Мелющее тело для шаровых мельниц

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к мелющим телам для шаровых мельниц, используемых для размола руд, угля, клинкера и других материалов в металлургической, цементной, угольной отраслях промышленности, а также при производстве огнеупоров и строительных материалов. Техническим результатом изобретения является получение мелющего тела с высокой износостойкостью, высокой устойчивостью против раскалывания при ударах в мельнице, а также с заданным сочетанием прочностных характеристик поверхностного слоя и сердцевины шара. Для достижения технического результата мелющее тело для шаровых мельниц, выполнено в форме шара из углеродистой конструкционной стали с пониженной прокаливаемостью с содержанием углерода от 0,40-0,80 мас. %, подвергнутой объемно-поверхностной закалке с самоотпуском или отпуском в печи. При этом микроструктура поверхностного слоя шара представляет собой отпущенный мартенсит с размером действительного зерна аустенита 11-14 баллов, глубина слоя отпущенного мартенсита выбрана равной 0,05-0,35 от его диаметра, твердость поверхностного слоя выбрана больше 59 HRCэ, а микроструктура сердцевины шара представляет собой троостит или троостосорбит с твердостью более 30 HRCэ. При этом глубина слоя поверхностного отпущенного мартенсита поверхностного слоя шара выбрана равной 0,25-0,35 от диаметра шара, а микроструктура сердцевины шара представляет собой троостомартенсит или троостит с твердостью больше 45 HRCэ. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к мелющим телам для шаровых мельниц, используемых для размола руд, угля, клинкера и других материалов в металлургической, цементной, угольной отраслях промышленности, а также при производстве огнеупоров и строительных материалов.

Известен мелющий шар для шаровых мельниц, выполненный из закаленной и отпущенной стали (см. ГОСТ 7524 - 89. Государственный комитет СССР по стандартам. - Москва, 1989 г.).

Однако известное мелющее тело для шаровых мельниц обладает недостаточной износостойкостью, имеет недостаточные прочностные характеристики, низкую устойчивость против раскалывания при ударах в мельнице и, как следствие, низким сроком службы, высокой вероятностью трещинообразования после закалки и отпуска при получении мелющего шара с твердостью его поверхности более 52 НКСэ.

Известно мелющее тело для шаровых мельниц, выполненное в форме шара из углеродистой конструкционной стали, подвергнутое закалке и самоотпуску с получением в поверхностном слое микроструктуры отпущенного мартенсита, а в сердцевине - троостита или троостосорбита (см. Авторское свидетельство СССР 1344793, МПК 7 С 21 D 9/36, 15.10.1987, 3 с.).

Однако известное мелющее тело для шаровых мельниц обладает недостаточной износостойкостью, имеет недостаточные прочностные характеристики, низкую устойчивость против раскалывания при ударах в мельнице и, как следствие, низким сроком службы, высокой вероятностью трещинообразования после закалки и отпуска при получении мелющего шара с твердостью его поверхности более 52 НКСэ.

Технической задачей изобретения является устранение перечисленных недостатков и создание мелющего тела для шаровых мельниц, имеющего высокий срок службы, обладающего высокой износостойкостью, высокой устойчивостью против раскалывания при ударах в мельнице, а также обладающего заданным сочетанием прочностных характеристик поверхностного слоя и сердцевины шара при твердости его поверхностного слоя более 52 НКСэ и без трещинообразования после закалки и отпуска.

Технический результат достигается тем, что предложено мелющее тело для шаровых мельниц, выполненное в форме шара из углеродистой конструкционной стали, подвергнутое закалке и самоотпуску с получением в поверхностном слое микроструктуры отпущенного мартенсита, а в сердцевине - троостита или троостосорбита, отличительной особенностью которого является то, что тело выполнено из стали с пониженной прокаливаемостью с содержанием углерода 0,4-0,8 мас. %, имеет глубину поверхностного слоя отпущенного мартенсита в пределах 0,05-0,35 от его диаметра, твердость больше 59 HRСэ и твердость сердцевины более 30 HRСэ, при этом микроструктура тела получена из исходного аустенита, имеющего действительный размер зерна 11-14 баллов. Кроме того, тело имеет глубину поверхностного слоя отпущенного мартенсита в пределах 0,25-0,35 от его диаметра и твердость сердцевины больше 45 HRСэ.

В течение длительных экспериментальных сравнительных испытаний известных и предложенных мелющих тел при размоле идентичных материалов в шаровых мельницах было установлено, что с использованием всех отличительных параметров предложенного мелющего тела достигнута его высокая износостойкость, высокая устойчивость против раскалывания при ударах в мельнице, а также достигнуто заданное сочетание прочностных характеристик поверхностного слоя и сердцевины.

Срок службы предложенного мелющего тела на 15-30% превышает срок службы шаров, изготовленных из традиционных углеродистых, легированных и рельсовых сталей, при этом потеря массы предложенного мелющего тела по сравнению с известным меньше на 20-25%.

Содержание углерода в стали с пониженной прокаливаемостью для предложенного мелющего тела выбрано 0,40-0,80 мас.%, причем конкретная величина углерода выбирается в зависимости от требуемой твердости сердцевины и диаметра шара.

Поверхностный слой выбран в пределах 0,05-0,35 от диаметра изготавливаемого шара и представляет собой отпущенный мартенсит с твердостью более 59 НКСэ.

Твердость сердцевины предложенного мелющего тела составляет 30-45 НКСэ или более 45 HRСэ для шаров различного диаметра.

Микроструктура тела получена из исходного аустенита, имеющего действительный размер зерна 11-14 баллов.

