RU2429938C1

RU2429938C1 - Milling beat manufacturing method

Info

Publication number: RU2429938C1
Application number: RU2010104341/02A
Authority: RU
Inventors: Гизар Нигъматьянович Миннеханов (RU); Гизар Нигъматьянович Миннеханов; Руслан Гизарович Миннеханов (RU); Руслан Гизарович Миннеханов
Original assignee: Руслан Гизарович Миннеханов
Priority date: 2010-02-08
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2011-09-27
Also published as: RU2010104341A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: insert from chromium cast iron modified with nanodisperse powders of heat-resistant particles is obtained by die casting. Insert is heated to 50-300°C and installed into casting mould. Beat base is made by casting of steel modified with nanodisperse powders of pyrocarbon and (or) silicon oxide into casting mould. Modification of steel melt provides formation of castings with increased ductility. Projections and/or holes are made on the insert for its mechanical attachment to the base. After the casting the combined beats are subject to normalisation with further drawing.

EFFECT: reducing the probability of formation of hot cracks at hindered contraction and increasing strength properties of beats.

1 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в литейном производстве при изготовлении размольных бил для измельчения хрупких материалов, например каменного угля.The invention relates to the field of metallurgy and can be used in foundry in the manufacture of grinding mills for grinding brittle materials, such as coal.

Известен способ изготовления размольных бил, включающий расплавление шихты из стали 110Г13Л, заливку ее в литейную форму, охлаждение отливки и ее термообработку /Давыдов Н.Г. Высокомарганцовистая сталь. М.: Металлургия, 1979. 176 с./.A known method of manufacturing grinding mills, including the melting of a charge of steel 110G13L, pouring it into a mold, cooling the casting and its heat treatment / Davydov N.G. High manganese steel. M .: Metallurgy, 1979. 176 p. /.

Отливки из данной стали характеризуются повышенной износостойкостью при ударно-абразивном износе за счет поверхностного наклепа от ударных нагрузок. Однако при отсутствии ударных нагрузок или же при их недостаточной величине износостойкость отливок сохраняется на уровне углеродистых сталей.Castings from this steel are characterized by increased wear resistance during impact-abrasive wear due to surface hardening from impact loads. However, in the absence of shock loads or in case of their insufficient value, the wear resistance of castings remains at the level of carbon steels.

Известен способ повышения износостойкости отливок за счет их изготовления из хромистых чугунов, обладающих высокой износостойкостью в абразивных средах /Цыпин И.И. Белые износостойкие чугуны. М.: Металлургия, 1983. 176 с./. Однако отливки из данных материалов характеризуются повышенной хрупкостью, что исключает возможность их использования в качестве материала для изготовления размольных бил, работающих в условиях ударно-абразивного износа.A known method of increasing the wear resistance of castings due to their manufacture from chromium cast irons having high wear resistance in abrasive media / Tsypin I.I. White wear-resistant cast irons. M .: Metallurgy, 1983. 176 p. /. However, castings from these materials are characterized by increased fragility, which excludes the possibility of their use as a material for the manufacture of grinding mills operating in conditions of impact-abrasive wear.

Наиболее близким техническим решением по достигаемому эффекту к заявляемому изобретению является способ изготовления комбинированных размольных бил для измельчения хрупких материалов, включающий установку в литейную форму вставки из хромистого чугуна, заливку расплавленной стали в литейную форму для формирования основания била, охлаждение отливки /А.с. №1576231 А1/. Хромистые чугуны характеризуются низкой теплопроводностью и градиент температуры при формировании комбинированных отливок приводит к возникновению больших внутренних напряжений, иногда разрушающих и саму вставку / Цыпин И.И. Белые износостойкие чугуны. М.: Металлургия, 1983. 176 с./. Известно, что стальные отливки в литом состоянии характеризуются низкой пластичностью и трещиностойкостью. Наличие затрудненной усадки, во время формирования основания била, приводит к возникновению горящих трещин в комбинированной отливке, определяющих преждевременный выход из строя изделия. Внутренние напряжения в самой вставке приводят к ее выкрашиванию при ударных нагрузках, что снижает износостойкость била.The closest technical solution for the achieved effect to the claimed invention is a method of manufacturing a combined grinding mill for grinding brittle materials, including installation of a chrome cast iron insert into a casting mold, pouring molten steel into a casting mold to form the base of the beat, cooling the casting / A.c. No. 1,576,231 A1 /. Chromium cast irons are characterized by low thermal conductivity and the temperature gradient during the formation of combined castings leads to the appearance of large internal stresses, sometimes destroying the insert itself / Tsypin I.I. White wear-resistant cast irons. M .: Metallurgy, 1983. 176 p. /. It is known that cast steel castings are characterized by low ductility and crack resistance. The presence of difficult shrinkage, during the formation of the base of the beat, leads to the occurrence of burning cracks in the combined casting, which determine the premature failure of the product. Internal stresses in the insert itself lead to its chipping under shock loads, which reduces the wear resistance of the beat.

