Исследования в области оптимизации химического состава и термической обработки стальных шаров для мельниц

Павел Сергеевич Великородный

doi:10.52575/2687-0959-2025-57-3-243-248

Авторы

Павел Сергеевич Великородный Белгородский государственный национальный исследовательский университет

DOI:

https://doi.org/10.52575/2687-0959-2025-57-3-243-248

Ключевые слова:

химический состав, термообработка, стальной шар, мелющее тело, шаровая мельница, винтовая прокатка, измельчение руды

Аннотация

Проведен анализ российских и зарубежных исследований в сфере производителей мелющих шаров различных размеров для металлургической, горно-обогатительной и другой промышленности. Рассмотрены основные направления для улучшения химического состава стали при производстве мелющих шаров, а также исследования, оптимизирующие термическую обработку мелющих тел для повышения их механических характеристик. Повышение твердости шара при сохранении им стойкости к ударным и абразивным нагрузкам является актуальной задачей в настоящее время. Основные же дефекты мелющих тел – это трещины внутри шара, различного рода включения. Дефекты негативно влияют на механические и эксплуатационные характеристики шара, ухудшая их. Для решения данных задач необходимо оптимальное содержание кислорода, углерода и легирующих элементов в стали. Моделирование процесса изготовления шаров перед их реальным производством продукции помогает предварительно высчитать необходимые параметры, что позволяет скорректировать структуру шара.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биография автора

Павел Сергеевич Великородный, Белгородский государственный национальный исследовательский университет

аспирант, Белгородский государственный национальный исследовательский университет,
г. Белгород, Россия
E-mail: pasha.sergeevich.2000@mail.ru
ORCID: 0009-0003-5977-6380

Библиографические ссылки

Список литературы

Крутилин А.Н., Бестужев Н.И., Бестужев А.Н., Каленкович Д.Н. Мелющие тела. Проблемы. Перспективы. Литье и металлургия. 2009;4(53)26-33.

Umucu Y., Deniz V. The effect of ball type in fine particles grinding on kinetic breakage parameters. Inzynieria Mineralna. 2015;16(1):197–203.

Tofil A., Pater Z. Overview of the research on roll forging process. Advances in Science and Technology Research Journal. 2017;11(2):72-86.

Кузьмин С.О. Влияние режима термоупрочнения на объемную износостойкость мелющих шаров из низколегированных марок стали. Вестник Приазовского государственного технического университета. Технические науки. 2011;23:117–126.

Рахутин М.Г., Бойко П.Ф. Пути совершенствования методов оценки основных характеристик мелющих шаров. Уголь. 2017;12:49-51.

Вавилкин Н.М., Челноков В.В. К выбору материала для производства мелющих шаров. Известия вузов. Черная металлургия. 2002;1:41-46.

Уманский А.А., Симачев А.С., Думова Л.В., Сафонов С.О. Исследования влияния химического состава рельсовой стали марки К76Ф на ударную стойкость мелющих шаров. Металлургия: технологии, инновации, качество. Труды XXIII Международной научно-практической конференции в 2-х частях. Новокузнецк, 323-327, 2022.

Уманский А.А., Байдин В.В., Симачев А.С. Исследование влияния химического состава сталей для производства мелющих шаров на их деформационные характеристики. Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2024;67(6):637-643. DOI 10.17073/0368-0797-2024-6-637-643

Морозов И.С., Уманский А.А., Протопопов Е.В., Симачев А.С. Совершенствование технологии выплавки и внепечной обработки специализированных конвертерных сталей для производства мелющих шаров. Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2024;1(47):127-134. DOI 10.57070/2304-4497-2024-1(47)-127-13

Шевченко О.И., Лановенко И.Э., Рубцов В.Ю., Опарин А.С. Подстуживание мелющих шаров перед закалкой. Моделирование и эксперимент. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2022;24(4):35-40. DOI 10.15593/2224-9877/2022.4.04

Папоян Р.С. Исследование процесса закалки и прокаливаемости стальных шаров марки ХГС. Вестник Национального политехнического университета Армении. Металлургия, материаловедение, недропользование. 2020;2:31-44.

Шевченко О.И., Галимьянов И.К., Шварц Д.Л., Рубцов В.Ю. Моделирование термической обработки мелющих шаров в программных пакетах JMATPRO и Deform. Инновационные технологии в материаловедении и машиностроении (ИТММ-2023). Материалы VII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Пермь, 329-333, 2023.

Rassim Y., Sadeddine A., Bradai M.A., Aissat S., Benabbas A. Investigation on the influence of tempering on microstructure and wear properties of high alloy chromium cast iron. Advances in Materials Science. 2021;2(68):65-76.

Shi F., Xie W. A specific energy-based size reduction model for batch grinding ball mill. Minerals. 2015; 70(20):130–140.

Хлыст И.С., Кузьмиченко В.М., Громышев Е.В., Хлыст С.В., Шестаков А.Н., Иванов А.Г. и др. Способ термической обработки стальных шаров и устройство для закалки стальных шаров. Патент РФ, № 2766621C1. 2022.

Лановенко И.Э., Соколов К.Е., Шведов К.Н., Скороходов А.А., Рубцов В.Ю., Борисов С.В. и др. Способ производства мелющих шаров из стали. Патент РФ, № 2804745C1. 2023.

