РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ВЫПУСКА СТАЛЬНЫХ МЕЛЮЩИХ ШАРОВ Ø50мм ПО ГОСТ 7524-2015 НА ЛИНИИ ШПС 80-120 В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ АО «УЗМЕТКОМБИНАТ»

АННОТАЦИЯ

Основной целью данной научно-экспериментальной работы является освоение и локализация выпуска импортозамещающей продукции стальных помольных шаров диаметром 50мм по ГОСТ 7524-2015, которые являются основным продуктом проката стали, применяемый в качестве основного элемента шаровых мельниц для переработки горной, цементной или угольной продукции. Кроме этого, стальные помольные шары имеют широкую сферу применения, в которую также включён процесс обогащения металлургической руды, производства стекла и строительных материалов. Для прокатки стальных помольных шаров на металлургических комбинатах применяются специальные шаропрокатные станы и оборудования.

Сегодняшнее требование развития металлургической отрасли включает в себя изучение существующих на сегодняшний день технологий и внедрения в производство научных разработок по модернизации и усовершенствованию этих технологий.

По данному направлению были выполнены ряд научных работ. Результаты внедрённых научных исследований дали возможность освоить выпуск стальных мелющих шаров диаметром 50мм в производственных условиях АО «Узметкомбинат»

ABSTRACT

The main goal of this scientific and experimental work is the development and localization of the production of import-substituting steel grinding balls with a diameter of 50mm in accordance with SS 7524-2015, which are the main product of rolled steel, used as the main element of ball mills for processing mining, cement or coal products. In addition, steel grinding balls have a wide range of applications, which also includes the process of beneficiation of metallurgical ore, glass production and building materials. For rolling steel grinding balls at metallurgical plants, special ball rolling mills and equipment are used.

Today's requirement for the development of the metallurgical industry includes the study of currently existing technologies and the introduction into production of scientific developments to modernize and improve these technologies.

A number of scientific works have been carried out in this area. The results of implemented scientific research made it possible to master the production of steel grinding balls with a diameter of 50mm in the production conditions of Uzmetkombinat JSC

Ключевые слова: стальные помольные шары, шаропрокатный стан, обогащение, винтовой калибр, винтовая реборда, направляющая линейка.

Keywords: steel grinding balls, ball rolling mill, beneficiation, screw gauge, screw flange, guide ruler.

Введение

Во исполнение пункта №33 протокола №56 визита Президента Республики Узбекистан г. Алмалык от 22.12.2021г. по обеспечению потребности в стальных мелющих шарах строящихся медно-обогатительных фабрик №3, №4, №5 в г. Алмалык а также приняв во внимание общий прогноз потребности АО «АГМК», АО «НГМК», АО «Узпромстройматериалы» в стальных мелющих шарах диаметром 40÷50мм в объёме 250,0 тысяч тонн в год, на кафедре «Теоретическая механика и теория механизмов и машин» Ташкентского государственного университета имени Ислама Каримова ведутся научно-исследовательские работы по кинематике и динамике кулачковых механизмов, шаропрокатных станов а также разработке калибровок шаропрокатных валков для прокатки стальных помольных шаров произвольного диаметра. На сегодняшний день измельчение сырья в самых различных отраслях промышленности нашей независимой республики недопустимо без специального металлургического оборудования, а также компонентов, правильно подобранных по габариту и объёму. Основным продуктом для измельчения горной, цементной или угольной продукции, а также для обогащения металлургической руды являются стальные помольные шары.

Стальные помольные шары выпускаются на специальных шаропрокатных станах горячекатаным методом. Основными рабочими элементами шаропрокатного стана являются шаропрокатные валки с винтовыми калибрами со смещённым центром ручьёв и направляющие линейки. 

Формообразование металла при прокатке в винтовых калибрах осуществляется за счёт изменения геометрии винтового калибра, а также удержании нагретой заготовки на оси прокатки направляющими линейками. 

Прокатка стальных помольных шаров на шаропрокатном комплексе

Шаропрокатный комплекс для прокатки стальных мелющих шаров состоит из электродвигателя, редуктора, промежуточного вала, шпинделей, шаропрокатного стана, нагревательной печи, заготовительного стана, вспомогательных устройств и толкателя. Электродвигатель служит для обеспечения вращательного движения, редуктор служит для обеспечения требуемого передаточного отношения, а также вращения шаропрокатных валков в одном направлении, промежуточный вал служит для обеспечения плавного вращения между двигателем и шаропрокатными валками, шпиндели служат для соединения редуктором и шаропрокатным станом, нагревательная печь шагового типа служит для нагрева заготовки в виде слитков прямоугольной формы, заготовительный стан выполняет функцию прокатки круглой заготовки требуемого диаметра из нагретых слитков прямоугольной формы, вспомогательные оборудования обеспечивают транспортировку круглой заготовки определённой длины к рабочему столу шаропрокатного стана и толкатель служащий для внедрения силовым методом круглой заготовки в очаг деформации создаваемой винтовыми ребордами двух валков шаропрокатного стана.

