед закалкой. Увеличение скорости вращения подстуживающего барабана выше 22,0 об/мин приведет к увеличению температуры шаров перед закалкой и, как следствие, к неполной закалке шаров и необеспечению установленного норматива по твердости шаров.The rotation of the balls in the undercoating drum along the inner guide of the drum with a speed in the range of 6.0-22.0 rpm allows you to equalize the temperature of the balls and create conditions for uniform hardening of the balls over the cross section of the ball. A decrease in the drum rotation speed of less than 6.0 rpm will lead to a decrease in the cooling rate of the balls and, as a result, an increase in austenitic grain and a rough needle-like (martensite grain of 11 points or more) initial ball structure before quenching. An increase in the speed of the undercoating drum above 22.0 rpm will lead to an increase in the temperature of the balls before hardening and, as a result, to incomplete hardening of the balls and the failure to ensure the established standard for the hardness of the balls.
Подстуживание шаров в подстуживающем барабане в течение менее 2 мин позволяет ограничить рост зерна с температуры конца прокатки, что положительно сказывается на дисперсности мартенситной структуры шаров после закалки и обеспечивает высокую износостойкость шаров. Увеличение времени нахождения шаров в подстуживающем барабане более 2 мин приведет к получению неудовлетворительной исходной структуры шаров перед закалкой с зерном мартенсита 11 балла и более.The baking of the balls in the undercoating drum for less than 2 min makes it possible to limit grain growth from the temperature of the end of rolling, which positively affects the dispersion of the martensitic structure of the balls after quenching and provides high wear resistance of the balls. An increase in the residence time of balls in the undercoating drum for more than 2 minutes will lead to an unsatisfactory initial structure of the balls before quenching with martensite grain of 11 points or more.
Дополнительная подача воздуха в подстуживающий барабан для подстуживания шаров до температуры закалки позволяет обеспечивать необходимую температуру закалки для исходной круглой заготовки с заявленным диапазоном химического состава.An additional air supply to the undercoating drum for cooling the balls to the hardening temperature allows to provide the necessary hardening temperature for the initial round billet with the stated range of chemical composition.
Экспериментально установлено, что закалка шаров в закалочном барабане должна осуществляться со скоростью его вращения в диапазоне 0,4-2,5 об/мин проточной водой температурой 25-42°C до температуры шаров после закалки 125-160°C - это в свою очередь позволяет сформировать равномерную структуру мартенсита отпуска, обеспечить твердость шаров в требуемом диапазоне.It was experimentally established that the quenching of the balls in the quenching drum should be carried out with a rotation speed in the range of 0.4-2.5 rpm with running water at a temperature of 25-42 ° C to the temperature of the balls after quenching 125-160 ° C - this in turn allows you to form a uniform structure of martensite tempering, to ensure the hardness of the balls in the desired range.
Уменьшение скорости закалочного барабана менее 0,4 об/мин приведет к увеличению времени нахождения шаров в охлаждающей среде, снижению температуры шара на выходе из закалочного барабана и, как следствие, к нарушению режима самоотпуска шаров, что отрицательно скажется на эксплуатационных характеристиках шаров. Увеличение скорости закалочного барабана более 2,5 об/мин приведет к получению недопустимо высокой температуры шаров после закалки, что снизит твердость шаров менее установленного норматива.A decrease in the speed of the quench drum less than 0.4 rpm will lead to an increase in the time spent by the balls in the cooling medium, a decrease in the temperature of the ball at the outlet of the quench drum, and, as a result, to a violation of the mode of self-release of balls, which will negatively affect the performance of the balls. An increase in the speed of the hardening drum of more than 2.5 rpm will result in an unacceptably high temperature of the balls after hardening, which will reduce the hardness of the balls below the established standard.
Снижение температуры воды во время закалки менее 25°C приведет к появлению закалочных трещин, повышение температуры воды выше 42°C уменьшит скорость закалки и не позволит получить необходимую мартенситную структуру шаров.A decrease in water temperature during hardening below 25 ° C will lead to the appearance of hardening cracks, an increase in water temperature above 42 ° C will reduce the hardening rate and will not allow to obtain the necessary martensitic structure of the balls.
