МЕЛЮЩЕЕ ТЕЛО

Полезная модель относится к области металлургии, машиностроения, а именно, к технологии термической обработки металлических изделий, и может быть использована для получения мелющих шаров и других мелющих тел, с высокими эксплуатационными свойствами.
Наиболее близким по сути техническим решением является мелющее тело по SU 1546141 А1, 28.02.1990, представляющее собой тело вращения, ограниченное двумя параллельными плоскостями, перпендикулярними оси вращения, где высота мелющего тела составляет 0,8-1,1 диаметра основания. Недостатком отмеченного известного технического решения является то, что данное мелющее тело обладает низкой твердостью и высокой хрупкостью, что является причиной его низкой эксплуатационной стойкости при использовании в шаровых мельницах.
В основу заявленной полезной модели поставлена задача усовершенствования мелющего тела.
Мелющее тело, отличающее тем, что оно выполнено в форме стального шара, сформированного литьем или деформацией путем поперечно-винтовой прокатки или штамповки или ковки фрагмента старопригодного рельса, при этом микроструктура тела состоит из мелкоигольчатого мартенсита-бейнита и твердость закаленного слоя составляет не ниже HRC 55.
При этом мелющее тело содержит снаружи закаленный слой, а внутри, после закаленного слоя, упрочненную центральную часть.
В состав предлагаемого мелющего тела входят такие элементы, как углерод, кремний, марганец, ванадий и/или титан, и/или любые другие химические элементы, которые могут входить в состав старопригодных рельсов из рельсовой стали.
Техническим результатом, который достигается при осуществлении полезной модели является улучшение характеристик мелющего тела.
Использование в качестве заготовок фрагментов старопригодных рельсов из рельсовой стали позволяет повысить эффективность производства мелющих тел, при этом полученное мелющее тело характеризуется высокой эксплуатационной стойкостью и твердостью.
Внутреннняя структура мелющего тела, в частности: снаружи - закаленный слой, а внутри, после закаленного слоя, - упрочненная центральную часть, также позволяет повысить эффективность производства мелющих тел, при этом полученное мелющее тело характеризуется высокой эксплуатационной стойкостью и твердостью.
К дополнительным задачам, которые решаются за счет заявленной полезной модели относятся: утилизация отработанных стальных рельсов, уменьшение себестоимости заготовок для мелющих тел.
Мелющее тело изготовлено из заготовки в виде фрагментов старопригодных рельсов. При этом могут использоваться следующие типы рельсов: Р43, Р50, Р65, Р75, КР70, КР80, КР100, КР120, КР140. Дальше осуществляют нагревание заготовок до температуры не ниже 850 град. С.
В Таблице 1 показана массовая часть элементов, которые входят в состав заготовок из рельсовой стали.
Далее осуществляют обработку нагретых заготовок методами поперечно-винтовой прокатки, штампования, ковки или литья. В результате получают шар из углеродной стали с мартенситно-бейнитной структурой. Такая микроструктура обеспечивает ее высокую твердость, износостойкость, прочность, и вязкость, в результате чего имеем высокую эксплуатационную стойкость.
Из фрагментов старопригодных рельсов обеспечивается производство мелющих шаров с предварительно с данным значением диаметра: 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 90, 100 или 120 мм, и других мелющих тел с высокой твердостью (не ниже HRC 55), износостойкостью и ударостойкостью, больше, чем у мелющих тел, изготовленных из проката горячекатаного круглого.
Таким образом для специалиста является понятным причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявленной полезной модели и техническим результатом. Также для специалиста является понятной возможность осуществления заявленной полезной модели.
Более, детально, способ получения мелющих тел осуществляется таким образом.