Шаропрокатные валки имеют винтовые канавки с переменным шагом, при помощи которых захват заготовки валками выполняется за счёт установки их под определённым углом относительно оси прокатки.

Проведённые научно-исследовательские работы внедрены в производственное объединение АО «Узметкомбинат» результаты которых приводятся ниже.

Результаты проведение квалификационных испытаний

На квалификационные испытания для подтверждения стандартным требованиям ГОСТ 7524-2015 предъявлены стальные мелющие шары диаметром 50мм из литой заготовки сечением 120х120мм с плавки №24L0733

1. Результаты оценки технического уровня продукции

1.1. Химический состав плавки приведен в табл. 1.

Таблица 1

Химический состав стали:

 1.2. Химический состав стального мелющего шара приведен в табл. 2.

Таблица 2.

Химический состав стального мелющего шара:

Такие свойства стали, как прочность, пластичность, свариваемость, стойкость к коррозии, улучшаются легированием. Твердость же в сталях с ≥0,4% углерода можно нарастить закалкой – то есть нагревом выше критической температуры, выдержкой и быстрым охлаждением. Со сталями с углеродом менее 0,4% так не выйдет, но их можно подкалить или цементировать.

2. Оценка соответствия размеров и предельных отклонений по ГОСТ 7524-2015 приведены в табл. 3.

Таблица 3.

Оценка соответствия размеров и предельных отклонений:

Механические свойства стали играют большую роль в определении сферы применения той или иной марки. Корректный расчет предела прочности и грамотное использование ведут к длительной и безопасной эксплуатации изделий. Основными механическими свойствами стали являются твердость, пластичность, ударная вязкость. Они связаны с химическим составом стали и теми воздействиями, которые применяли по отношению к изделию: закалка, отжиг и отпуск. 

3. Механические свойства стальных мелющих шаров диаметром 50мм приведены в табл. 4

Таблица 4.

Механические свойства стальных мелющих шаров диаметром 50мм:

4. Качество поверхности шаров

На поверхности шаров отсутствуют трещины и дефекты, выводящие размеры шаров за предельные отклонения.

Заключения

На основании результатов испытаний стальных мелющих шаров диаметром 50мм можно сделать следующие выводы:

1. Содержание углерода стального мелющего шара соответствует требованиям ГОСТ 7524-2015;
2. Геометрические размеры стальных мелющих шаров диаметром 50мм соответствуют требованиям ГОСТ 7524-2015;
3. Механические свойства стальных мелющих шаров диаметром 50мм соответствуют требованиям по ГОСТ 7524-2015;
4. Освоение производства стальных мелющих шаров для шаровых мельниц диаметром 50мм на шаропрокатных станах №1 и №2 в ШПП считать законченным;
5. Существующая технология производства обеспечивает поставку заказчику стальных мелющих шаров 3 группы твёрдости диаметром 50мм для шаровых мельниц по ГОСТ 7524-2015.

Список литературы:

1. Национальная база данных законодательства Республики Узбекистан // Постановление Президента Республики Узбекистан, от 06.07.2022 г. № ПП-307 https://lex.uz/uz/docs/6102468.
2. Целиков А.И., Барбарич М.В., Васильчиков М.В., Грановский С.П., Жукевич-Стоша Е.А. Специальные прокатные станы. // –М.: Металлургия, 1971. –336 с.
3. Tofil, A. Overview of the research on roll forging process / A. Tofil, Z. Pater // Advances in Science and Technology Research Journal. - June 2017. - Volume 11. - Issue 2. - pp. 72-86.
4. Шевченко О.И., Трекин Г.Е., Рубцов В.Ю. Термическая обработка мелющих шаров в условиях нового шаропрокатного стана // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. – 2019. – Т.21, №3. – С. 110-117.
5. Рубцов В. Ю. Характер интенсивности износа шаропрокатных валков и критерии отбраковки // Труды XII Конгресса прокатчиков: сборник статей (Выкса, 08-10 октября 2019 г.). — Москва: ООО «Грин Принт», 2019. — Том I. — С. 187-191.