Использование для закалки шаров проточной воды оборотного цикла позволяет минимизировать затраты на подготовку охлаждающей среды.The use of a reverse cycle for running water balls for hardening minimizes the cost of preparing a cooling medium.
Повышение температуры закалки выше установленной 160°C приведет к образованию в шарах бейнитной структуры с пониженной твердостью, неоднородности твердости по сечению шара и, как следствие, несоответствию твердости шаров требуемому нормативу. Снижение температуры закалки ниже 125°C приведет к образованию в шарах закалочных трещин.An increase in the quenching temperature above a set temperature of 160 ° C will result in the formation of a bainitic structure with reduced hardness in the balls, heterogeneity of hardness over the cross section of the ball, and, as a result, mismatch of the hardness of the balls to the required standard. Lowering the quenching temperature below 125 ° C will result in hardening cracks in the balls.
Опробование предлагаемого способа поясняется примером.Testing of the proposed method is illustrated by an example.
Непрерывнолитую заготовку (НЛЗ) сечением 106×106 мм стали марки Ш3 с химическим составом: С=0,82%, Si=0,20%, Mn=0,51%, Cr=0,08%, Cu=0,17%; Fe и неизбежные примеси - остальное, углеродный эквивалент 0,93%, прокатывали на сортовом стане горячей прокатки в круглые заготовки диаметром 40 мм. После этого круглые заготовки нагревали в индукционной установке до температуры на выходе 1100°C, прокатывали на шаропрокатном стане (ШПС) поперечно-винтовой прокатки 20-60 при температуре 980°C на шар диаметром 40 мм. Далее производили подстуживание шаров в подстуживающем барабане до температуры закалки 870°C со скоростью вращения барабана 6,6 об/мин с самопроизвольным перемещением шаров по внутренней направляющей барабана и их вращением в течение 70 с. Затем по наклонному желобу шары поступали в закалочный барабан, установленный в камере с проточной водой (использовалась осветленная вода из оборотного цикла температурой 30°C) и вращающийся со скоростью 0,9 об/мин. Температура шаров после закалки составила 140°C. Из верхнего положения закалочного барабана шары сбрасывались на широкий наклонный желоб и по нему скатывались в устройство вертикального транспортера, по которому попадали в специальные контейнеры для самоотпуска. Самоотпуск шаров происходил в течение 16 часов. Твердость шаров составила: с поверхности 60 ед. HRC, на расстоянии ½ радиуса - 58 ед. HRC. Выход годного составил 100% (без учета технически обоснованных технологических отходов).Continuous cast billet (NLZ) with a cross-section of 106 × 106 mm of steel Ш3 grade with a chemical composition: C = 0.82%, Si = 0.20%, Mn = 0.51%, Cr = 0.08%, Cu = 0.17 %; Fe and the inevitable impurities - the rest, the carbon equivalent of 0.93%, were rolled on a high-speed hot rolling mill into round billets with a diameter of 40 mm. After that, round billets were heated in an induction installation to an outlet temperature of 1100 ° C, and rolled on a ball-rolling mill (SHPS) of helical rolling 20-60 at a temperature of 980 ° C onto a ball with a diameter of 40 mm. Next, balls were made in the undercoating drum to a quenching temperature of 870 ° C with a drum rotation speed of 6.6 rpm with spontaneous movement of the balls along the inner guide of the drum and their rotation for 70 s. Then, through an inclined trough, the balls entered a quenching drum installed in a chamber with running water (clarified water from a reverse cycle of 30 ° C was used) and rotating at a speed of 0.9 rpm. The temperature of the balls after quenching was 140 ° C. From the upper position of the hardening drum, the balls were dropped onto a wide inclined trough and rolled down into the vertical conveyor device, through which they fell into special containers for self-release. The self-release of the balls occurred within 16 hours. The hardness of the balls was: from the surface of 60 units. HRC, at a distance of ½ radius - 58 units. HRC The yield was 100% (excluding technically sound technological waste).