На вход конвейера подают заготовку в виде фрагментов старопригодных рельсов. При этом могут использоваться следующие типы рельсов: Р43, Р50, Р65, Р75, КР70, КР80, КР100, КР120, КР140. Регламентация температуры нагрева под прокатку заготовки в пределах 850…1100°С необходима для нормальной работы прокатной клети, получения в мелющих телах качественной поверхности и формы, которая удовлетворяет по своим параметрами требованиям стандарта, а также для достижения (в сочетании с другими параметрами термоупрочнение) необходимой температуры отпуска. В случае уменьшения температуры нагрева под прокатку ниже 850°С возникает пятнистая твердость готовых тел и не осуществляется отпуск, который приводит к растрескиванию мелющих тел и расколу в мельницах, а также приводит к поломкам прокатного оборудования за счет роста сопротивления металла пластической деформации. Увеличение температуры нагрева заготовки свыше 1100°С повышает середнемассовую температуру шаров, следствием чего есть снижения поверхностной и объъемной твердости. Кроме того, перегрев заготовки свыше 1100°С вызывает появление внутренних неоднородностей в мелющих телах в процессе их прокатки. Тела с такими неоднородностями (пустотностью) легко раскалываются при эксплуатации. Дальше осуществляют обработку нагретых заготовок методами поперечно-винтовой прокатки, штампования, ковки, литье, или другими способами. В результате получают мелющие тела из углеродной стали из мартенситно-бейнитной структурой. Такая микроструктура обеспечивает их высокую твердость, износостойкость, прочность, и вязкость, в результате чего они имеют высокую эксплуатационную стойкость. Из фрагментов старопригодных рельсов обеспечивается производство мелющих шаров с предварительно заданным значением диаметра: 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 90, 100 или 120 мм, и других мелющих тел с высокой твердостью (не ниже HRC 55), износостойкостью и ударостойкой, больше, чем у стальных шаров и других мелющих тел, изготовленных из проката горячекатаного круглого. Дальше осуществляют закалку тел с последующим отпуском. Подстуживание тел в течение 10…30 с проводится для выравнивания температуры по поверхности прокаченного тела и для общего снижения температуры до уровня, что позволяет проводить закалку с минимальным уровнем остаточного напряжения. В случае менее длительного охлаждения в телах появляются закалочные трещины, а при излишне длительном охлаждении снижается твердость за счет появления на поверхности участков с немартенситными типами структуры. Закалка водой длительностью 12…200 с в устройстве барабанного типа обеспечивает телам ускоренное равномерное охлаждение до достижения ими середнемасовой температуры в пределах 150…350°С. При менее длительной закалке температура самоотпуска тел оказывается очень высокой, что приводит к существенному снижению твердости. В случае избыточно длительной закалки температура отпуска оказывается очень низкой для надлежащего снятия напряжения в закаленных телах; по этой причине тела растрескиваются или в процесе самоотпуска или после его завершения. Отпуск мелющих тел в бункерах под крышкой длительностью 12…50 часов позволяет максимально полно снять закалочное напряжение в закаленных телах и предотвратить их растрескивание как после термоупрочнения, так и при эксплуатации. При отпуске длительностью менее 12 часов напряжения снимаются незначительно, что приводит к появлению закалочных трещин. Увеличение времени отпуска свыше 50 часов нецелесообразно ввиду снижения производительности прокатного подраздела. Интервал длительности охлаждения, закалки и отпуска, определяется в зависимости от диаметра молольного тела. Минимальные значения указанных интервалов отвечают телам диаметром 20 мм, максимальные - телам диаметром 120 мм.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан разрез по центральной части мелющего тела, при этом мелющее тело схематически представлено в виде шара.
Мелющий шар содержит закаленный слой (1) и упрочненную центральную часть (2).
Заявленная полезная модель может быть реализована на стандартном оборудовании с использованием известных материалов, средств и операций, что подтверждает ее промышленную пригодность.
Следует понимать, что описаные выше примеры и варианты воплощения является лишь иллюстративными и специалистам в данной отрасли предлагаются разные модификации и изменения, которые охватываются сущностью этой заявки и объемом формулы полезной модели. Следует понимать, что вышеприведеная информация никоим образом не ограничивает объем прав по заявке.