АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 9
1.1 Описание детали и условий ее работы 9
1.2 Требования, предъявляемые к материалу детали 10
1.3 Стали и чугуны, применяемые для изготовления мелющих шаров 12
1.4 Выбор и характеристика стали 15
2 ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ 22
2.1 Доменное производство 22
2.2 Кислородно-конвертерный процесс 25
2.3 Разливка стали 29
2.4 МНЛЗ 29
2.5 Основные дефекты круглых литых заготовок 32
3 ВЫБОР РЕЖИМА ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СТАЛИ И ЕГО
ОБОСНОВАНИЕ 38
3.1 Предварительный нагрев стали под прокатку 38
3.2 Выбор температуры под закалку 40
3.3 Виды дефектов и способы устранения брака после закалки 41
3.4 Отпуск готовых изделий 42
4 ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ 45
4.1 Оборудование для нагрева 45
4.2 Технология и оборудование прокатки шаров 49
4.3 Технология и оборудование для закалки и отпуска 51
5 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 54
5.1 Расчет горения топлива 54
5.2 Определение температуры горения 58
5.3 Определение времени нагрева заготовки в печи 61
5.4 Тепловой расчет печи 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 78
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 79
В настоящее время в отрасли тяжелой промышленности важное место занимают добыча и переработка минеральных видов сырья и топлива. В цементной, горнообогатительной, энергетической и других областях основная и неотъемлемая операция это измельчение различных материалов. Для измельчения используются шаровые мельницы (барабаны), основным рабочим инструментом которых являются мелющие шары. По причине абразивного воздействия размалываемого материала, мелющие шары изнашиваются и безвозвратно расходуются в процессе измельчения сырья. Недолговечность мелющих шаров приводит к ощутимому росту общих затрат на дробление и измельчение, которые составляют около 60 - 70 % от стоимости переработки сырья. Так же убытки приводят не только к увеличению потребления мелющих шаров, но и к снижению показателей эффективности работы размольного оборудования по причине частых простоев, а также к ухудшению качества производимой продукции, вследствие увеличения содержания железа в конечном продукте. Поэтому в настоящее время существует актуальная задача на металлургическом производстве - повышение износостойкости мелющих шаров, с сохранением при этом экономической рациональности. Для решения этой задачи требуется найти сочетание эффективного состава сплава и технологии изготовления мелющих шаров.
В работе представлена технология изготовления мелющих шаров из специальной стали Ш2 (ГОСТ 7524-89). Так как износостойкость изделия напрямую зависит от выбранного материала, то нужно отметить, что данная сталь является наиболее стойкой из класса конструкционных сталей, которые могут использоваться для изготовления мелющих шаров. Так же детали такого типа работы должны отвечать высоким требованиям по механическим свойствам, таким как высокая износостойкость и достаточная вязкость, определяющие ударостойкость шаров. При этом с экономической точки зрения изготовление должно осуществляться из относительно недорогих материалов[1].
Основной причиной износа шаров при помоле руд черных и цветных металлов является абразивное воздействие. Изнашивание мелющих шаров большого диаметра (100-150 мм), используемых в условиях «водопадного» режима работы мельницы, протекает как при царапающем, так и ударном характере воздействия абразива на поверхность шара [2].
В работе представлен весь технологический процесс производства мелющих шаров. Важную часть работы занимает выбор оптимального режима термического упрочнения, так как необходимо ориентироваться на получение таких конечных структурных составляющих как мартенсит с трооститом, обеспечивающих сочетание регламентируемой стандартом твердости, а так же эксплуатационной эффективности.
В дипломной работе рассмотрена технология изготовления стальных мелющих шаров, начиная с выплавки стали и заканчивая процессом приемки готового изделия. В технологической части описаны условия работы детали, характеристика стали (справочные данные о механических свойствах, полоса прокаливаемости, диаграмма изотермического распада переохлажденного аустенита и т.п.).
Рассмотрено оборудование, необходимое для получения изделия, при изучении которого был сделан вывод о том, что изготовление мелющих шаров наиболее эффективно методом прокатки при помощи стана поперечно-винтовой прокатки. Были выявлены все преимущества данной технологии изготовления, основными из которых являются более высокие механические свойства продукта и более высокая производительность. Также приведен расчет процесса горения топлива в пламенной печи, используемой при нагреве металла под прокатку, определены количественные характеристики процесса нагрева: расход воздуха, необходимого для полного сжигания единицы топлива, выход и состав продуктов полного сгорания. Рассчитана калориметрическая температура горения топлива и время нагрева заготовок в печи. Составлен тепловой баланс печи.