Оптимальное соотношение высокой твердости поверхностного слоя и необходимой твердости сердцевины шара за счет применения стали с пониженной прокаливаемостью обеспечивает получение высокой устойчивости против растрескивания шаров после их закалки и получение высокой устойчивости против раскалывания шаров при их эксплуатации в шаровых мельницах при одновременной их высокой износостойкости. Все это обеспечивает предложенному мелющему телу значительное повышение его срока службы по сравнению с известным мелющим телом.

Следует отметить, что изготовление предложенных мелющих тел для шаровых мельниц из углеродистой конструкционной стали с пониженной прокаливаемостью целесообразнее изготовления известных мелющих тел по традиционной технологии и из традиционных материалов из-за значительного снижения трудозатрат при их термической обработке, а также за счет повышения качества их изготовления. Технология изготовления предложенного мелющего шара включает нагрев прутков в печи или в индукторе токами ТВЧ, прокатку шаров на шаропрокатных станах поперечно-винтовой или поперечно-клиновой прокатки с последующей объемно-поверхностной закалкой шаров с прокатного нагрева с самоотпуском и является предметом "НОУ-ХАУ".

Предложенное мелющее тело для шаровых мельниц выполнено в форме шара и не требует дополнительных графических пояснений.

Эксплуатация предложенного мелющего тела в шаровых мельницах является стандартной и не отличается от существующей в настоящее время.

Формула изобретения

1. Мелющее тело для шаровых мельниц, выполненное в форме шара из углеродистой конструкционной стали, подвергнутое закалке и самоотпуску с получением в поверхностном слое микроструктуры отпущенного мартенсита, а в сердцевине - троостита или троостосорбита, отличающееся тем, что тело выполнено из стали с пониженной прокаливаемостью с содержанием углерода 0,4 - 0,8 мас.%, имеет глубину поверхностного слоя отпущенного мартенсита в пределах 0,05 - 0,35 от его диаметра и твердость больше 59 HRCэ, твердость сердцевины более 30 HRCэ, при этом микроструктура тела получена из исходного аустенита, имеющего действительный размер зерна 11-14.

2. Мелющее тело по п.1, отличающееся тем, что тело имеет глубину поверхностного слоя отпущенного мартенсита в пределах 0,25 - 0,35 от его диаметра и твердость сердцевины больше 45 HRCэ.

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 05.03.2008

Извещение опубликовано: 27.02.2009        БИ: 06/2009

MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины заподдержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 05.03.2010

Дата публикации: 10.05.2011



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к термической обработке в металлургическом производстве и касается устройств для закалки металлических шаров с прокатного нагрева

Изобретение относится к металлургии, в частности к термической обработке мелющих шаров при их производстве

Изобретение относится к термообработке изделий и может быть использовано для закалки металлических шаров

Изобретение относится к термической обработке в области черной металлургии и может быть использовано для термообработки изделий
Изобретение относится к термической обработке в области черной металлургии и может быть использовано для термообработки изделий

Изобретение относится к области термообработки и может быть использовано на заводах машиностроительной отрасли промышленности для производства напольных шаров прокаткой и ковкой

Изобретение относится к термической обработки стали, а именно к закалке трубчатых деталей, в частности полых роликов для подшипников качения, используемых в буксах железнодорожных вагонов и локомотивов

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при упрочнении торсионных валов

Изобретение относится к области термической обработки изделий с применением индукционного нагрева, в частности шаров (мелющие тела, шарики подшипников качения и клапанов в гидравлических системах, в том числе высокоизносостойкие шарики в клапанах глубинных насосов и др.)

Изобретение относится к оборудованию для термической обработки изделий шарообразной формы, в частности в массовых производствах мелющих тел, шариков подшипников качения и клапанов в гидравлических системах, в том числе высокоизносостойких шариков в обратных клапанах глубинных насосов для нефтедобычи и др
Изобретение относится к области металлургии и литейному производству

Изобретение относится к оборудованию для термической обработки изделий шарообразной формы, в частности в массовых производствах мелющих тел, шариков подшипников качения и клапанов в гидравлических системах

Изобретение относится к области термической обработки изделий и предназначено для использования в черной металлургии и машиностроении, преимущественно при производстве мелющих шаров

Изобретение относится к изготовлению мелющих шаров. Осуществляют 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. Изготавливают квадратную непрерывнолитую заготовку сечением (100-150)×(100-150) мм. 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. В результате повышается эксплуатационная стойкость шаров, обеспечивается равномерная твердость по сечению шара, высокая твердость на его поверхности и в центральной зоне и исключается образование трещин. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

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.

Группа изобретений относится к термической обработке изделий и используется в черной металлургии и машиностроении, например, при производстве мелющих шаров. Шары стальные мелющие предназначены для использования в шаровых мельницах барабанного типа в угольной, горнорудной, цементной и других отраслях промышленности. Способ термической обработки шаров после горячештамповочного или прокатного нагрева включает выравнивание температуры шаров на воздухе, закалку с температуры закалки в воде, путем охлаждения шаров во вращающемся закалочном барабане, и отпуск, при этом выравнивание температуры шаров на воздухе производят до температуры закалки, при их обособленном единичном размещении, закалку шаров производят до температуры ниже точки начала мартенситных превращений Мн, при равномерном распределении шаров по рабочей поверхности закалочного барабана и их обособленном размещении в ячейках, с омыванием шаров водой, далее проводят низкотемпературный отпуск шаров в отпускной печи, в которой шары сначала нагревают до температуры отпуска, затем проводят их термостатирование. Заявлено также устройство термической обработки шаров. Изобретение позволяет увеличить срок службы мелющих шаров и гарантированно получать шары стабильно высокого качества. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к мелющим телам для шаровых мельниц, используемых для размола руд, угля, клинкера и других материалов в металлургической, цементной, угольной отраслях промышленности, а также при производстве огнеупоров и строительных материалов

Наверх