Цель изобретения - повышение ресурса работы размольных бил.The purpose of the invention is to increase the service life of grinding mill.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом в изобретении способе изготовления размольных бил, включающем, установку в литейную форму вставки из хромистого чугуна, заливку расплавленной стали в литейную форму для оформления основания била и охлаждение отливки, вставку получают литьем в кокиль из хромистого чугуна, модифицированного нанодисперсными порошками тугоплавких частиц, а основание била выполняют из стали, модифицированной нанодисперсными порошками пироуглерода и/или окиси кремния, при этом на вставке выполняют выступы и/или отверстия для механической фиксации ее с основанием и перед установкой в литейную форму вставку нагревают до 50-300°С, а отливку подвергают термической обработке.This goal is achieved in that in the proposed invention, the method of manufacturing grinding beats, including installation of a chrome cast iron insert into a casting mold, pouring molten steel into a casting mold to form the base of the beat and cooling the casting, the insert is obtained by casting a modified chrome cast iron chill mold nanodispersed powders of refractory particles, and the base of the beat is made of steel modified with nanodispersed powders of pyrocarbon and / or silicon oxide, while the insert holes and / or holes for mechanically fixing it to the base and before installing it in the mold, the insert is heated to 50-300 ° C, and the casting is subjected to heat treatment.

Изготовление вставки методом литья в кокиль приводит к формированию оптимальной микроструктуры, определяющей наибольшую износостойкость вставки. Нагрев вставки до (50-300)°С смягчает термической удар при контакте вставки с жидким расплавом и устраняет вероятность образования на ней трещин. Повышение температуры выше 300°С приводит к местному размыву вставки жидкой сталью, что может привести к существенному изменению химического состава основания била. Выполнение на вставке выступов и (или) отверстий обеспечивает гарантированную фиксацию вставки в основании била за счет усадочных процессов при формировании и остывании отливки.The manufacture of an insert by chill casting leads to the formation of an optimal microstructure that determines the greatest wear resistance of the insert. Heating the insert to (50-300) ° C softens the thermal shock upon contact of the insert with liquid melt and eliminates the likelihood of cracking on it. An increase in temperature above 300 ° C leads to local erosion of the insert by liquid steel, which can lead to a significant change in the chemical composition of the base of the beat. The implementation on the insertion of the protrusions and (or) holes provides guaranteed fixation of the insert at the base of the beat due to shrinkage processes during the formation and cooling of the casting.

Модифицирование расплава наночастицами тугоплавких соединений обеспечивает формирование отливок с повышенной литой пластичностью, что исключает вероятность образования горящих трещин при затрудненной усадке.Modification of the melt by nanoparticles of refractory compounds provides the formation of castings with increased cast ductility, which eliminates the possibility of the formation of burning cracks with difficult shrinkage.

Била после литья подвергается термообработке по режиму: нормализация с последующим отпуском, обеспечивающим наибольший уровень прочностных и пластических свойств.After casting, the saw is subjected to heat treatment according to the regime: normalization with subsequent tempering, providing the highest level of strength and plastic properties.

Хромистые чугуны достигают наибольший уровень механических свойств и износостойкости при закалке на воздухе. При правильном подборе составов хромистого чугуна и углеродистой стали температурные режимы термообработки материалов совпадут. При этом основание била из углеродистой стали будет термообрабатываться по режиму - нормализация, а вставка из хромистого чугуна по режиму - закалка.Chromium cast irons achieve the highest level of mechanical properties and wear resistance during quenching in air. With the correct selection of the compositions of chrome cast iron and carbon steel, the temperature regimes of heat treatment of materials will coincide. In this case, the base of the carbon steel beater will be heat treated according to the normalization mode, and the insert made of chrome cast iron according to the mode will be quenched.

