RU2632504C1 - Способ термической обработки мелющих тел - Google Patents

Способ термической обработки мелющих тел Download PDF

Info

Publication number
RU2632504C1
RU2632504C1 RU2016139895A RU2016139895A RU2632504C1 RU 2632504 C1 RU2632504 C1 RU 2632504C1 RU 2016139895 A RU2016139895 A RU 2016139895A RU 2016139895 A RU2016139895 A RU 2016139895A RU 2632504 C1 RU2632504 C1 RU 2632504C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
water
grinding
temperature
quenching
conveyor
Prior art date
Application number
RU2016139895A
Other languages
English (en)
Inventor
Андрей Дмитриевич Картунов
Денис Петрович Канаев
Сергей Александрович Мамзиков
Александр Викторович Бирюков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ" filed Critical Открытое акционерное общество "Магнитогорский метизно-калибровочный завод "ММК-МЕТИЗ"
Priority to RU2016139895A priority Critical patent/RU2632504C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2632504C1 publication Critical patent/RU2632504C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/36Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for balls; for rollers

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области металлургии и машиностроения. Для повышения производительности процесса с достижением высоких показателей по качественным характеристикам осуществляют термическую обработку мелющих тел из углеродистой стали после штамповочного или прокатного нагрева до температур 900-1250°С с закалкой в воде, осуществляемой в закалочной ванне с размещенным в ней наклонным конвейером для транспортировки изделия из закалочной ванны находящегося внутри лотка, в котором встречно движению мелющего тела на конвейере подают воду, с регулируемым объемом расхода, который определяют по формуле: Vв=(Cм⋅ΔTм⋅mм⋅N)/(Cв⋅ΔTв⋅ρв). 2 ил., 1 табл., 1 пр.