Химический состав сталей приведен в таблице 1.The chemical composition of the steels is given in table 1.
Варианты реализации предложенного способа и показатели их эффективности приведены в таблицах 2 и 3 соответственно.Implementation options of the proposed method and indicators of their effectiveness are shown in tables 2 and 3, respectively.
Определение твердости шаров на поверхности и на глубине ½ радиуса шара проводили в соответствии с требованиями ГОСТ 9013.The determination of the hardness of the balls on the surface and at a depth of ½ of the radius of the ball was carried out in accordance with the requirements of GOST 9013.
Результаты испытаний показали, что предлагаемый способ производства стальных мелющих шаров выбранного химического состава (варианты №1-5) обеспечивает получение готовых шаров с твердостью, соответствующей группе 4 по ГОСТ 7524, при этом закалочные трещины на поверхности шаров отсутствуют. При отклонениях параметров от предложенных режимов (режимы №6, 7) не удается достигнуть требуемого уровня твердости шаров, на шарах выявляются закалочные трещины.The test results showed that the proposed method for the production of steel grinding balls of the selected chemical composition (options No. 1-5) provides ready-made balls with a hardness corresponding to group 4 according to GOST 7524, while there are no quenching cracks on the surface of the balls. If the parameters deviate from the proposed modes (modes No. 6, 7), it is not possible to achieve the required level of hardness of the balls, hardening cracks are detected on the balls.
Применение предлагаемого способа изготовления мелющих шаров обеспечивает получение шаров с высокой износостойкостью, однородной структурой отпущенного мартенсита, с минимальным разбросом твердости шаров по сечению, высокой ударной стойкостью, без закалочных трещин, при этом способ является простым в управлении, компактным и высокопроизводительным и позволяет производить самоотпуск шаров в контейнерах без использования агрегатов для отпуска шаров.The application of the proposed method for the manufacture of grinding balls provides balls with high wear resistance, a uniform structure of tempered martensite, with a minimum dispersion of the hardness of the balls in cross section, high impact resistance, without hardening cracks, while the method is simple to operate, compact and high-performance and allows for self-tempering of balls in containers without the use of ball dispensers.
Claims (3)
причем углеродный эквивалент составляет 0,7-1,4%, при этом нагрев круглых заготовок в индукционном устройстве производят до температуры на выходе из индукторов 1070-1140°C, подстуживание шаров осуществляют до температуры закалки 840-900°C в подстуживающем барабане со скоростью его вращения в диапазоне 6,0-22,0 об/мин с выравниванием температуры шаров по сечению за счет вращения шаров в барабане в течение менее 2 мин, а закалку шаров производят в закалочном барабане со скоростью его вращения в диапазоне 0,4-2,5 об/мин проточной водой температурой 25-42°C до температуры шаров после закалки 125-160°C.1. A method of manufacturing steel grinding balls with a diameter of 25-60 mm, characterized in that a square continuously cast billet is made, it is heated and rolled on a high-speed hot rolling mill into a round billet of the appropriate size, the round billet is subsequently heated in an induction device, rolled from it balls on a helical rolling mill at a temperature of 950-1050 ° C, stir up the balls before hardening, carry out their hardening and self-tempering in containers, while the square continuously cast the preparation is made with a section (100-150) × (100-150) mm of steel with the following ratio of elements, wt. %:
moreover, the carbon equivalent is 0.7-1.4%, while the round billets in the induction device are heated to a temperature of 1070-1140 ° C at the outlet of the inductors, the balls are baked to a quenching temperature of 840-900 ° C in a bobber at a speed its rotation in the range of 6.0-22.0 rpm with equalizing the temperature of the balls over the cross section due to the rotation of the balls in the drum for less than 2 minutes, and the hardening of the balls is carried out in the quenching drum with a speed of rotation in the range of 0.4-2 5 rpm running water at a temperature of 25-42 ° C to t mperatury balls after quenching 125-160 ° C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015117957/02A RU2596737C1 (en) | 2015-05-13 | 2015-05-13 | Method for production of steel grinding balls |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015117957/02A RU2596737C1 (en) | 2015-05-13 | 2015-05-13 | Method for production of steel grinding balls |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2596737C1 true RU2596737C1 (en) | 2016-09-10 |
Family
ID=56892461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015117957/02A RU2596737C1 (en) | 2015-05-13 | 2015-05-13 | Method for production of steel grinding balls |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2596737C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108655943A (en) * | 2017-02-28 | 2018-10-16 | 马鞍山龙晟耐磨材料有限公司 | A kind of production technology of abrasion-proof steel ball production system |
| RU2723342C1 (en) * | 2019-06-06 | 2020-06-09 | Акционерное общество «ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат» (АО «ЕВРАЗ НТМК») | Method for controlling the speed of rolls of a ball rolling mill |
| RU2745922C1 (en) * | 2020-08-04 | 2021-04-02 | Акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (АО "ЕВРАЗ НТМК") | Method for producing grinding balls |
| RU2756671C1 (en) * | 2020-12-20 | 2021-10-04 | Акционерное общество «ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат» (АО «ЕВРАЗ НТМК») | Method for production of grinding balls (options) |
| RU2766621C1 (en) * | 2021-06-09 | 2022-03-15 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие «Томская электронная компания» | Method for heat treatment of steel balls and device for hardening of steel balls |
| RU2778650C1 (en) * | 2022-01-17 | 2022-08-22 | Акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат"(АО "ЕВРАЗ НТМК") | Method for manufacturing grinding balls from steel |
| WO2023080811A1 (en) | 2021-11-08 | 2023-05-11 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП Система 48" | Method of manufacturing spherical metal articles |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU747597A1 (en) * | 1978-06-05 | 1980-07-15 | Государственный научно-исследовательский и проектный институт металлургической промышленности "Гипросталь" | Production line for producing steel balls |
| SU1027244A1 (en) * | 1982-01-08 | 1983-07-07 | Институт черной металлургии | Method for milling spheres |
| RU2082530C1 (en) * | 1995-05-31 | 1997-06-27 | Акционерное общество "Кронтиф" | Method of making cast iron grinding balls |
| UA34291C2 (en) * | 1999-06-22 | 2003-07-15 | Олександр Якович Зелікович | A process for the heat treatment of articles |
-
2015
- 2015-05-13 RU RU2015117957/02A patent/RU2596737C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU747597A1 (en) * | 1978-06-05 | 1980-07-15 | Государственный научно-исследовательский и проектный институт металлургической промышленности "Гипросталь" | Production line for producing steel balls |
| SU1027244A1 (en) * | 1982-01-08 | 1983-07-07 | Институт черной металлургии | Method for milling spheres |
| RU2082530C1 (en) * | 1995-05-31 | 1997-06-27 | Акционерное общество "Кронтиф" | Method of making cast iron grinding balls |
| UA34291C2 (en) * | 1999-06-22 | 2003-07-15 | Олександр Якович Зелікович | A process for the heat treatment of articles |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108655943B (en) * | 2017-02-28 | 2019-05-07 | 马鞍山龙晟耐磨材料有限公司 | A kind of production technology of abrasion-proof steel ball production system |
| CN108655943A (en) * | 2017-02-28 | 2018-10-16 | 马鞍山龙晟耐磨材料有限公司 | A kind of production technology of abrasion-proof steel ball production system |
| RU2723342C1 (en) * | 2019-06-06 | 2020-06-09 | Акционерное общество «ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат» (АО «ЕВРАЗ НТМК») | Method for controlling the speed of rolls of a ball rolling mill |
| RU2745922C1 (en) * | 2020-08-04 | 2021-04-02 | Акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (АО "ЕВРАЗ НТМК") | Method for producing grinding balls |