References

Krutilin AN, Bestuzhev NI, Bestuzhev AN, Kalenkovich DN. Melyushie tela. Grinding bodies. Problems. Prospects. Lite i metallurgiya. 2009;4(53)26-33.

Umucu Y, Deniz V. The effect of ball type in fine particles grinding on kinetic breakage parameters. Inzynieria Mineralna. 2015;16(1):197–203.

Tofil A, Pater Z. Overview of the research on roll forging process. Advances in Science and Technology Research Journal. 2017;11(2):72-86.

Kuzmin SO. Vliyanie rezhima termouprochneniya na obemnuyu iznosostoikost melyushih sharov iz nizkolegi- rovannyh marok stali. [Effect of heat hardening mode on volumetric wear resistance of grinding balls made of low-alloy steel grades.] Vestnik Priazovskogo tehnologicheskogo universiteta. Inzhenernie nauki. 2011;23:117–126.

Rahutin MG, Boyko PF. Puti sovershenstvovaniya metodov ocenki osnovnyh harakteristik melyushih sharov. [Ways to improve methods for assessing the main characteristics of grinding balls.] Ugol. 2017;12:49–51.

Vavilkin NM, Chelnokov VV. K vyboru materiala dlya proizvodstva melyushih sharov. [On the selection of material for the production of grinding balls.] Izvestiya vuzov. Chernaya metallurgiya. 2002;1:41–46.

Umanskiy A.A., Simachev AS, Dumova LV, Safonov SO. Issledovaniya vliyaniya himicheskogo sostava relsovoi stali marki K76F na udarnuyu stoikost melyushih sharov. [Study of the influence of chemical composition of K76F rail steel on the impact resistance of grinding balls.] Metallurgiya: tehnologii, innovacii, kachestvo. Trudy XXIII Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferencii v 2-h chastyah. Novokuznetsk, 323-327, 2022.

Umanskiy AA, Baidin VV, Simachev AS. Issledovanie vliyaniya himicheskogo sostava stalei dlya proizvodstva melyushih sharov na ih deformacionnye harakteristiki. [Study of the influence of chemical composition of steels for the production of grinding balls on their deformation characteristics.] Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenii. Chernaya metallurgiya. 2024;67(6):637–643. DOI 10.17073/0368-0797-2024-6-637-643

Morozov IS, Umanskiy AA, Protopopov EV, Simachev AS. Sovershenstvovanie tehnologii vyplavki i vnepech- noi obrabotki specializirovannyh konverternyh stalei dlya proizvodstva melyushih sharov. [Improving the technology of smelting and extra-furnace treatment of specialized converter steels for the production of grinding balls.] Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo industrialnogo universiteta. 2024;1(47):127-134. DOI 10.57070/2304-4497-2024-1(47)-127-13

Shevchenko OI, Lanovenko IE, Rubtsov VYu, Oparin AS. Podstuzhivanie melyushih sharov pered zakalkoi. Modelirovanie i eksperiment. [Cooling of grinding balls before hardening. Modeling and experiment.] Vestnik Permskogo nacionalnogo issledovatelskogo politehnicheskogo universiteta. Mashinostroenie, materialovedenie. 2022;24(4):35-40. DOI 10.15593/2224-9877/2022.4.04

Papoyan RS. Issledovanie processa zakalki i prokalivaemosti stalnyh sharov marki HGS. [Study of the process of hardening and hardenability of steel balls of the KhGS brand.] Vestnik Nacionalnogo politehnicheskogo universiteta Armenii. Metallurgiya, materialovedenie, nedropolzovanie. 2020;2:31-44.

Shevchenko OI, Galimyanov IK, Shvarts DL, Rubtsov VYu. Modelirovanie termicheskoi obrabotki melyushih sharov v programmnyh paketah JMATPRO i Deform. [Modeling of heat treatment of grinding balls in the JMATPRO and Deform software packages.] Innovacionnye tehnologii v materialovedenii i mashinostroenii (ITMM-2023). Materialy VII Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem. Perm, 329-333, 2023.

Rassim Y, Sadeddine A, Bradai MA, Aissat S, Benabbas A. Investigation on the influence of tempering on microstructure and wear properties of high alloy chromium cast iron. Advances in Materials Science. 2021;2(68):65-76.

Shi F, Xie W. A specific energy-based size reduction model for batch grinding ball mill. Minerals. 2015;70(20): 130–140.

RU Patent №2766621C1, 2022.03.15. Sposob termicheskoj obrabotki stalnyh sharov i ustroistvo dlya zakalki stalnyh sharov. [Method of heat treatment of steel balls and device for hardening steel balls.] Khlyst IS., Kuzmichenko VM., Gromyshev EV., Khlyst SV., Shestakov AN., Ivanov AG., Kirichenko MN., Pshenichnikov PA.

RU Patent №2804745C1, 2023.10.04. Sposob proizvodstva melyushih sharov iz stali. [Ability to produce small balls from steel.] Lanovenko IE., Sokolov KE., Shvedov KN., Skorokhodov AA., Rubtsov VYu., Borisov SV., Kazakovtsev MA., Gaev DV.