Description

Изобретение относится к термической обработке изделий и предназначено для использования в черной металлургии и машиностроении, преимущественно при производстве мелющих тел с прокатного или горячештамповочного нагрева.
Мелющие тела предназначены для использования в шаровых мельницах барабанного типа в угольной, горнорудной, цементной и других отраслях промышленности.
Мелющие тела могут быть изготовлены на стане поперечно-винтовой прокатки (самый распространенный способ), а также методами ковки и штамповки. Мелющие тела изготавливают из углеродистой, низколегированной и легированной марок стали. Твердость мелющих тел регламентируется по поверхности и сечению. Стальные мелющие тела, прошедшие термическую обработку, отличаются повышенной износоустойчивостью к истиранию, высокой твердостью, уплотненной структурой, равномерным износом с сохранением формы и устойчивостью к расколу в процессе их эксплуатации. Качество производимых мелющих тел напрямую зависит от способа их термической обработки.
Известен способ термической обработки мелющих тел, включающий подстуживание мелющих тел с температуры штамповки или прокатки до температуры закалки, закалку осуществляют путем охлаждения мелющих тел с температуры закалки в воде и отпуск (Авторское свидетельство на изобретение SU №1296608, кл. C21D 9/36, 1985 г.).
Недостатком известного способа является многооперационность процесса термообработки: подстуживание, закалка в воде в закалочном барабане, отпуск, что влияет на себестоимость изготовления мелющих тел и снижает качественные показатели при их закалке.
Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявляемому является способ термической обработки мелющих тел после штамповочного или прокатного нагрева путем спрейерного подстуживания мелющих тел с температуры штамповки или прокатки до температуры закалки, закалки путем охлаждения мелющих тел в воде и отпуска. Перед закалкой производят выравнивание температуры шаров, а затем их подстуживание водой со скоростью охлаждения не более 12 град/сек до температуры на 150-200°С ниже температуры конца прокатки или штамповки (Патент на изобретение РФ №2455369, кл. C21D 9/36, 2011 г.).
Недостатком данного способа является многооперационность процесса термообработки: спрейерное подстуживание, закалка в воде, отпуск, что повышает себестоимость изготовления мелющих тел, а необходимость постоянного контроля процесса подстуживания и выравнивания температур - риск снижения качества мелющих тел.
Техническая задача, решаемая настоящим изобретением, заключается в увеличении производительности процесса с достижением высоких показателей по качественным характеристикам при закалке мелющих тел, при снижении затрат на оборудование при минимизации параметров, контролируемых в процессе закалки.
Указанный технический результат достигается термической обработкой мелющих тел, изготавливаемых из средне-, высокоуглеродистых или легированных марок стали после штамповочного или прокатного нагрева до температур 900°-1250°С с закалкой в воде, при реализации термической обработки, закалку мелющих тел осуществляют в закалочной ванне с размещенным в ней наклонным конвейером для транспортировки изделия из закалочной ванны, находящимся внутри лотка, (трубы) в котором встречно движению мелющего тела на конвейере подают воду с регулируемым объемом расхода, который определяют по формуле:
Vв=(Cм⋅ΔTм⋅mм⋅N)/(Cв⋅ΔTв⋅ρв)
где:
Vв - объем расхода воды, м3/мин;
См - удельная теплоемкость стали, Дж/кг⋅К;
ΔТм - разность температур мелющего тела в начале (900-1250°С) и в конце (300-350°С) закалки;
mм - вес мелющего тела, кг;
N - производительность прокатного или штамповочного оборудования, шт./мин;
Св - удельная теплоемкость воды, Дж/кг⋅К;
ΔТв - разность температуры воды, сливаемой из установки (30°С) и подаваемой в нее (0°С-27°С);
ρв - плотность воды, кг/м3.
Сущность технического решения поясняется чертежом, где изображено устройство для реализации заявленного способа термической обработки мелющих тел, состоящее из закалочной ванны 1 с конвейерной лентой 2 для транспортировки мелющих тел 3 из закалочной ванны внутри лотка (трубы) 4, в котором встречно движению мелющих тел на конвейере под напором подают воду 5. На сливном отверстии 6 из закалочной ванны 1 установлен датчик 7 температуры воды, по данным замера на котором регулируют объем подачи воды.
После операции горячей штамповки или прокатки мелющие тела с температурой 900°-1250°С под действием силы тяжести падают на ленту наклонного конвейера 2 в закалочную ванну 1. Конвейерная лента транспортирует мелющие тела 3 из закалочной ванны внутри лотка (трубы) 4, в котором встречно движению конвейерной ленты подают воду 5, объем подачи (расход) которой регулируют по данным датчика 7 температуры воды на сливе 6 из закалочной ванны 1 и данным по температуре воды на входе. При заданной производительности штамповочных операций или прокатки мелющих тел объем подачи воды должен обеспечивать температуру на сливе из закалочной ванны не более 30°С, даже в случаях достижения температуры воды на входе (поступающей с градирни в летнее время) значений до 25-29°С, что гарантирует стабильность получения твердости по Роквеллу при замере на поверхности и переточки до
Figure 00000001
диаметра мелющих тел.
Пример
Горячую штамповку мелющих тел цилиндрической формы диаметром 25 мм, длиной 40 мм из стали марки ст. 70 осуществляли на высадочном автомате АМР-30 в калибровочном цехе ОАО «ММК-МЕТИЗ» с проведением индукционного нагрева заготовки под высадку. После операции горячей штамповки мелющие тела с температурой 900°-1250°С под действием силы тяжести падали в закалочную ванну на ленту конвейера. В момент погружения мелющего тела в закалочную среду вокруг него образуется пленка перегретого пара, охлаждение происходит через слой этой паровой рубашки, то есть относительно медленно. По мере охлаждения температура поверхности мелющего тела достигает значения, при котором паровая рубашка разрывается и жидкость начинает кипеть на поверхности мелющего тела, что значительно ускоряет скорость охлаждения. Разрыву паровой рубашки способствует и напор воды, подающейся в лоток встречно движению конвейера с мелющими телами. Объем подачи (расхода) воды в лоток определяется по формуле:
Vв=(Cм⋅ΔTм⋅mм⋅N)/(Cв⋅ΔTв⋅ρв)
Как следует из приведенной формулы, расход воды определяют в основном температурными параметрами при закалке мелющих тел. В таблице 1 приведены данные по твердости мелющих тел в зависимости от расхода воды и температуры на входе и сливе из закалочного бака на рассматриваемом выше примере горячей штамповки мелющих тел на горячевысадочном автомате AMP-30 с производительностью 100 шт./мин и максимально-возможным значением ΔТм=1250-300=950°С.
Исследование полученных после закалки по предлагаемому способу мелющих тел показало:
- макроструктуру наружной поверхности без трещин благодаря замедленному охлаждению в «паровой рубашке» на первом этапе процесса;
- твердость поверхностного слоя мелющих тел составила 55-60 ед. по HRC, что обеспечило высокую стойкость изделий в процессе размола;
- твердость внутренних ускоренно охлажденных слоев мелющих тел (при замере твердости на шлифах при переточке до
Figure 00000001
диаметра изделия) показало более высокий уровень значений твердости HRC 62-67 ед. Данный показатель характеризует запас прочностных свойств мелющих тел, необходимый для увеличения их стойкости при размоле породы в барабанных мельницах с учетом того, что в процессе размола температура достигает значения 300°-350°С, что соответствует температуре отпуска изделий.
Реализация предлагаемого способа существенно сокращает количество технологических операций и оборудования при закалке мелющих тел, снижает себестоимость процесса и улучшает эксплуатационные показатели и качество мелющих тел.
Figure 00000002
Figure 00000003

Claims (11)