Способ опробовали при изготовлении размольных бил для измельчения угля на установках типа ММТ 1500/2510/750. В качестве основания била использовали среднеуглеродистые стали. В качестве вставки высокохромистые чугуны. Для модифицирования выбранных сталей и чугунов модификатор готовили методом прессования равномерной смеси порошков протектора и нанодисперсных порошков по а.с. СССР №13365577. Плавки проводили в индукционной печи ИСТ-016. Из высокохромистых чугунов предварительно отливали в кокиль вставки специальной конструкции. Перед установкой в форму вставки подогревали в термической печи. При температуре 1630-1650 сталь после раскисления модифицировали добавками, содержащими нанодисперсные порошки. После выдержки 30-60 секунд расплав выпускали в ковш, из которого заливали формы для получения комбинированных бил. После выбивки и очистки била подвергались термообработке по выбранным режимам.The method was tested in the manufacture of grinding mills for grinding coal in plants of the type MMT 1500/2510/750. Medium carbon steels were used as the base of the beat. As an insert, high-chromium cast irons. To modify the selected steels and cast irons, the modifier was prepared by pressing a uniform mixture of tread powders and nanodispersed powders by a.s. USSR No. 13365577. The melts were carried out in an induction furnace IST-016. From high-chromium cast irons, inserts of a special design were preliminarily cast into the chill mold. Before installation in the form of the insert was heated in a thermal furnace. After 1630-1650, steel after deoxidation was modified with additives containing nanosized powders. After holding for 30-60 seconds, the melt was released into a ladle from which molds were poured to obtain combined beats. After knocking out and cleaning the beaters, they were subjected to heat treatment according to the selected modes.

Эффективность известного и предложенного способов изготовления размольных бил оценивали по величине износа бил на мельнице ММТ 1500/2510/750. По каждому режиму были испытаны три била, установленные в разных зонах мельницы. В качестве оценочного параметра была принята усредненная относительная убыль массы била за 500 часов работы мельницы. В качестве эталонного образца были использованы стандартные била из стали 110Г13Л. Полученные результаты приведены в таблице.The effectiveness of the known and proposed methods for the manufacture of grinding mills was evaluated by the wear rate of the mills at the mill ММТ 1500/2510/750. For each mode, three beats installed in different zones of the mill were tested. The average relative relative mass loss of the beat over 500 hours of operation of the mill was taken as an estimation parameter. As a reference sample, standard bits made of steel 110G13L were used. The results are shown in the table.

Из полученных данных видно, что предложенный способ изготовления размольных бил позволяет увеличить ресурс работы мельницы в среднем на (20-30%) по сравнению с прототипом.From the obtained data it can be seen that the proposed method for the manufacture of grinding mills allows to increase the life of the mill on average (20-30%) compared with the prototype.

Экономическая эффективность от использования предложенного изобретения может быть определена из условия снижения потребности в билах на (20-30%), что равносильно снижению затрат на производство бил на (20-30%). Средняя себестоимость изготовления бил на ООО «НПФ «ЛиКОМ» г.Омск оставляет 32 рубля за килограмм. Экономическая эффективность от использования предложенного изобретения составит (6-9) рублей за килограмм. Известно, что вес била на мельницу составляет 14 кг. Эффективность от использования изобретения в пересчете на одно било составит в среднем 84 рубля. Если учесть снижение затрат на сокращение расходов на ремонт и обслуживание мельницы за счет увеличения межремонтного срока, то экономическая эффективность будет еще больше.The economic efficiency from the use of the proposed invention can be determined from the condition of reducing the need for bills by (20-30%), which is equivalent to reducing the cost of producing bills by (20-30%). The average cost of manufacturing a beat at OOO NPF LIKOM in Omsk leaves 32 rubles per kilogram. The economic efficiency from the use of the proposed invention will be (6-9) rubles per kilogram. It is known that the weight of the mill was 14 kg. The effectiveness of using the invention in terms of one beat will average 84 rubles. If we take into account the reduction in costs for reducing the costs of repair and maintenance of the mill by increasing the turnaround time, then the economic efficiency will be even greater.

Claims

A method of manufacturing grinding mills for grinding brittle materials, including installation of a chrome cast iron insert into a casting mold, pouring molten steel into a casting mold to form the base of the beat, cooling the casting, characterized in that the insert is produced by casting a chill from chrome cast iron modified with nanodispersed refractory powders particles, and the base of the beat is made of steel, modified with nanodispersed powders of pyrocarbon and / or silicon oxide, with protrusions and / or a verst for mechanical fixing it to the base and before installation in the mold, the insert is heated to 50-300 ° C, and the casting is subjected to heat treatment.