| RU2756671C1 (en) * | 2020-12-20 | 2021-10-04 | Акционерное общество «ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат» (АО «ЕВРАЗ НТМК») | Method for production of grinding balls (options) |
| RU2766621C1 (en) * | 2021-06-09 | 2022-03-15 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие «Томская электронная компания» | Method for heat treatment of steel balls and device for hardening of steel balls |
| RU2779559C1 (en) * | 2021-11-08 | 2022-09-09 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП Система 48" (ООО "НПП Система 48") | Method for manufacturing spherical metal products |
| WO2023080811A1 (en) | 2021-11-08 | 2023-05-11 | Общество с ограниченной ответственностью "НПП Система 48" | Method of manufacturing spherical metal articles |
| RU2778650C1 (en) * | 2022-01-17 | 2022-08-22 | Акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат"(АО "ЕВРАЗ НТМК") | Method for manufacturing grinding balls from steel |
| RU2778651C1 (en) * | 2022-01-17 | 2022-08-22 | Акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (АО "ЕВРАЗ НТМК") | Method for manufacturing grinding balls from steel |
| RU2790842C1 (en) * | 2022-02-24 | 2023-02-28 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Method for the production of grinding balls (options) |
| RU2790722C1 (en) * | 2022-02-25 | 2023-02-28 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Grinding ball production method |
| RU2791495C1 (en) * | 2022-08-02 | 2023-03-09 | Акционерное общество "ЕВРАЗ Нижнетагильский металлургический комбинат" (АО "ЕВРАЗ НТМК") | Method for manufacturing grinding balls from steel (embodiments) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2596737C1 (en) | Method for production of steel grinding balls | |
| JP6586519B2 (en) | On-line controlled cooling method and manufacturing method for seamless steel pipes for effective grain refinement | |
| JP6150008B2 (en) | Rail and manufacturing method thereof | |
| CN104532143B (en) | A kind of mining big specification, high-test chain steel and preparation method thereof | |
| CN104099520B (en) | A kind of high-carbon low-alloy steel saw blade and production method of hot milling steel plate thereof | |
| JP6103156B2 (en) | Low alloy oil well steel pipe | |
| CN110777244B (en) | Medium-carbon high-sulfur free-cutting steel and preparation process thereof | |
| CN105063492A (en) | Hot-rolled steel for car friction plate and preparation method of hot-rolled steel | |
| CN109695003B (en) | High-wear-resistance steel ball with excellent toughness and manufacturing method thereof | |
| CN112689541B (en) | Method for manufacturing railway rails with improved wear resistance and contact strength | |
| CN105063511B (en) | Ultra-low carbon bainite thin gauge steel plate rolled through heavy and medium plate mill and production method of ultra-low carbon bainite thin gauge steel plate | |
| CN110616371A (en) | Wear-resistant steel for rolling ring round forming road roller vibration wheel and production method thereof | |
| JP6521089B2 (en) | Machine structural steels and induction hardened steel parts | |
| JP6465206B2 (en) | Hot-rolled bar wire, parts and method for producing hot-rolled bar wire | |
| WO2013164469A1 (en) | Centrifugally cast roll for last finishing stands in hot strip mills | |
| RU2376392C1 (en) | Production method of rebar from silicon-manganese steel | |
| RU2460809C1 (en) | Manufacturing method of plates from micro-alloyed steels | |
| RU2495142C1 (en) | Manufacturing method of rolled steel plate from low-alloy steel | |
| RU2636542C1 (en) | Method for producing round rolled stock of boron-containing steel with increased ductility | |
| CN112301200A (en) | Steel rail with delayed fracture resistance and preparation method thereof | |
| RU2790842C1 (en) | Method for the production of grinding balls (options) | |
| RU2790722C1 (en) | Grinding ball production method | |
| RU2778651C1 (en) | Method for manufacturing grinding balls from steel | |
| RU2307176C2 (en) | Method for producing hot rolled bars of bearing steels | |
| CN112276030B (en) | High-strength delayed fracture-resistant hot-rolled steel rail and preparation method thereof |