  1. Способ термической обработки мелющих тел из углеродистой и легированной стали, включающий закалку с температуры штамповки или прокатки в ванне с водой, имеющей конвейер для транспортировки мелющих тел из ванны, отличающийся тем, что закалку мелющих тел осуществляют с температуры 900-1250°C на наклонном конвейере, размещенном внутри лотка, в котором встречно движению мелющего тела на конвейере подают воду с регулируемым объемом расхода, который определяют по формуле:
  2. Vв=(Cм⋅ΔTм⋅mм⋅N)/(Cв⋅ΔTв⋅ρв),
  3. где
  4. Vв - объем расхода воды, м3/мин;
  5. См - удельная теплоемкость стали, Дж/кг⋅К;
  6. ΔТм - разность температур мелющего тела в начале при 900-1250°C и в конце при 300-350°C закалки;
  7. mм - вес мелющего тела, кг;
  8. N - производительность прокатного или штамповочного оборудования шт./мин;
  9. Св - удельная теплоемкость воды, Дж/кг⋅К;
  10. ΔТв - разность температуры воды, сливаемой из установки при 30°C и подаваемой в нее при 0°C-29°C;
  11. ρв - плотность воды, кг/м3.
RU2016139895A 2016-10-10 2016-10-10 Способ термической обработки мелющих тел RU2632504C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016139895A RU2632504C1 (ru) 2016-10-10 2016-10-10 Способ термической обработки мелющих тел

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016139895A RU2632504C1 (ru) 2016-10-10 2016-10-10 Способ термической обработки мелющих тел

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2632504C1 true RU2632504C1 (ru) 2017-10-05

Family

ID=60040827

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016139895A RU2632504C1 (ru) 2016-10-10 2016-10-10 Способ термической обработки мелющих тел

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2632504C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU688525A1 (ru) * 1977-10-17 1979-09-30 Украинский Государственный Институт По Проектированию Металлургических Заводов "Укргипромез" Устройство дл закалки шаров
SU1235943A1 (ru) * 1983-11-05 1986-06-07 Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт Им.Л.И.Брежнева Способ закалки мелющих шаров
SU1223639A1 (ru) * 1983-05-24 1987-07-23 Сибирский Государственный Институт По Проектированию Металлургических Заводов Устройство дл закалки металлургических шаров
EP1187944B1 (en) * 1999-06-17 2002-12-04 SKF Engineering & Research Centre B.V. Rolling structure steel
UA28744U (en) * 2007-07-02 2007-12-25 Mykhailo Mykolaiovych Brykov Method for threshing balls production
RU2455369C1 (ru) * 2011-05-06 2012-07-10 Открытое акционерное общество "ПРОМКО" Устройство и способ термической обработки шаров

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU688525A1 (ru) * 1977-10-17 1979-09-30 Украинский Государственный Институт По Проектированию Металлургических Заводов "Укргипромез" Устройство дл закалки шаров
SU1223639A1 (ru) * 1983-05-24 1987-07-23 Сибирский Государственный Институт По Проектированию Металлургических Заводов Устройство дл закалки металлургических шаров
SU1235943A1 (ru) * 1983-11-05 1986-06-07 Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт Им.Л.И.Брежнева Способ закалки мелющих шаров
EP1187944B1 (en) * 1999-06-17 2002-12-04 SKF Engineering & Research Centre B.V. Rolling structure steel
UA28744U (en) * 2007-07-02 2007-12-25 Mykhailo Mykolaiovych Brykov Method for threshing balls production
RU2455369C1 (ru) * 2011-05-06 2012-07-10 Открытое акционерное общество "ПРОМКО" Устройство и способ термической обработки шаров

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104032117B (zh) 一种超高硬度有色金属冷轧辊的热处理方法
CN103352107B (zh) 一种锻造磨球等温控制淬火装置及方法
RU2596737C1 (ru) Способ производства стальных мелющих шаров
RU2455369C1 (ru) Устройство и способ термической обработки шаров
CN103276297A (zh) 一种自接式高强度绳索取心钻杆用无缝钢管及其制造方法
US20230332261A1 (en) Method for manufacturing equal-hardness cr5 back up roll
CN108070703A (zh) 一种轴承热处理工艺
RU2632504C1 (ru) Способ термической обработки мелющих тел
RU2370549C2 (ru) Автоматическая линия для изготовления пружин
CN105364412A (zh) 一种冷拔高强度精镗滚压管的制造方法
CN102861784A (zh) 中碳铬镍钼钒合金钢无缝钢管及其生产方法
CN111926165A (zh) 一种60Si2CrA弹簧钢的热处理工艺
WO2016027207A1 (en) A method of hardening die surfaces
CN108531920A (zh) 一种液压柱塞工件的前处理工艺
CN104525568A (zh) 渗碳轴承钢无缝钢管的加工方法
CN106868258A (zh) 一种高碳铬钢碳化物超细化处理工艺
CN105018704B (zh) 一种耐磨钢棒及其生产方法
CN111589870B (zh) 一种采用Φ200mm圆管坯生产稀土轴承无缝钢管的方法
CN104946859A (zh) 六角法兰螺母的热处理调制工艺
CN107619912A (zh) 余温正火工艺
RU2804745C1 (ru) Способ производства мелющих шаров из стали
UA28744U (en) Method for threshing balls production
CN104120353A (zh) 一种球磨机用耐磨钢球
CN115323124A (zh) 一种利用淬火余热回火的车轮生产方法、一种车轮
CN111101077A (zh) 一种低成本高耐磨的张减径辊及其热处理工艺